脉冲波形的产生和变换.ppt

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1、第九章脉冲波形的产生和变换数字电子电路授课人：庄友谊1第九章脉冲波形的产生和变换概述§9.1多谐振荡器§9.2单稳态触发器§9.4555定时器的原理和应用§9.3施密特触发器2概述数字电路区别于模拟电路的主要特点之一是：它的工作信号是离散的脉冲信号。最常用的脉冲信号是方波(矩形波)。如何产生方波以及对不理想的方波如何整形，是本章讨论的重点。3§9.1多谐振荡器矩形波发生器又称多谐振荡器。它可以由分立元件构成，也可以由集成电路构成。一、门电路组成的多谐振荡器：利用逻辑门电路的传输延迟时间，将奇数个与非门首尾相接，就可以构成一个简单的环形振荡器

2、:111uo3uo2uo14111321uo3uo2uo1设uo3的初始状态为0:010101用波形图来表示,则为:0tuo3优点:电路结构简单,所用元件少。缺点:频率太高,并且不可调整。5111RRS100CAuo1uouo2111uo3uo2uo1在原电路的基础上添加RC延时电路,便可以克服上图的不足:60tuo0tuo20tuo10tuAUT假设：开始时uo=0电容上的电流，uA下降uA>UT时，uo不反转。111RRS100CAuo1uouo201070tuo0tuo20tuo10tuAUT当uA=UT时，uo反转，uo1、uo2也

3、一起反转。111RRS100CAuo1uouo280tuo0tuo20tuo10tuAUT由于电容电压不能突变,当uo1发生下跳时,uA有一突变。U111RRS100CAuo1uouo290tuo0tuo20tuo10tuAUTUt1后，uo2>uo1，电容反向充电,uA上升。只要uA

4、1上跳，电容电压不能突变，所以uA上跳，然后uA开始下降电流方向111RRS100CAuo1uouo212T0tuo0tuo20tuo10tuAUTU111RRS100CAuo1uouo213二、RC耦合式振荡器11R1R2C1C2uR2uR1uo2uo111R1R2C1C2uR2uR1uo2uo1uo1uR1uR2uo20t0t0t0tUTUT1、对称式：14这个电路有两个缺点:一是不容易起振;二是电路振荡频率的稳定性较差,容易受温度、元件性能、电源波动等因素的影响。(a)11R1R2C1C2uo2uo1(b)通常，将两个电阻改接成如

5、图(b)示，只要适当选择它们的大小，使两个与非门的静态工作点均处于放大区，起振便比较容易。11R1R2C1C2uR2uR1uo2uo11511R1R2C1C2uo石英晶体(c)石英晶体振荡器常用作数字系统的基准信号。为获得稳定的振荡频率，可在振荡电路中串接石英晶体，组成石英晶体振荡器，如图(c)所示。11R1R2C1C2uR2uR1uo2uo111R1R2C1C2uo2uo1(a)(b)16u1uo2uo10t0t0tUTUT2、非对称式：11RCu1uo2uo1T1T2对于CMOS门组成的振荡器17u1uo2uo10t0t0tUTUTT1

6、T2第一段（T1）：第二段：18三、石英晶体振荡器11R1R2C1C2uo石英晶体ffsX0电感性电容性电阻R1、R2的作用是保证两个反相器在静态时都能工作在线性放大区。对TTL反相器，常取R1＝R2＝0.7kΩ～2kΩ，而对于CMOS门，则常取R1＝R2＝10kΩ～100kΩ；C1＝C2是耦合电容，它们的容抗在石英晶体谐振频率f0时可以忽略不计；石英晶体构成选频环节。19§9.2单稳态触发器特点:稳定状态稳定状态暂稳态由外界触发自动返回学习的重点:为什么会自动返回?需多少时间?1、输出端只有一个稳定状态,另一个状态则是暂稳态。2、加入触发

7、信号,电路由稳态转入暂稳态。3、经过一定时间以后,电路又会自动返回原来的稳定状态。20（1）没有触发信号时电路工作在稳态：当没有触发信号时，ui为低电平。因为门G2的输入端经电阻R接至VDD，VA为高电平，因此uo2为低电平；门G1的两个输入均为0，其输出uo1为高电平，电容C两端的电压接近为0。这是电路的稳态，在触发信号到来之前，电路一直处于这个状态：uo1＝1，uo2＝0。00111、用CMOS或非门组成：9.2.1由门电路组成的微分型单稳态触发器21110（2）外加触发信号使电路由稳态翻转到暂稳态当正触发脉冲ui到来时，门G1输出uo

8、1由1变为0。由于电容电压不能跃变，uA也随之跳变到低电平，使门G2的输出uO2变为1。这个高电平反馈到门G1的输入端，此时即使ui的触发信号撤除，仍能维持门G1的低电平输出。但