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《数字电子技术基础》教学课件西安工程大学 房晔;第十章 脉冲波形的产生和整形;知识点的教学要求;知识点;10.1 概 述;二、表述矩形脉冲特性
的主要指标;下降时间tf — 脉冲从0.9Vm下降到0.1Vm所需的时间。;10.2 施密特触发器(Schmitt Trigger);施密特;10.2.1 用门电路组成的施密特触发器
1.用CMOS门电路组成的施密特触发器; 求vI 在上升过程中电路
状态发生转换时对应的输入
电平VT+;求vI 在下降过程中电路状态发生转换时对应的输入电平VT-; 因为vO和vI的高、低电平是相同
的,故将这种形式的电压传输特性称
为同相输出的施密特触发特性。;;【10.2.1】在CMOS反相器构成的施密特触发器中,要求
VT+=7.5V,ΔVT=5V,试求R1、R2和VDD的值 。;2.用TTL门电路组成的施密特触发器;求vI 在上升过程中电路状态发生转换时对应的输入电平VT+;*当vI是高电平时, vO 也为高电平, vO =VOH;; 器件实例 带与非功能的TTL集成施密特 7413 ;;; 可见,无论T2由导通变截止还是
由截止变导通,都伴有正反馈,使输
出端电压的上升和下降沿都很陡。;10.2.3 施密特触发器的应用
一、用于波形变换 ;三、用于脉冲整形;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,在暂稳态维持一段时间tw后自动返回稳态,并在输出端产生一个宽度为tw的矩形脉冲。
③暂稳态维持的时间长短取决于电路内部参数,而与触发脉冲的宽度和幅度无关。
可广泛应用于脉冲整形、延时以及定时电路。
10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器
一、积分型
G1和G2为TTL门
1、原理分析;该电路为正脉冲触发,另外R
阻值不能过大,以保证 vO1为
低电平时vA在VTH以下。 ;2. 性能参数计算
输出脉宽:;二、微分型
G1和G2为CMOS门
1. 原理分析
; 这时,vd虽回到低电平,
vO的高电平仍将维持(因正
反馈回路形成)。保证电容C继续充电。;;*微分型与积分型单稳态触发器的比较;*微分型与积分型单稳态触发器的比较;三、施密特触发器构成的单稳;10.3.2 集成单稳态触发器
电路结构与工作原?? (TTL集成单稳74121)
;74121功能表;;可重复触发?
不可重复触发?;单稳态触发器的工作波形;10.3.3 单稳态触发器的应用
(以下实例对应555定时器组成的单稳态触发器)
;二、用于定时;三、用于脉冲延时;10.4 多谐振荡器(自激振荡,不需要外加触发信号)
10.4.1 对称式多谐振荡器
一、工作原理(TTL)
(1)静态(未振荡)
为产生自激振荡,电路不能有
稳定状态,即在静态时应该是不稳
定的。;电路进入第一个暂稳态,
C1开始充电,C2开始放电。;C2充电;三、振荡频率计算; 如果G1、G2为74LS系列反相器,取VOH=3.4V,VIK=-1V,
VTH=1.1V,且RFR1,有VE≈VOH,RE≈RF。则上式可化简为:; 利用闭合回路的延时负反馈产生自激振荡一、最简单的环形振荡器 (将奇数个反相器首尾相接构成);环形振荡器的工作波形;10.4.4 用施密特触发器构成的多谐振荡器
;实现输出脉冲的占空比可调电路; 在上述多谐振荡电路中,由于决定振荡频率的主要因素
是电路的定时元件RC以及门电路的阈值电压VTH。而它们都
受如下因素的影响,使频率稳定性只有约10-3或更差。;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。;石英晶体的基本特性;一、电路结构(CB555)
电阻分压器(3×5kΩ)
电压比较器(C1,C2)
触发器(G1,G2)
输出缓冲器(G3,G4)
OC输出的三极管(TD)
;①接地端,⑧正电源端,④复位端,⑥阈值端,②触发端,⑦泄放输出端,③输出端,⑤控制电压输入端。;* 当vOD 端经电阻(足够大)接到电源上,则vOD 将与vO有相同的高低电平。;555集成定时器的工作原理;vO输出高电平。;10.5.2 用555定时器接成施密特触发器
工作原理
;体现反相施密特触发特性;;10.5.3 用555定时器接成单稳态触发器
;工作原理
;; 要求vI的低电平持续时间
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