数字电子技术 10.ppt

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1、第十章脉冲波形的产生和整形§10-1概述§10-3单稳态触发器§10-4多谐振荡器§10-5555定时器及其应用§10-2施密特触发器§10-1概述获取矩形脉冲波形（时钟）的途径有两种：2、用整形电路把已有的周期性变化的波形整形产生1、用多谐振荡器直接产生矩形脉冲波形的整形电路——施密特触发器、单稳态触发器。用门电路可以构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。用555定时器也可以构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。§10-2施密特触发器10-2-1特点和用途一、特点1、电平触发：触发信号UI可以是变化缓慢的模拟信号，UI达某一电平值时，输出电压Uo突变。Uo为脉冲信号。2

2、、电压滞后传输：输入信号UI从低电平上升过程中，电路状态转换时对应的输入电平，与UI从高电平下降过程中电路状态转换时对应的输入电平不同。施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路。利用上述两个特点，施密特触发器不仅能将边沿缓慢变化的信号波形整形为边沿陡峭的矩形波，还可以将叠加在矩形脉冲高、低电平上的噪声有效地清除。同相输出特性：VT+UoUIUoLUoH二、输出特性VT反相输出特性：VT+UoUIUoLUoHUI=VT+时，Uo=UoLUI=VT-时，Uo=UoLUI=VT-时，Uo=UoHVTUI=VT+时，Uo=UoH00当UI=0时，Uo=UoL当UI=0时，Uo=UoH正

3、向阈值电平VT+：UI上升时，引起Uo突变时对应的UI值。负向阈值电平VT-：UI下降时，引起Uo突变时对应的UI值。三、用途:整形。四、举例设UI为缓慢变化的三角波：UItVT+VT-UOtUOLUOH六、逻辑符号11&≥1五、计算回差电压ΔVTΔVT=VT+-VT-10-2-2集成施密特触发器常用TTL电路集成施密特触发器有7413等，常用CMOS电路集成施密特触发器有CC40106等。10-2-3施密特触发器的应用一、用于波形变换例：已知UI为半波，UIm=9V，施密特触发器的VT+=6V，VT-=3V，UOH=VDD，试画UO波形。963VT+VT-VDDVDD11UI（V）

4、totUOotUOo二、用于脉冲整形(畸变的矩形脉冲的整形）UItOUOtOUItOUOtOUItOUOtOVT+VT-VT+VT-VT+VT-11三、用于脉冲鉴幅从分析施密特触发器的工作原理可知，只有那些幅度大于VT+的脉冲才会在输出端产生输出信号。所以，施密特触发器可以从一系列幅度各异的脉冲信号中选出幅度大于VT+的信号。§10-3单稳态触发器10-3-1特点和用途一、特点1、开机（接通电源），电路出现稳态。2、外加触发信号，电路翻转为暂态。暂态维持一段时间，自动返回稳态。3、暂态维持时间的长短，只和电路参数有关，与触发信号的幅度、电源电压的高低无关。二、用途1、整形→输出矩形波

5、。2、定时→输出一定宽度的矩形波。3、延时→将输入信号延长一定时间后输出。单稳态触发器只存在稳态和暂态两个不同的工作状态。而其暂态通常是靠RC电路来完成的，所以根据RC电路的不同接法可将单稳态触发器分为微分型和积分型。用门电路组成单稳态触发器一、微分型单稳态触发器1、组成（用CMOS或非门）2、工作原理（用正窄脉冲触发）UIUO1UI2UO说明接通VDD不触发VDDUOL00110稳态：UO=0C中无电荷触发1001暂态：UO=1C充电UI2↑↑=VTH000110返回稳态：UO=0C放电UI2↓①↓=VDD000110恢复为起始稳态C中无电荷注释①：此时的逻辑电平“1”，对应的电位

6、为（VDD+0.7）V。UIUO1UI2UOUI，≥1≥1VDDCRG1G2UI，总之：不触发：UO=0，C中无电荷触发：UO=1C充电：返回UO=0C放电：恢复为起始稳态，UO=0，C中无电荷3、电压波形tUIVTHtUO1tUI2tUO*为了保证触发时间极短，通常在UI端加RC微分电路：≥1G1UO1CdRdUIUdtUItUdtUOVDD+0.7注意；第二次触发必须在第一次触发稳定之后进行。电压波形4、输出脉宽TW和幅度UOm根据一阶RC电路暂态过程中，求任意变量的一般公式：可得：tτA(t)=A(∞)+[A(0+)-A(∞)]eA(∞)-A(∞)-t=τln—————VTHt

7、UI2tUOTW从波形图中看出，TW是C充电使UI2从0上升到VTH对应的时间，UI2(∞)=VDD,UI2(0+)=0,12UI2(TW)=VTH=VDD,τ≈RCTW=RCln1VDD-0VDD-VDD2Uom=UOH-UOL≈VDD1）求TW2）求Uom=RCln2A(0+)A(t)所以：=0.69RC5、分辨时间TdTd是指在保证电路正常工作的前提下，两个相邻触发脉冲之间，允许的最小时间间隔。TdVTHtUI2tUOTWTre由波形图知：Td=TW