RC电路、施密特触发器

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第6章 脉冲波形的产生与变换6.16.1.1 6.1.2

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RC电路 RC电路

常用脉冲波形及参数 RC电路的应用 电路的应用

6.2

施密特触发器

6.2.1 用集成门电路构成的施密特触发器 6.2.2 集成施密特触发器 6.2.3 施密特触发器的应用2010-9-14 1

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复习触发器有什么特点？ 请画出与非门实现的基本RS触发器的电路图。 请列出基本RS触发器的功能表。 什么叫现态？次态？ 基本RS触发器的触发方式？

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复习MSI时序逻辑电路的分析步骤？

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第6章 脉冲波形的产生与变换脉冲信号：指突然变化的电压或电流。 脉冲电路的研究重点：波形分析。 数字电路的研究重点：逻辑功能。 获得脉冲波形的方法主要有两种： 1.利用脉冲振荡电路产生； 2.是通过整形电路对已有的波形进行整形、变 换，使之符合系统的要求。

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以下主要讨论几种常用脉冲波形的产生与变换 电路：(功能、特点及其主要应用简介) 1. RC电路：对矩形波进行微分、积分变换， 或作脉冲分压器； 2. 施密特触发器：主要用以将非矩形脉冲变换 成上升沿和下降沿都很陡峭的矩形脉冲； 3. 单稳态触发器：主要用以将脉冲宽度不符合 要求的脉冲变换成脉冲宽度符合要求的矩形脉冲； 4. 多谐振荡器：产生矩形脉冲； 5. 555定时器。2010-9-14 5

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6.1

RC电路 RC电路

6.1.1 常用脉冲波形及参数1. 常见的脉冲波形 脉冲波形是指突变的电流和电压的波形。

图6-1 常见的脉冲波形图

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2. 矩形波及其参数 数字电路中用得最多的是矩形波。矩形波 有周期性与非周期性两种。

图6-2 非周期性和周期性矩形波 (a) 非周期性 (b) 周期性2010-9-14 7

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图6-3 矩形波的主要参数

周期性矩形波的 周期用T表示，有时 也用频率f表示(f =1/ T)。 矩形波的另外几 个主要参数：

(1)脉冲幅度Um 1 U (2)脉冲宽度tw (3)上升时间tr (4)下降时间tf (5)占空比q =t w /T 。通常q用百分比表示，如果 q =50%,则称为对称方波。2010-9-14 8

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6.1.2 RC电路的应用 电路的应用可对矩形波进行变换，常用的有微分电路、积 分电路和脉冲分压器。 1. 微分电路

图6-4 微分电路 可将矩形波变换为尖峰波(条件 <<t 的突变 由于电路的输出uO只反映输入波形u 可将矩形波变换为尖峰波(条件RC<< Iw)。 由于电路的输出 只反映输入波形 << 部分，故称为微分电路。 部分，故称为微分电路。 2010-9-14 9

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2. 积分电路

图6-5 积分电路 (b)可将矩形波变换为三角波。 )可将矩形波变换为三角波。 条件RC>> >>t (条件 >> w)

(c) 输出波形 O的边沿变差了。 ) 输出波形u 的边沿变差了。 即不满足积分电路的条件) 如果RC<<

<<t (如果 << w,即不满足积分电路的条件)2010-9-14 10

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3. 脉冲分压器 在模拟电路中，常用电阻分压器来实现正弦波 信号的无失真传输。 但是，对脉冲信号的传输，不能采用简单的电阻 分压器，因为分布电容的影响，会使输出波形的边 沿发生畸变。

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为了实现脉冲信 号的无畸变传输，需 要采用脉冲分压器。

图6-6 脉冲分压器 6-6

各种示波器的输入衰减器采用的就是这种脉冲 分压器。 只要满足条件C1R1 =C2R2 ,则可实现脉冲信号 的无畸变传输。2010-9-14 12

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6.2

施密特触发器

主要用途：把变化缓慢的信号波形变换为边沿 陡峭的矩形波。 特点： ⑴电路有两种稳定状态。两种稳定状态的维持 和转换完全取决于外加触发信号。触发方式：电平 触发。 ⑵电压传输特性特殊，电路有两个转换电平 (上限触发转换电平UT+和下限触发转换电平UT-)。 - ⑶状态翻转时有正反馈过程，从而输出边沿陡 峭的矩形脉冲。2010-9-14 13

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6.2.1 用集成门电路构成的施密特触发器1. 电路组成 两个CMOS反相器，两个分压电阻。

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图6-7 用集成门电路构成的施密特触发器 (a) 电路 (b)逻辑符号

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2. 工作原理 (1)工作过程 设CMOS反相器的阈值电压UTH=VDD/2,输入 信号uI为三角波。

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当uI=0V时， G1截止、G2导通，输出为UOL, 即uO=0V。只要满足uI1<UTH,电路就会处于这种 状态(第一稳态)。 当uI上升，使得uI1 =UTH时，电路会产生如下正 反馈过程：

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