数字电路第6章(脉冲波形的产生和整形)精讲.ppt

第六章 脉冲波形的产生和整形 解： （1）片接成施密特触发器， V6=V2= VC1 的电压波形通过操纵开关S获得。 （2）片不工作。 （2）片的 RD=0， （2）片接成多谐振荡器。 当VO1=1时； 当VO1=0时； （2）片自激振荡， 喇叭出声。 VO1 VO2 （1） （2） 1 2 3 4 6 8 555 VCC=12V 1 6 4 2 3 8 555 0.01μF 1 7 5K Ω 5K Ω 100μF 10μF 1M Ω S + + + C1 第六章 脉冲波形的产生和整形 工作波形： S闭合 S断开 2 3 VCC 1 3 VCC S闭合 VCC 喇叭响 TD TO2=0.69 (R1+2R2 ) C= 0.69 (5 +2×5 ) 103 × 0.01×10-6≈103.5μS fO2 ≈ 9.66KHZ V6、V2 VO1 t VO2 t t VC1 TO2 VCC-0 VCC - TD= RC ln ————— =106×10 ×10-6 ln —— ≈11（S） 12 12-8 2 3 VCC 第六章 脉冲波形的产生和整形 3）定时输出 只在触发之后的TW 时间内有VA 输出。 t VI t VA t VO TW VO2 t § 6-4 多谐振荡器 用途：产生脉冲波形。 第六章 脉冲波形的产生和整形 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就能自动的产生矩形脉冲。 特点：在多谐振荡器中，由一个暂稳态过渡到另一个暂稳态，其“触发”信号是由电路内部电容充（放）电提供的，因此无需外加触发脉冲。多谐振荡器的振荡周期与电路的阻容元件有关。 第六章 脉冲波形的产生和整形 6-4-1 用门电路构成多谐振荡器 一、环形振荡器 1、组成 利用门电路的传输延迟时间tpd ，将奇数个反相器首尾相接。 VO1 VO2 VO3 1 G1 1 G2 1 G3 电路没有稳定状态。因为在静态（假定没有振荡）下任何一个反相器的输入和输出都不可能稳定在高电平或低电平。 第六章 脉冲波形的产生和整形 2、工作波形 t VO1 t VO2 t VO3 tpd TW TW = ntpd ； n是门的数目。 一般，tpd = TTL类几十 ns CMOS类几百ns （所以，环形振荡器的振荡频率f 特别高） VO1 VO2 VO3 1 G1 1 G2 1 G3 二、RC环形多谐振荡器 (a) 电路图 u i 1 u i 2 u o2 u i 3 u o R R S C G 1 G 2 G 3 0 u o ( u i 1 ) u o2 u i 3 t t t t (b) 波形图 0 0 0 u i 2 ( u o1 ) V TH t 1 t 2 t 3 在t1时刻，ui1（uo）由0变为1，于是uo1（ui2）由1变为0，uo2由0变为1。由于电容电压不能跃变，故ui3必定跟随ui2发生负跳变。这个低电平保持uo为1，以维持已进入的这个暂稳态。 在这个暂稳态期间，uo2（高电平）通过电阻R对电容C充电，使ui3逐渐上升。在t2时刻，ui3上升到门电路的阈值电压VTH，使uo（ui1）由1变为0，uo1（ui2）由0变为1，uo2由1变为0。同样由于电容电压不能跃变，故ui3跟随ui2发生正跳变。这个高电平保持uo为0。至此，第一个暂稳态结束，电路进入第二个暂稳态。 第一暂稳态及其自动翻转的工作过程 (a) 电路图 u i 1 u i 2 u o2 u i 3 u o R R S C G 1 G 2 G 3 0 u o ( u i 1 ) u o2 u i 3 t t t t (b) 波形图 0 0 0 u i 2 ( u o1 ) V TH t 1 t 2 t 3 第二暂稳态及其自动翻转的工作过程 在t2时刻，uo2变为低电平，电容C开始通过电阻R放电。随着放电的进行，ui3逐渐下降。在t3时刻，ui3下降到VTH，使uo（ui1）又由0变为1，第二个暂稳态结束，电路返回到第一个暂稳态，又开始重复前面的过程。 (a) 电路图 u i 1 u i 2 u o2 u i 3 u o R R S C G 1 G 2 G 3 0 u o ( u i 1 ) u o2 u i 3 t t t t (b)