脉冲波形的产生与整形.doc

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1、第6章脉冲波形的产生与整形§6.1概述§6.2施密特触发器（2学时）§6.3单稳态触发器（1.5学时）§6.4多谐振荡器（1.5学时）§6.5555定时器及其应用（3学时）【教学目的】通过本章学习，让学生掌握施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的工作原理、工作波形以及参数计算；掌握555定时器电路结构及其应用；掌握基本脉冲电路的设计。【教学重点】1、施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的工作特点；2、555定时器电路结构与功能以及典型应用。3、555定时器的典型应用。【教学难点】上述典型电路的特点与

2、应用。【教学方法和手段】多媒体课堂教学【课外作业】6.2，6.12，6.25，6.29【学时分配】共8学时【自学内容】压控振荡器【教学内容】见下第6章脉冲波形的产生与整形§6.1概述在数字电路或数字系统中，常常需要各种脉冲波形，例如时钟脉冲、控制过程的定时信号等。这些脉冲波形的获取，通常采用两种方法：一种是利用脉冲信号产生器直接产生；另一种则是对已有信号进行整形，使之满足系统的要求。脉冲波形的整形电路中，最常用的有施密特触发器和单稳态触发器电路；脉冲波形的产生电路中，最常用的有多谐振荡器电路。施密特触发

3、器、单稳态触发器和多谐振荡器可以用基本门组成，也可以用555定时器构成。脉冲波形的形式多种多样，本章主要介绍矩形脉冲波形的产生和整形电路。§6.2施密特触发器6.2.1特点与电压传输特性一、特点施密特触发器是典型的脉冲整形电路。施密特触发器在性能上有两个重要特点：第一为电平触发：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。所以UO为脉冲信号。第二为电压滞后传输：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

4、平不同。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、低电平上的噪声信号有效地清除。二、电压传输特性1、同相传输特性同向传输特性和图形符号如图6.2.1（a）所示图6.2.1施密特触发器的电压传输特性（a）同相传输特性(b)反相传输特性1）当UI=0时，UO=UOL；2）当UI上升到大于等于VT+时，UO突变为UOH；3）当UI从最大值下降到小于等于VT-时，UO突变为UOLVT+是UI上升过程中电路状态发生转换时对应的输入电平，称为正向阈

5、值电平；VT-是UI下降过程中电路状态发生转换时对应的输入电平，称为负向阈值电平。2、反相传输特性反相传输特性和图形符号如图6.2.1(b)所示：1）当UI=0时，UO=UOH；2）当UI上升到大于等于VT+时，UO突变为UOL；3）当UI从最大值下降到小于等于VT-时，UO突变为UOH其中：图6.2.2CMOS非门构成的施密特触发器6-2-2用门电路构成施密特触发器一、构成用CMOS非门构成的施密特触发器如图6.2.2所示。二、工作原理设UI是变化缓慢的三角波，其工作原理为：1、UI=0V时，＝0，U

6、O1＝1，所以UO＝UOL，电路输出低电平。2、UI上升时，也上升；当UI上升使趋于G1门的阈值电平VTH时，G1门和G2门处在要翻转的边缘；当UI上升使＝VTH时，UO1＝0，UO1＝UOH≈VDD。由此可求出此电路的正向阈值电平VT+。因为这时有所以3、当UI从高电平下降时，也下降；当UI下降使趋于G1门的阈值电平VTH时，G1门和G2门又处在要翻转的边缘；当UI下降使＝VTH时，UO1＝1，UO1＝UOL≈0。由此可求出此电路的负向阈值电平VT－。因为这时有所以图6.2.3图6.2.2工作原理波形

7、将VDD＝2VTH代入上式后得结果，UO波形如图6.2.3所示。VT+与VT－之差定义为回差电压ΔVT，即ΔVT＝VT+－VT-＝常用TTL集成施密特触发器有7413等，常用CMOS集成施密特触发器有CC40106等。6-2-3集成施密特触发器施密特触发器应用十分广泛，所以市场上有专门的电路产品出售，称之为施密特触发门电路。集成施密特触发器性能的一致性好，触发阈值稳定，使用方便。一.CMOS集成施密特触发器图6.2.4（a）是CMOS集成施密特触发器CC40106（六反相器）的引线功能图，表6.2.1所

8、示是其主要静态参数。图6.2.4集成施密特触发器CC40106和74LS14外引线功能图表6.2.1集成施密特触发器CC40106的主要静态参数电源电压VDDVT+最小值VT+最大值VT－最小值VT－最大值ΔVT最小值ΔVT最小值单位52.23.60.92.80.31.6V104.67.12.55.21.23.4V156.810.847.41.65V二.TTL集成施密特触发器图6.2.4（b）是TTL集成施密特触发器74LS14外引脚图，其