8 脉冲波形的变换与产生.ppt

8 脉冲波形的变换与产生 本章介绍获得矩形脉冲波的方法。有两种： 1.利用脉冲信号产生电路（如多谐振荡器）直接产生所需的矩形脉冲波； 2.利用波形变换电路亦称整形电路（如单稳态触发器和施密特触发器），将不理想的波形变换成所需的矩形脉冲波。 集成555定时器可构成矩形脉冲波发生器与整形电路。 8.1.1单稳态触发器的概念 前面介绍的锁存器和触发器均具有两种稳定状 态，故又称它们为双稳态触发器。在数字电路中还 有一种单稳态触发器，它具有一个稳定状态和一个 暂稳状态。在触发信号没有加入前，电路处于稳定 状态，在外加触发脉冲作用下，电路可转换成另一 个状态 ，但这个状态只是暂时维持的，经过一段 时间之后，电路将自动返回到原来的稳定状态 。 单稳态触发器被广泛应用于脉冲的整形（把波形 不规则的脉冲改造成宽度和幅度都一致的脉冲）； 也可用作脉冲的延时、定时及清除噪声等。 不可重复触发单稳态触发器：电路一旦被触发进入暂稳态后，再加入触发脉冲则无效，必须在暂稳态结束后才接受下一个触发脉冲，重新进入暂稳态。电路的输出脉宽不受其影响。 可重复触发单稳态触发器：电路在被触发进入暂稳态后，若再次加入触发脉冲则这些触发脉冲有效，电路将重新被触发，使输出脉冲再继续维持tw宽度 ，如后面的图所示，故输出脉冲宽度将为 ?t + t W。电路的输出脉宽可根据触发脉冲的输入情况的不同而改变。 8.2.1 施密特触发器的概念 施密特触发器是一种脉冲波整形电路。它可将边沿变化 缓慢的输入信号波形（如锯齿波等）整形为矩形波，以适应 数字电路的需要。　　 1.施密特触发器的电压传输特性及工作特点： ① 施密特触发器属于电平触发器件，当输入信号达到某一定电压值时，输出电压会发生突变。 ②施密特触发器是一种特殊的门电路，与普通的门电路不同，施密特触发器电路有两个阈值电压。正向阈值电压（VT+）和负向阈值电压（VT-）。正向阈值电压与负向阈值电压之差，称为回差电压（?VT）。 普通门电路的电压传输特性曲线是单调的，施密特触发 器的电压传输特性曲线则是滞后的。 利用施密特触发器状态转换过程中的正反馈作用，可以把 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。 输入的信号只要幅度大于VT+，即可在施密特触发器的输出端得 到同等频率的矩形脉冲信号。 当输入电压由低向高增加，到达 VT+时，输出电压发生突变;而输入电压Vi由高变低，到达VT-， 输出电压发生突变，因而出现输出电压变化滞后的现象，可以 看出对于要求一定延迟启动的电路，它是特别适用的. 　　 回差特性： 回差特性是施密特触发器的一个重要特性。对回 差特性的要求视其应用场合而有所不同。 当用它作整形和波形变换时，希望回差电压越小 越好；若回差电压大于信号电压幅度，则电路一旦 翻转后就不能再次翻转，也就得不到矩形波输出了。 当利用回差特性消除干扰时，要选择适当的电路 参数，保证有一定回差电压，以消除叠加在输入信 号上的干扰。 由于施密特触发器具有回差电压，所以抗干扰能 力较强。 4. 555定时器功能表 不变 不变 1 导通 0 1 截止 1 1 导通 0 0 × × 放电管T 输出(VO) 复位(RD) 触发输入(VI2) 阈值输入(VI1) 输 出 输 入 8.4.2 用555定时器组成施密特触发器 v I 将555定时器的阈值输入端和触发输入端相接，即构成反相输出的施密特触发器。 此电路的正向阈值电压（VT+）和负向阈值电压（VT-）为何？(VT+=2VCC/3; VT- =VCC/3)回差电压呢？如何改变电路的阈值电压和回差电压? 0.01?F 1.用555定时器组成施密特触发器的简化电路： 如何改变电路的阈值电压和回差电压? 在VIC（电压控制）端加控制电压VIC，可通过改变控制电压的大小来调节阈值电压(VT+=VIC； VT-= VIC/2）和回差电压（?VT = VIC/2）。 2. 555组成的施密特触发器的应用： ①波形变换 VT+ VT_ ② 波形产生电路(多谐振荡器 ) C vo vI R 1 8.4.3 用555定时器组成单稳态触发器 1、电路及其工作原理 VCC vI ②外加触发信号( υi VCC/3 ) ，电路转换到暂态，输出为1 ③触发信号消除后，电容充电至2VCC/3时，电路由高电平自动转换到低电平，稳态输出为0。 ①没有触发信号时( υi )电路处于稳态，输出为0 1 3 VCC VCC vI 1 0 0 0 导通 截止 截止 放电 充电 ①若接通电源后，Q