第10章_脉冲信号的产生及整形.pptVIP

§10.1 脉冲信号及参数一、脉冲信号 脉冲信号是指在短暂时间间隔内发生突变或跃变的电压或电流信号。 广义的脉冲信号指凡不连续的非正弦电压或电流。 狭义的脉冲信号指规则的矩形脉冲。 实际的矩形脉冲并无理想的跳变，顶部也不平坦。 图2. 实际脉冲的参数 脉冲信号的参数： 二、 脉冲的获得 一、多谐振荡器 多谐振荡器是一种自激振荡器，没有稳定状态， 只有两个暂态。 电路工作时，不需要外加触发信号，只要接通电源，电路就能在两个暂稳态之间相互转换，自动产生矩形脉冲信号。 由于矩形脉冲含有丰富的谐波分量，因此，常将矩形脉冲产生电路称作多谐振荡器。 环形多谐振荡器 最简单的环形振荡器是利用门电路的传输延迟时间将奇数个反相器首尾相接而构成的，从任何一个门的输出端都可得到高、低电平交替出现的方波。 图3. 环形振荡器及工作波形 利用门的延迟时间，使三级门产生180o的相移，再加上每级门的倒相作用，则反馈回来的信号和原来输入的信号同相，就可产生自激振荡，并输出方波，其频率为 2. RC环形多谐振荡器 在环形振荡器中增加RC电路作延迟环节，构成RC环形多谐振荡器，如图4（a）所示，图4（b）为其工作波形。 由于RC电路的延迟时间远大于tpd，所以分析时可以忽略tpd，认为每个门的I/O跳变同时发生。 图5 电路中电容C充放电等效电路 振荡器的参数 暂态时间和周期 3. 石英晶体多谐振荡器 TTL或CMOS门电路构成的多谐振荡器通常在频率稳定度和准确度要求不高的情况下使用。 因为电路决定振荡频率的主要因素是电路到达阈值电压VT的时间。 然而，阈值电压VT容易受温度、电源电压波动和RC参数误差的影响而变化，电容的充放电曲线在到达阈值电压时已经平缓，VT的微小变化或者受到干扰，都将使振荡周期时间变化。 而在数字系统中，矩形脉冲信号常用作时钟信号来控制和协调整个系统的工作。因此，控制信号频率不稳定会直接影响到系统的工作 显然，前面讨论的多谐振荡器是不能满足要求的，必须采用频率稳定度很高的石英晶体多谐振荡器。 石英晶体的特性 石英晶体的品质因素Q很高，选频特性好 只有当信号的频率f = f 0（f 0为石英晶体固有谐振频率）时，其等效阻抗最小，因而信号最容易通过，并在电路中形成正反馈。 因此，若将石英晶体接入多谐振荡器电路中，电路的振荡频率只决定于晶体的谐振频率而与电路中其它元件（如R、C）的参数无关。 图6 石英晶体的符号及阻抗频率特性 (1). 并联石英晶体多谐振荡器 (2). 串联石英晶体多谐振荡器 单稳态触发器应用 单稳态触发器是数字系统中最常用的单元电路，常用于以下几方面。 （1） 脉冲展宽 （2） 脉冲定时 （3） 脉宽延迟 1. 用于波形变换  施密特触发器能将正弦波、三角波及各种周期性的不规则波形变换为边沿陡峭的矩形脉冲输出。 2. 用于脉冲整形 若施密特触发器的输入信号是一种在脉冲的顶部和前后沿均受到严重干扰、发生畸变的周期性不规则信号，通过适当调节施密特触发器的UT(+)和UT(-)，就可得到矩形脉冲波。 3. 用于脉冲信号的鉴幅 当施密特触发器的输入信号是一串幅度不等的脉冲时，可通过调整电路的UT(+) 和UT(-)，使只有当输入信号的幅度超过UT(+) 的脉冲时才能使施密特触发器的状态翻转，从而得到所需的矩形脉冲信号。 4. 脉冲展宽电路 图8-25 　　接通VCC后瞬间，VCC通过R对C充电，当uc上升到2VCC/3时，比较器C1输出为0，将触发器置0，uo＝0。这时Q=1，放电管T导通，C通过T放电，电路进入稳态。 　　ui到来时，因为ui＜VCC/3，使C2＝0，触发器置1，uo又由0变为1，电路进入暂稳态。由于此时Q=0，放电管T截止，VCC经R对C充电。虽然此时触发脉冲已消失，比较器C2的输出变为1，但充电继续进行，直到uc上升到2VCC/3时，比较器C1输出为0，将触发器置0，电路输出uo＝0，T导通，C放电，电路恢复到稳定状态。 延迟与定时 整形 三、单稳态触发器的应用 一、施密特触发器 二、由555定时器构成的施密特触发器 三、施密特触发器的应用 退出 §10.4 施密特触发器 施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适合于数字电路需要的矩形脉冲的电路。 0 0 1 1 一、施密特触发器 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 下限阈值电压 上限阈值电压 回差电压（滞后电压）： 回差电压 ＝ 0.7V 缺点是回差太小，且不能调整。 集成施密特触发器 二、由555定时器构成的施密特触发器 三、施密特触发器的应用 图6-1-4 施密特触发器用于脉冲整形 * 10.2 多谐振荡器 10.3 单稳态触发器 10.4 施密特触发器 退