脉冲波形的产生与整形 ppt课件.ppt

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1、第六章脉冲波形的产生与整形6.1概述6.2施密特触发器6.3单稳态触发器6.4多谐振荡器6.5555定时器及其应用6.1概述时序电路中的时钟信号即为矩形脉冲波。时钟脉冲的特性直接关系着系统能否正常工作。获取矩形脉冲波的途径不外乎有两种：一种是利用各种形式的多谐振荡器电路直接产生所需要的矩形脉冲，另一种则是通过各种整形电路把已有的周期性变化波形变换为符合要求的矩形脉冲。实际的矩形脉冲波形如图6.1.1所示，其特性可用以下指标来描述：脉冲周期T——周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲间的时间间隔。

2、脉冲频率f=1/T,表示单位时间内脉冲重复的次数。脉冲幅度Um——脉冲电压的最大变化幅度。脉冲宽度TW——从脉冲前沿上升到0.5Um开始，到脉冲后沿下降到0.5Um为止的一段时间。上升时间tr——脉冲前沿从0.1Um上升到0.6Um所需要的时间。下降时间tf——脉冲后沿从0.6Um下降到0.1Um所需要的时间。图6.1.1实际的矩形脉冲波形6.2施密特触发器施密特触发器在性能上有两个重要的特点：第一，输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时对应的输入电平，与输入信号从高电平下降过程中对应的

3、输入转换电平不同。第二，在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。6.2.1用门电路组成的施密特触发器施密特触发器是一种应用很广的电路，常用作波形的变换、整形和鉴幅。它的电压传输特性和图形符号如图6.2.1所示。图6.2.1施密特触发器（a）电压传输特性;（b）图形符号由图6.2.1（a）可知，施密特触发器有两个稳定的工作状态，对于正向和负向增长的输入信号，电路有不同的阈值电平UT+和UT-。要使施密特触发器的输出状态发生转换，输入电压ui必须大于UT+或小于UT-

4、。当输入信号ui由低向高变化并大于正向阈值电压UT+时，电路翻转到一个稳态，输出uo为低电平;当输入信号由高向低变化并小于负向阈值电压UT-时，电路翻转到另一个稳态，uo为高电平。这种滞后的电压传输特性，又叫回差特性。UT+与UT-之差值，称为回差电压ΔU，即回差电压ΔU越大，电路的抗干扰能力就越强，但“鉴幅”和“触发灵敏度”会变差。此外，施密特触发器靠输入信号的电压高低来触发，也靠输入信号的幅值来维持翻转后的状态。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。6.2.

5、2集成施密特触发器集成施密特触发器简介74LS132是TTL型的集成施密特触发器产品，片内有4个2（与）输入施密特触发器。4000系列CMOS型的施密特触发器产品有4093和40106等。集成施密特触发器6.2.3集成施密特触发器的应用1、波形变换和整形施密特触发器可以把缓慢变化的三角波或正弦波等信号转变为矩形波，如图6.2.2（a）、（b）所示。施密特触发器也常用作TTL的接口电路，如图6.2.2（c）所示。施密特触发器可以使产生畸变的脉冲波形转换为矩形脉冲，如图6.2.3所示。图6.2.2施密

6、特触发器用作波形变换和TTL系统接口电路（a）三角波变矩形波;（b）正弦波变矩形波;（c）接口电路图6.2.3施密特触发器使畸变波形整形2、用于脉冲鉴幅施密特触发器可用来鉴别输入信号的幅度是否超过规定值。图6.2.4是一个阈值电压探测器输入/输出电压波形，幅度超过UT+的脉冲使施密特触发器动作，在输出端就能得到一个矩形脉冲，这样，就能鉴别输入信号的幅度是否超过规定值UT+。图6.2.4阈值电压探测器输入/输出波形图3)组成多谐振荡器由施密特触发器组成的多谐振荡器的电路和工作波形如图6.2.5所

7、示。当施密特触发器的输入端为低电平时，输出为高电平，电容C通过R充电，C上的电压uC随着C的充电而上升。当uC达到正向阈值电压UT+时，施密特触发器翻转输出低电平，电容C通过R放电，uC随着C的放电而逐渐降低。当uC下降到负向阈值电压UT-时，施密特触发器又翻转输出高电平，如此周而复始，电路就输出了连续的矩形波。图6.2.5由施密特触发器组成的多谐振荡器（a）电路;（b）工作波形4）展宽脉冲宽度由施密特触发器组成的展宽脉冲宽度电路如图6.2.6（a）所示，图6.2.6（b）为其工作波形。图6.2

8、.6施密特触发器组成的展宽脉冲宽度电路（a）电路;（b）工作波形6.3单稳态触发器单稳态触发器的工作特性具有如下的特点：第一，它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；第二，在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一会儿，再自动返回稳态。第三，暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。6.3.1由门电路构成的单稳态触发器单稳态触发器在数字电路中一般用于定时（产生一定宽度的矩形波）、整形（把不规则的波形转换成宽度、幅度都相等的