闫石数字电路PPT

第 十 章脉 冲 波 形 的 产生和整形

闫石数字电路PPT

教学内容§10.1 概述 §10.2 施密特触发器 §10.3 单稳态触发器 §10.4 多谐振荡器 §10.5 555定时器及其应用

闫石数字电路PPT

教学要求一.重点掌握的内容： 重点掌握的内容：(1)555定时器及其应用 定时器及其应用. 定时器及其应用 (2)石英晶体多谐振荡器 石英晶体多谐振荡器. 石英晶体多谐振荡器

二.一般掌握的内容： 一般掌握的内容：施密特触发器、单稳态触发器、 (1)施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的工 作特点和典型应用。 作特点和典型应用。 施密特触发器、 (2)施密特触发器、单稳态触发器输入电压与输出电 压之间的关系；多谐振荡器振荡周期的估算方法。 压之间的关系；多谐振荡器振荡周期的估算方法。

闫石数字电路PPT

10.1矩形脉冲信 号的获取方 法有两种： 法有两种：

概述

不用信号源， 产生:不用信号源，加上电源自 激振荡，直接产生波形 产生波形。 激振荡，直接产生波形。

整形:输入信号源进行整形.

脉冲产生电路:多谐振荡器 脉冲整形(变换) 施密特触发器、 脉冲整形(变换)电路:施密特触发器、 单稳态触发器

闫石数字电路PPT

上升时间tr

下降时间 tf 占空比： 占空比：

q = tW / T

脉冲幅度 Vm 脉冲宽度 脉冲周期T

tW

闫石数字电路PPT

10.2

施密特触发器数字电路需要的矩形脉冲的电路。 数字电路需要的矩形脉冲的电路。

施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适合于 施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适合于

闫石数字电路PPT

§10.2.1 用门电路组成的施密特触发器设G1、G2阈值电 压VTH≈VDD/2, ,

0

1

0

R1<R2(否则电 路进入自锁状态, 路进入自锁状态 不能正常工作) 不能正常工作)

vv = 10 I = Iv A = VTH

vv ↓→ vv′ ↓→ vv 1 ↑→ vv ↓ I ↑→ A ↑→ O ↓→ O ↑ I A O1 O

R2 = (1 R1 )V R1 + R2 R1 VT VT + VTTH = VTH = (1 + )VTH ≈ + R2 R1 + R2 R2 R2

闫石数字电路PPT

滞回电压传输特性， 滞回电压传输特性，即输入电压的上升过程和下降过 程的阈值电平不同。这是施密特触发器固有的特性。 程的阈值电平不同。这是施密特触发器固有的特性。正向阈值电压

同相输出的施密特触发器

负向阈值电压

反相输出的施密特触发器

回差电压： 回差电压：ΔVT= VT+-VT-

闫石数字电路PPT

§10.2.3 施密特触发器的应用用于波形变换： 1.用于波形变换：

闫石数字电路PPT

2. 用 于 脉 冲 整 形：

闫石数字电路PPT

3. 用 于 脉 冲 鉴 幅：

的脉冲选出。 施密特触发器能将幅度大于VT+的脉冲选出。

闫石数字电路PPT

用于构成多谐振荡器： 4.用于构成多谐振荡器：

闫石数字电路PPT

本节小结施密特触发器具有两个稳定的状态， 施密特触发器具有两个稳定的状态，是一种能 两个稳定的状态 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。而且由于具有

滞回特性 滞回特性， 脉冲的电路。而且由于具有滞回特性，所以抗干扰 能力也很强。 能力也很强。 施密特触发器可以由分立元件构成， 施密特触发器可以由分立元件构成，也可以由 门电路及555定时器构成。 门电路及555定时器构成。 555定时器构成 施密特触发器在脉冲的产生和整形电路中应用 很广。 很广。

闫石数字电路PPT

10.3工作特点： 工作特点：

单稳态触发器

1、电路中有一个稳态和一个暂稳态两个工作状态； 电路中有一个稳态和一个暂稳态两个工作状态； 一个稳态 两个工作状态 2、在外界触发脉冲作用下，电路能从稳态翻 在外界触发脉冲作用下， 至稳态； 至稳态； 3、暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的 数与触发脉冲无关。 数与触发脉冲无关。 参 转

至暂稳态，在暂稳态维持一段时间后， 至暂稳态 ， 在暂稳态维持一段时间后 ， 再自动翻转

闫石数字电路PPT

§10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器

单稳态触发器因为电路具有一个稳定状态 而得名。 它由两个门电路、 一个RC电路组成 。 电路组成。 而得名 。 它由两个门电路 、 一个 电路组成 它的暂稳态通常都是靠RC电路的充 、 放电过 电路的充、 它的暂稳态通常都是靠 电路的充 程来维持的， 根据RC电路的不同接法 ， 分为 电路的不同接法， 程来维持的 ， 根据 电路的不同接法 微分型和积分型。 微分型和积分型。

闫石数字电路PPT

1 0 1 0 1 0

稳态 没有触发器电平时， 没有触发器电平时， 为低电平， vI为低电平，vO为低电 为高电平。 平，vO1为高电平。

闫石数字电路PPT

1 0 1 0

1

稳态至暂稳态 正跳变时， 当 vI 正跳变时 ， vO1 由高到 为低电平。 于是v 低 ， vI2 为低电平 。 于是 O 为 高电平。 即使v 高电平 。 即使 I 触发器信号 撤除， 由于v 的作用， 撤除 ， 由于 O 的作用 ， vO1 仍 可为低电平。 可为低电平。

闫石数字电路PPT

脉冲宽度要窄

0 1 0 1

0

暂稳态至稳态 暂稳态期间， 暂稳态期间 ， 电源经电阻 R和门 1对电容 充电，vI2升 和门G 充电， 和门 对电容C充电 下降， 高 ， 当 vI2=VTH 时 ， vO 下降 ， vO1 上升 ， 但使 I2 再次升高 ， 上升， 但使v 再次升高， 最终v , 。 最终 O1=1,vO=0。

tW=0.69RC

闫石数字电路PPT

的脉冲宽度很宽时， 当 vI 的脉冲宽度很宽时 ， 在单稳态触发器 的输入端加一个RC微分电路，否则， 的输入端加一个 微分电路，否则，在电路由 微分电路 暂稳态返回到稳态时， 由于门G 封住了， 暂稳态返回到稳态时 ， 由于门 1 被 vI 封住了 ， 会使v 的下降沿变缓。 会使 o的下降沿变缓。

闫石数字电路PPT

§10.3.2 集成单稳态触发器

功能表见表10.3.1

tW=0.69RextCext

闫石数字电路PPT

图10.3.10