数字电路第10章教程.ppt

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1、第十章脉冲波形的产生和整形教学内容§10.1概述§10.2施密特触发器§10.3单稳态触发器§10.4多谐振荡器§10.5555定时器及其应用教学要求一.重点掌握的内容：(1)555定时器及其应用.(2)石英晶体多谐振荡器.二.一般掌握的内容：(1)施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的工作特点和典型应用。(2)施密特触发器、单稳态触发器输入电压与输出电压之间的关系；多谐振荡器振荡周期的估算方法。10.1概述矩形脉冲信号的获取方法有两种：产生:不用信号源，加上电源自激振荡，直接产生波形。整形:输入信号源进行整形.脉冲产生电路:多谐振荡器脉

2、冲整形（变换）电路:施密特触发器、单稳态触发器脉冲周期T脉冲幅度Vm脉冲宽度上升时间tr下降时间tf占空比：施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适合于数字电路需要的矩形脉冲的电路。10.2施密特触发器§10.2.1用门电路组成的施密特触发器设G1、G2阈值电压VTH≈VDD/2，R1

3、密特触发器的应用1.用于波形变换：2.用于脉冲整形：3.用于脉冲鉴幅：施密特触发器能将幅度大于VT+的脉冲选出。4.用于构成多谐振荡器：本节小结施密特触发器具有两个稳定的状态，是一种能够把输入波形整形成为适合于数字电路需要的矩形脉冲的电路。而且由于具有滞回特性，所以抗干扰能力也很强。施密特触发器可以由分立元件构成，也可以由门电路及555定时器构成。施密特触发器在脉冲的产生和整形电路中应用很广。10.3单稳态触发器工作特点：1、电路中有一个稳态和一个暂稳态两个工作状态；2、在外界触发脉冲作用下，电路能从稳态翻转至暂稳态，在暂稳态维持一段时间后

4、，再自动翻转至稳态；3、暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数与触发脉冲无关。§10.3.1用门电路组成的单稳态触发器单稳态触发器因为电路具有一个稳定状态而得名。它由两个门电路、一个RC电路组成。它的暂稳态通常都是靠RC电路的充、放电过程来维持的，根据RC电路的不同接法，分为微分型和积分型。010101稳态没有触发器电平时，vI为低电平，vO为低电平，vO1为高电平。稳态至暂稳态当vI正跳变时，vO1由高到低，vI2为低电平。于是vO为高电平。即使vI触发器信号撤除，由于vO的作用，vO1仍可为低电平。11010暂稳态至稳态暂稳态期间，电

5、源经电阻R和门G1对电容C充电，vI2升高，当vI2=VTH时，vO下降，vO1上升，但使vI2再次升高，最终vO1=1，vO=0。00101脉冲宽度要窄tW=0.69RC当vI的脉冲宽度很宽时，在单稳态触发器的输入端加一个RC微分电路，否则，在电路由暂稳态返回到稳态时，由于门G1被vI封住了，会使vo的下降沿变缓。§10.3.2集成单稳态触发器功能表见表10.3.1tW=0.69RextCext图10.3.10外接电阻（下降沿触发）内部电阻（上升沿触发）目前使用的集成单稳态触发器有不可重复触发型和可重复触发型两种。不可重复触发的单稳态触发

6、器一旦被触发进入暂稳态后，再加入触发脉冲不会影响电路的工作过程，必须在暂稳态结束后，才接受下一个触发脉冲而转入暂稳态。可重复触发的单稳态触发器进入暂稳态后，如果再次加入触发脉冲，电路将重新被触发，使输出脉冲再继续维持一个tW宽度。不可重复触发型可重复触发型§10.3.3单稳态触发器的应用1、定时只有在脉冲宽度tpo内的信号才能通过。2、延时与整形可将脉冲宽度不等的矩形脉冲整形成脉冲宽度相等的矩形波。通常噪声多表现为尖脉冲，宽度较窄，而有用的信号都具有一定的宽度。因此，利用单稳态电路，将输出脉宽调节到大于噪声宽度而小于信号宽度即可消除噪声。3

7、、消除噪声本节小结单稳态触发器具有一个稳态和一个暂稳态。在单稳态触发器中,由稳态到暂稳态需要输入触发脉冲,暂稳态的持续时间即脉冲宽度是由电路的阻容元件RC决定的,与输入信号无关。单稳态触发器可以由门电路构成，也可以由555定时器构成。单稳态触发器可以用于产生固定宽度的脉冲信号，用途很广。10.4多谐振荡器多谐振荡器又称无稳电路，主要用于产生各种方波或时间脉冲信号。它是一种自激振荡器，在接通电源之后，不需要外加触发信号，便能自动地产生矩形脉冲波。由于矩形脉冲波中含有丰富的高次谐波分量，所以习惯上又把矩形波振荡器称为多谐振荡器。性能特点：①没有

8、稳态，有两个暂稳态。②工作不需要外加信号源，只需要电源。§10.4.1对称式多谐振荡器T≈1.3RFC§10.4.2非对称式多谐振荡器T≈2.2RFC§10.4.3环形振荡器利用