数字电子技术 教学课件 作者 赵翱东 主编第5章脉冲的产生与整形.ppt

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1、第五章脉冲波形的产生与整形5.4集成555定时器5.2施密特触发器5.3单稳态触发器5.1多谐振荡器5.1多谐振荡器多谐振荡器可以产生一定频率、一定幅值的矩形波或者方波，广泛应用于音响、报警电路或系统的时钟、计时等方面。多谐振荡器可以产生连续的、周期性的脉冲波形。它是一种自激振荡电路。多谐振荡器有两个暂稳态，没有稳态，工作过程中在两个暂稳态之间按照一定的周期周而复始地依次翻转，从而产生连续的、周期性的脉冲波形。性能特点：①没有稳态，有两个暂稳态。②工作不需要外加信号源，只需要电源。5.1.1环形振荡器一、最简单的环形振荡器二、带RC延迟电路的环形振荡器由阻抗频率

2、特性曲线可知，石英晶体的选频特性非常好，它有一个极为稳定的串联谐振频率fS，且等效品质因数Q值很高。当频率等于fS时，石英晶体的电抗为0，而当频率偏离fS时，石英晶体的电抗急剧增大，因此，在串联谐振电路中，只有频率为fS的信号最容易通过，而其他频率的信号均会被晶体所衰减。fP是石英晶体的并联谐振频率。为得到频率稳定性很高的脉冲波形，多采用由石英晶体组成的石英晶体振荡器，石英晶体的电路符号和阻抗频率特性如图所示。5.1.2石英晶体振荡器石英晶体的串联谐振频率fS和并联谐振频率fP仅仅取决于石英晶体的几何尺寸，通过加工成不同尺寸的晶片，即可得到不同频率的石英晶体，并

3、且串联谐振频率fS和并联谐振频率fP的值非常接近。用石英晶体组成的多谐振荡器分为串联型和并联型两种形式。5.2施密特触发器施密特触发器可以将缓慢变化的输入波形整形为矩形脉冲，它具有下述特点：(1)允许输入信号为缓慢变化的信号。(2)有两个阈值电压。(3)有两个稳态。正向阈值电压负向阈值电压回差电压：ΔVT＝VT＋－VT－滞回电压传输特性，即输入电压的上升过程和下降过程的阈值电平不同。这是施密特触发器固有的特性。集成施密特触发器2.TTL集成施密特触发器74LS141.CMOS集成施密特触发器CC40106施密特触发器的应用1、用于波形变换2、用于鉴幅3、用于脉冲

4、整形5.3单稳态触发器(1)有一个稳态和一个暂稳态。(2)在外界触发信号作用下，能从稳态→暂稳态，维持一段时间后自动返回稳态。(3)暂稳态维持的时间长短取决于电路内部参数。单稳态触发器可以在外部触发信号作用下，输出一个一定宽度、一定幅值的脉冲波形。它具有以下特点。一、微分型单稳态触发器1、电路组成及工作原理微分型单稳态触发器①没有触发信号时，电路处于稳态②外加触发信号，电路由稳态翻转到暂稳态③电容充电，电路由暂稳态自动返回至稳态电路各点工作波形如图所示。二、单稳态触发器的应用1、定时由于单稳态触发器能产生一定宽度的矩形脉冲输出，如果利用这个矩形脉冲作为定时信号去

5、控制某电路，可使其在tW时间内动作。例如，利用单稳态触发器输出的矩形脉冲作为与门输入的控制信号，如图所示，则只有在这个矩形波的tW时间内，信号uF才有可能通过与门。单稳态触发器用于定时电路2、延时单稳态触发器的延时作用不难从微分型单稳态触发器的工作波形看出。图中输出端uo1的上升沿相对于输入信号ui的上升沿延迟了一个tW的时间。单稳态的延时作用常被应用于时序控制。3、整形单稳态触发器能够把不规则的输入信号ui，整形程为幅度和宽度都相同的标准矩形脉冲uo。uo的幅度取决于单稳态电路输出的高、低电平，宽度决定于暂稳态时间。一、555定时器的电路结构5.4集成555定

6、时器电压比较器的功能：v+>v-，vO=1v+

7、态。1/3VCC2/3VCC阈值输入阈值输入复位输出vI1vI2RDvo×＜2/3VCC＞2/3VCC＜2/3VCC×＜1/3VCC＞1/3VCC＞1/3VCC0111010不变功能表二.用555定时器构成的施密特触发器1.电路组成及工作原理1/3VCC2/3VCC电路符号2.电压滞回特性和主要参数（2）主要静态参数（a）上限阈值电压VT+vI上升过程中，输出电压vO由高电平VOH跳变到低电平VOL时，所对应的输入电压值。VT+=2/3VCC。（b）下限阈值电压VT—vI下降过程中，vO由低电平VOL跳变到高电平VOH时，所对应的输入电压值。VT—=1/3VCC

8、。（3）回差电压ΔVTΔ