7脉冲波形的产生和整形.ppt

第十章 脉冲波形的产生和整形 本章内容 10.1 概述 其中： ?上升时间tr ：脉冲上升沿从0.1Vm上升到 0.9Vm所需要的时间 占空比q ：脉冲宽度与脉冲周期的比值，即q ＝ tw /T 10.2 施密特触发器（Schmitt Trigger） 10.2.1 用门电路组成的施密特触发器 1.其工作原理 由叠加原理得 将VT＋和VT－之间的差值定义为回差电压，用△VT表示，即 施密特触发器的两个输出电压传输特性为图10.2.3所示 二、用于鉴幅 三、用于脉冲整形 10.3 单稳态触发器 10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器 a.无触发信号时，电路处于稳态，vo=0 当vI上升，vd也随之上升，当上升到VTH后，此时存在下列正反馈： c.电容充电，电路由暂稳态自动返回至稳态 随着vI2的增加，当增加到vI2＝VTH，产生另一正反馈，即 此时电容C通过R和G2门的输入保护电路很快放电，知道电容电压为0，电路恢复到稳态。 10.4 多谐振荡器 2.产生自激振荡的条件： 故为了使反相器工作在放大状态，则要给它们设置适当的偏置电压，其数值在高、低电平之间。这个偏置电压可以由 RF 来设定。 此式是输出与输入的线性关系方程。 3. 工作情况分析 由于充电的速度比放电速度快，故vI2首先达到阈值电压VTH，并有下面的正反馈： 电路中各处的电压波形如图10.4.3所示。 10.4.3 环形振荡器 工作原理： 振荡周期为 改进电路如图10.4.8所示，其中增加了RC积分环节，加大了第二节的延迟时间 但RC电路的充、放电的持续时间很短，为了获取更大的延迟，将C的接地端改到G1的输出端，如图10.4.9所示 6.4.4 用施密特触发器构成的多谐振荡器 其输出波形如图10.4.11所示 10.4.5 石英晶体多谐振荡器 图10.4.12给出了石英晶体的外形、符号和电抗频率特性。 图10.4.13为对称式石英晶体多谐振荡器 假使当电路接通电源后，由于电冲击，使得输入有微小的正跳变，则由于下列正反馈： 10.4.1 对称式多谐振荡器 此正反馈使得vo1迅速跳变为低电平，vo2翻转成高电平，电路进入第一个暂稳态。同时C1充电，而C2放电 C1充电回路 C2放电回路 C1充电回路 C2放电回路 10.4.1 对称式多谐振荡器 vo2迅速跳变为低电平，而vo1跳变为高电平，电路进入第二个暂稳态，同时C1放电C2充电。由于电路对称， 过程与前相似，C2充电的速度比C1充电快，很快vI1首先达到阈值电压VTH，使得vo1 迅速跳变为低电平，而vo2跳变为高电平，又回到第一暂稳态 10.4.1 对称式多谐振荡器 图10.4.3 利用闭合回路中的正反馈作用可以产生自激振荡，而利用闭合回路中的延迟负反馈作用也可以产生自激振荡，但需要负反馈信号足够强。 环形振荡器就是利用延迟负反馈产生振荡的。它是利用门电路的传输延迟时间将奇数个反相器首尾相接而构成的。 1.最简单的环形振荡器 电路如图10.4.7所示。 图10.4.7 10.4.3 环形振荡器 vI1由于某种原因产生一微小正跳变，则经过G1门的传输时间tpd后， vI2产生幅度增大的负跳变，再经过G2门的传输时间tpd后， vI3 产生幅度增大的正跳变，再经过G3门的传输时间tpd后， vo（ vI1）产生幅度更大的负跳变，同理再经过3tpd后vI1跳变为高电平。周而复始，产生振荡。 图10.3.8 输出波形如图10.3.8所示 其中tpd为反相器的传输延迟时间 图10.3.8 10.4.3 环形振荡器 同理若将任何大于、等于3的奇数个反相器首尾相联成环形电路，都你能产生自激振荡，且周期为 其中n为串联反相器的个数 图10.4.7所示的环形振荡器电路虽然简单，但由于门电路的传输时间很小，故振荡频率很高，频率很难调节。 10.4.3 环形振荡器 2.实用的环形振荡器 图10.4.7 图10.4.8 图10.4.8 10.4.3 环形振荡器 图10.4.9 其中Rs为保护电阻 电路如图10.4.10所示。 其工作原理如下 图10.4.10 6.4.4 用施密特触发器构成的多谐振荡器 图10.4.11 图10.4.10 前面介绍的多谐振荡器的振荡周期或频率不仅与时间常数RC有关，而且还取决于门电路的阈值电压VTH。VTH容易受温度、电源电压及干扰的影响，故频率的稳定性很差，不能适应对频率稳定性要求较高的场合。 １９２２年美国 卡第提出用石英压电效应调制电磁振荡的频率。巴黎广播电台首先用严济慈制作的石英振荡片实现了无线电播音中的稳频，随后各国相继采用，使无线广播振荡电磁回路稳频成为压电晶体的最重要应用之一。 为了提高振荡频率的稳定性，目前普遍采用的一