第九章-脉冲波形的产生和整形-2012.ppt

* * * * * * * * * * * RF1—C2—充电 RF2—C1—充电 二、电压波形 C2反充电 C1充电 C2充电 C1反充电 三、振荡频率计算(f=1/T) VIK=-1V 9.4.3 环形振荡器一、最简单的环形振荡器 当Vi1产生扰动时，引发三级门延迟后的反馈（负反馈），初态：Vi1 = 0；Vi2 = 1；Vi3 = 0；VO = 1当： 即：振荡周期为：T = 2ntpd，n为奇数个门数。 Vi2下降 Vi3上升 Vi1上升 例：当 tpd = 20ns时 二、实用的环形振荡器 9.4.4 用施密特触发器构成的多谐振荡器 改进型施密特触发器构成多谐振荡器 当要求 T1 = T2必有： 9.4.5 石英晶体 多谐振荡器 石英晶体 多谐振荡 器（稳频 作用） 石英晶体特性：谐振频率等于f0时，低阻抗，当f  f0时呈感抗特性，f f0时呈容抗特性， 9.5 555定时器及其应用 9.5.1 555定时器 （数/模混合IC） 一、电路结构 由电压比较器（C1,C2）触发器输出缓冲器（G3,G4）OC输出的三极管（TD）组成 S’d R’d 输 入 输 出 0 X X 0 导通 1 0 导通 1 不变 不变 1 1 截止 1 1 截止 9.5.2 用555定时器接成施密特触发器工作原理 施密特 反相器 9.5.3 用555定时器接成单稳态触发器 性能参数： 暂稳态输出的宽度 9.5.4 用555接成多谐触发器 第九章 脉冲波形的 产生和整形 主要内容： ● 脉冲波形的产生和整形 ● 施密特触发器 ● 单稳态触发器电路 ● 对称式多谐振荡器 ● 环形振荡器 ● 用施密特触发器构成的多谐振荡器 9.1 概述 一、获取矩形脉冲的方法 1. 脉冲波形发生电路 2. 脉冲波形整形电路 二、描述矩形脉冲特性的主要参数 T：脉冲周期 ，频率f = 1/T： Vm 脉冲振幅值：脉冲电压的最大幅度值 Tw 脉冲宽度：从前沿（0.5Vm）到后沿 （0.5Vm）处的时间 tr 上升时间：脉冲上升沿从0.1Vm到0.9Vm 所经历的时间 tf 下降时间：脉冲下降沿从0.9 Vm到0.1Vm 所经历的时间 Q 占空比：脉冲宽度与脉冲周期的比值Q = Tw/ T 9.2 施密特触发器（常用的一类脉冲整形电路） 9.2.1 用门电路组成的施密特触发器 CMOS 反相器 回差电压? VT 正向阈值 VT+ 负向阈值 VT- ? VT VT+ VT- 举例: 对CMOS反相器构成的施密特触发器，要求VT+ = 7.5V；△VT = 5V，求R1、R2及VDD的值。 解： （1） （2） 用（1）/(2)得： （3） 代回（2） G2采用CC4069，VDD = 10V，IOH(max) = 1.3mA， 代入上式 为保证G2高电平得负载电流不超过最大值IOH(max) 取R2 = 22k， 集成施密特与非门 74 13 ***二、CMOS IC 施密特触发器的主要特点： 输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换的输入电平不同电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边沿变陡 9.2.3 施密特触发器的应用 一、用于波形变换 二、用于鉴幅 三、用于脉冲整形 9.3 单稳态触发器 特点： ① 有一个稳态和一个暂稳态。 ② 在外界触发信号作用下，能从稳态→暂稳 态，维持一段时间后自动返回稳态。 ③ 暂稳态维持的时间长短取决于电路内部参 数。 稳定状态 稳定状态 暂稳态 由外界触发 自动返回 学习的重点:为什么会自动返回?需多少时间? 9.3.1 用门电路组成的单稳态触发器 用途： 定时：产生一定宽度的方波。 延时：将输入信号延迟一定时间后输出。 整形：把不规则波形变为宽度、幅度都相 等的脉冲。 二、微分型: G1和G2为CMOS门 1. 原理分析 2、性能参数计算--输出脉宽： RC充放电电路三要素： 趋势值V（∞）；初始值V(0)；终止值V(t) 9.3.2 集成单稳态触发器 电路结构与工作原理 (74LS121) 控制附加电路 微分型单稳 74121，74221，74LS221（不可重复触发器） 74122，74LS122，74LS123（可重复触发器） tW ≈0.69Rext·Cext。 输 入 输 出 A1 A2 B VO V’O 0 × 1 0 1 × 0 1 0 1 × × 0 0 1