数电 第9章 脉冲波形的产生与整形电路

脉冲波形的产生与整形电路

数字电子技术 Digital Electronics Technology

第九章 脉冲波形的产生与整形电路许昌学院《电子技术》课程组 许昌学院《电子技术》 数字部分) (数字部分)

脉冲波形的产生与整形电路

教学内容及教学要求主要内容： 主要内容：9.1 概述 9.2 施密特触发器 9.3 单稳态触发器 9.4 多谐振荡器

重点掌握的内容： 重点掌握的内容：施密特触发器的工作原理及应用 单稳态触发器的特点及工作原理 多谐振荡器的工作原理及周期计算

脉冲波形的产生与整形电路

9.1 概述一、获取矩形脉冲的方法有： 1、脉冲波形发生电路 2、脉冲波形整形电路 二、描述矩形脉冲特性的主要参数

脉冲波形的产生与整形电路

9.2 施密特触发器施密特触发器是常用的一类脉冲整形电路

9.2.1 用门电路组成的施密特触发器VOH = V DD,VOL = 0,VTH 1 = V DD,且 R1 < R2 2

脉冲波形的产生与整形电路

当 V I = 0 时， V O = 0 。 当 V I , 至 V I' = V TH 时，进入传输特性的放 V I' ↑→ V O 1 ↓→ V O ↑ 大区， 大区，故

使电路迅速跳变到 VO = VOH

V I' = VTH = V I = VT +

R2 VI R1 + R2

R1 )VTH = (1+ R2

脉冲波形的产生与整形电路

当 V I = 1时， V O = 1。 大区， 当 V I , 至 V I' = VTH 时，进入传输特性的放 大区，故 V I' ↓→ V O 1 ↑→ V O ↓

使电路迅速跳变到 VO = VOL

V = VTH = ( V DD' I

R1 VI ) + VI R1 + R2

V I = VT R1 )VTH = (1 R2

脉冲波形的产生与整形电路

R1 VI = VT + = ( 1 + )VTH R2R1 VI = VT = ( 1 )VTH R2

脉冲波形的产生与整形电路

' 饱和， 截止， ' V I' = 1时， T1 饱和， T2 截止， VO = VOH

V E 1 ≈ ( VCC VCES 1 )

R4 R2 + R4

* 当 V I' ↓ ,至 V I' = V E 1 + 0.7V时， T1 脱离饱和，并引起 脱离饱和， V I' ↓→ i C 1 ↓→ VC 1 ↑→ i C 2 ↑ V BE 1 ↓← V E ↑

' ' 截止， ∴ 迅速转为 T1 截止， T2 导通 VO = VOL

VT + = V E 2 + 0.7V

V E 1 → V E 2 ≈ ( Vcc VCES 2 )

R4 R3 + R4

V E 1 ≈ ( Vcc VCES 1 )VT + = V E 1 + 0 .7V

R4 R2 + R4

脉冲波形的产生与整形电路

9.2.2 施密特触发器的应用一、用于波形变换1

1

脉冲波形的产生与整形电路

二、用于脉冲整形

脉冲波形的产生与整形电路

三、用于脉冲鉴幅

脉冲波形的产生与整形电路

9.3 单稳态触发器一、特点1、开机(接通电源),电路出现稳态。 2、外加触发信号，电路翻转为暂态。暂态维持一段时 间，自动返回稳态 3、暂态维持时间的长短，只和电路参数有关，与触发 信号的幅度、电源电压的高低无关。

二、用途1、整形→输出矩形波。 2、定时→输出一定宽度的矩形波。 3、延时→将输入信号延长一定时间后输出。特点：

脉冲波形的产生与整形电路

9.3.1 用门电路组成的单稳态触发器一、微分型1、组成 G1和G2为CMOS门1 VOH = V DD ,VOL = 0 ,VTH = V DD 2

V 充电至 V12 = VTH 时， 12 ↑ 又引起正反馈VI 2 ↑→ VO ↓→ VO1 ↑ 电路迅速返回稳态 VO = 0, VO1 = VDD , C 放电至没有电压，恢复稳态

脉冲波形的产生与整形电路

2、性能参数计算输出脉宽：

t w = RC ln

V( ∞ ) V( 0 ) V( ∞ ) V( t )

= RC ln

V DD 0 = RC ln 2 V DD VTH

* t re = ( 3 ~ 5 )( R // rD

1 + RON )C ≈ ( 3 ~ 5 )RON C * t d = t w + t re

输出脉冲宽度(VO = 1时间)等于VI 2从0充电至VTH的时间。

脉冲波形的产生与整形电路

二、积分型1、原理分析 G1和G2为TTL门

稳态下：VI = 0, VO = 1, (VO1 = VOH ), VA = VOH;VI ↑ 后，VO = 0, 进入暂稳态，VO1 = 0, C开始放电；

当放至VA = VTH 后，VO = 1, 返回稳态；

VI ↓ 后，C重新充电至VOH , 恢复初始态；

脉冲波形的产生与整形电路

2、性能参数计算 输出脉宽：

t w = RC ln

V( ∞ ) V( 0 ) V( ∞ ) V( t )

= RC ln

VOH VTH

' * t re = ( 3 ~ 5 )( R + RO )C

* t d = t TR + t re

输出脉冲宽度(VO = 0时间)等于VA从VOH 放电至VTH的时间。