第六章肪冲波形的产生和整形.ppt

第六章 脉冲波形的产生的整形 6、1 概述 6、2 施密特触发器 6、3 单稳态触发器 6、4 多谐振荡器 6、5 555定时器及其应用 内容提要 本章限于介绍矩形脉冲波形的产生和整形电路。 脉冲整形电路中，介绍最常用的整形电路 ——施密特触发器和单稳态触发器电路。在脉冲振荡电路中，介绍了多谐振荡器电路和几种常见形式——对称式和非对称式多谐振荡器、环形振荡器以及用施密特触发器构成的多谐振荡器等。此外，还对几种不同类型的压控振荡器电路作了概要的介绍。在本章的最后，讨论了广为应用的555定时器和用它构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的方法。 图6.1.1 描述矩形脉冲特性的主要参数 6、1 概述 获取矩形脉冲波形的途径不外乎有两种：一种是利用各种形式的多谐振荡器电 路直接产生所需要的矩形脉冲，另一种是通过各种整形电路把已有的周期性变化波 形变换为符合要求的矩形脉冲。但在采用整形的方法获取矩形脉冲时，是以能够找 到频率和幅度都符合要求的一种已有电压信号为前提的。 为了定量描述矩形的特性，通常给出图6.1.1中所标注的几个主要参数。 脉冲周期T——周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲之间的时间间隔。有时也用频率 表示单位时间内脉冲重复的次数。 脉冲幅度Vm ——脉冲电压的最大变化幅度。 脉冲宽度tw ——从脉冲前沿到达0.5Vm起，到脉冲后沿到达0.5Vm为止的一段时间。 上升时间tr ——脉冲上升沿从0.1Vm上升到0.9Vm所需要的时间。 下降时间tf ——脉冲下降沿从0.9Vm下降到0.1Vm所需要的时间。 占空比q ——脉冲宽度与脉冲周期的比值，亦即q=tw/T。 图6.1.1 描述矩形脉冲特性的主要参数 图6.2.1 用CMOS反相器构成的施密特触发器（a）电路 （b）图形符号 6、2 施密特触发器 施密特触发器(Schmitt Trigger)是脉冲波形变换中经常使用的一种电路。 它在性能上有两个重要的特点： 输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时对应的输入电平，与输入信号从高电平下降过程中对应的输入转换电平不同。 在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。 利用这两个特点不仅能将边沿变化缓慢的信号波形整形为边沿陡峭的 矩形波，而且可以将叠加在矩形脉冲高、低电平上的噪声有效地清除。 6、2、1 用门电路组成的施密特触发器 图6.2.2 图6.2.1电路的电压传输特（a）同相输出 （b）反相输出 图6.2.8 用施密特触发器实现波形变换 6、2、3 施密特触发器的应用 一、用于波形变换 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。 图6.2.9 用施密特触发器对脉冲整形 二、用于脉冲整形 在数字系统中，矩形脉冲经传输后往往发生波形畸变，但都可以通过 用施密特触发器整形而获得比较理想的矩形脉冲波形。 图6.2.10 用施密特触发器鉴别脉冲幅度 三、用于脉冲鉴幅 若将一系列幅度各异的脉冲信号加到施密特触发器的输入端时，只有那 些幅度大于VT+的脉冲才会在输出端产生输出信号。因此，施密特触发器能 将幅度大于VT+ 的脉选出，具有脉冲鉴幅的能力。 6、3 单稳态触发器 单稳态触发器的工作特性具有如下的显著特点： 它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态； 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，再自行返回稳态； 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。 由于具备这些特点，单稳态触发器被广泛应用于脉冲整形、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。 6、3、1 用门电路组成的单稳态触发器 单稳态触发器的暂稳态通常都是靠RC电路的充、放电过程来维持的。 根据RC电路的不同接法(即接成微分电路形式或积分电路形式)，以把单稳 态触发器分为微分型和积分型两种。 图6.3.1 微分型单稳态触发器 一、微分型单稳态触发器 图6.3.1是用CMOS门电路和RC微分电路构成的微分型单稳态触发器。 对于CMOS门电路，可以近似地认为 ，而且通常 在稳态下 ,故 , 电容C上没有电压。 图6.3.2 图6.3.1电路的电压波形图 当触发脉冲 加到输入端时，