第10章 脉冲波形的产生与整形.ppt

第十章 脉冲波形的产生和整形 10.1 概述 10.2 施密特触发器 （特点及其应用） 10.3 单稳态触发器 （特点及其应用） 10.4 多谐振荡器（特点及其应用） 10.5 555定时器及其应用 10.2 施密特触发器 特点： 1、输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换时对应的输入电平不同。 单稳态触发器的应用 1. 延时与定时 2. 整形 单稳态触发器能够把不规则的输入信号vI 整形成为幅度和宽度都相同的标准矩形脉冲vO。 vO的幅度取决于单稳态电路输出的高、低电平，宽度tW决定于暂稳态时间。 参数计算 （1）电容充电时间T1： ***** 获取矩形脉冲波形的途径有两种： 1、脉冲波形发生电路：利用多谐振荡器直接产生。 2、脉冲波形整形电路：利用整形电路把周期性变化的波形变换为符合要求的矩形脉冲。 在同步时序电路中，作为时钟信号的时钟脉冲控制和协调着整个电路的工作。因此，时钟脉冲的特性直接关系到系统能否正常的工作。 为了定量描述矩形脉冲的特性，给出几个主要参数: 10.1 概述 描述矩形脉冲特性的主要参数: 脉冲周期 T 脉冲幅度 Vm 上升时间 tr 占空比 q=tw/T 脉冲频率 f=1/T 脉冲宽度 tw 下降时间 tf （常用的一种脉冲整形电路） VT+ VT- 0 vI vO （VT+≠VT-） 应用： 常用于波形变换、鉴幅和脉冲整形。 2、电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边沿变陡。 符号： 施密特传输门 施密特与非门 施密特非门 ′ 10.2.1 用门电路组成的施密特触发器 将两级反相器串接起来，同时通过分压电阻把输出端的电压反馈到输入端，即构成施密特触发器。 G1，G2为CMOS反相器。 VI=0时，VO=VOL? 0，VA ? 0 电路： 符号： ′ 1、当VI从0逐渐升高到使得VA ≥VTH时，电路发生正反馈，如图所示: VA Vo Vo1 正向阈值电压VT+ ： VI上升过程中电路状态发生转换时对应的输入电平。即VA = VTH时的VI=VT+ 电路状态迅速转换为Vo=VOH ? VDD VT+ VTH 0 VA Vo Vo1 2、当VI从VDD逐渐下降到使得VA ≤ VTH时,电路发生正反馈,如图所示: 电路状态迅速转换为Vo=VOL ? 0 负向阈值电压VT- ： VI下降过程中电路状态发生转换时对应的输入电平。即VA = VTH时的VI=VT- VT- VTH VDD 电压传输特性曲线： 回差电压 ?VT=VT+— VT- 负向阈值电压VT- 正向阈值电压VT+ 以V0 作输出端 反相输出的施密特触发器 同相输出的施密特触发器 ′ VT+ VT- 0 vI vO VT+ VT- 0 vI vO 10.2.3施密特触发电路的应用 1.波形变换: 将边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲信号。　 2.脉冲鉴幅： 可在输入的一系列幅度各异的脉冲信号中选出幅度大于VT+的脉冲输出。 10.2.2 集成施密特触发器(略) 3.脉冲整形： 在数字系统中，矩形脉冲经传输后往往发生波形畸变，可通过施密特触发电路整形成矩形脉冲。 10.3 单稳态触发器 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，在暂稳态维持一段时间以后，电路能自动返回稳态； 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。 单稳态触发器被广泛用于脉冲整形、延时（产生滞后于触发脉冲的输出脉冲）以及定时（产生固定时间宽度的脉冲信号）等 单稳态触发器的暂稳态通常是靠RC电路的充、放电过程来维持的。根据RC电路的不同接法，分为微分型和积分型两种. 应用： 一、微分型单稳态触发器: 采用CMOS门电路和RC微分电路 稳态: V0=0 暂稳态: V0=1 上升沿触发 输出脉冲幅度：Vm=VOH-VOL?VDD 输出脉冲宽度： 工作波形 二、积分型单稳态触发器: 采用TTL门电路 稳态: V0=1 暂稳态: V0=0 上升沿触发 图中，vO1 的下降沿比vI的触发沿滞后了时间tW。 当vO1=1时，与门打开，vO= vF。当vO1=0时，与门关闭，vO为低电平。显然与门打开的时间是恒定不变的，就是单稳输出脉冲vO1的宽度tW。 （2）定时 （1）延时 tW vI vO1 vF vO 单稳 1 v I O v 单稳 1 v I O v O 1 vI vO vo1 单稳 与门 vF t Vi 0 t Vo 0 单稳 1 v I O v O tW 10.4 多谐振荡器 多谐振荡器是一种自激振荡器。在接通电源以后不需要外加触发信号，便能自动地产生矩形脉冲。 由于矩形波中含有丰富的高