脉冲波形原理与产生与整形.ppt

本章要求;三、学习指导: 重点：施密特触发器的工作原理和应用，单稳态触发器的工作原理和应用，555定时器的工作原理和应用，多谐振荡器的工作原理，各种信号参数的计算。 难点：555定时器的应用。 提示: 对于施密特触发器和单稳态触发器要掌握其工作特性和外部元件的配合关系。而对于555定时器则最好掌握其内部的电路组成和工作原理，这样才能更好地应用它。要始终把握本章讨论的电路都是在充放电的影响下工作的。 ;5.1 概述;脉冲信号：指突然变化的电压或电流。 脉冲电路的研究重点：波形分析。 数字电路的研究重点：逻辑功能。 ;　　以下主要讨论几种常用脉冲波形的产生与变换电路：（功能、特点及其主要应用简介） 　　1.　施密特触发器：主要用以将非矩形脉冲变换成上升沿和下降沿都很陡峭的矩形脉冲； 　　2.　单稳态触发器：主要用以将脉冲宽度不符合要求的脉冲变换成脉冲宽度符合要求的矩形脉冲； 　　3.　多谐振荡器：产生矩形脉冲； 　　4.　555电路：可构成上述三种电路 。;5.2 施密特触发器;　　主要用途：把变化缓慢的信号波形变换为边沿陡峭的矩形波。 ; CMOS反相器 ; 工作原理; CMOS反相器 ; 逻辑功能 　　实现反相器功能（非逻辑）。;CMOS反相器的电压传输特性和电流传输特性 ;返回;二、工作原理 ;G1、G2为CMOS门电路。电路中R1＜R2 。;　　uI上升,只要满足uI′＜UTH，电路就会处于这种状态 uO ≈ 0V （第一稳态）。 （2）当uI上升，使得 uI′ =UTH时,有： 电路会产生如下正反馈过程： ; 当uI’ 达到1/2VDD时，G1、G2输出状态将发生翻转。此时对应的uI值称为UT+。称为上限触发转换电平，也称正向阈值电压。;　　显然，uI继续上升，电路的状态不会改变。;（4）当uI由高变低时，uI ’ 也由高变低。当uI’ =1/2VDD时，电路又将发生转换。此时对应的uI称为UT－。称为下限触发转换电平UT－(也称为负向阈值电压）。 ;　　 uI再下降，电路将保持状态不变。 ;　 （６）工作波形与电压传输特性 ;三、回差电压 ΔUT＝UT+—UT－ ;　　集成施密特触发器的UT+和UT－的具体数值可从集成电路手册中查到。 　　如CT74132的UT+＝1.7 V、UT－＝0.9 V，所以，ΔUT＝UT+—UT－＝1.7 V—0.9 V＝0.8 V。 ;;2.　施密特触发与非门电路 ;一、TTL集成施密特触发器; 主要静态参数;特点：;二、CMOS集成施密特触发器; 主要静态参数;特点：;O;2.　脉冲整形 ;O;5.3多谐振荡器;多谐振荡器——能产生矩形脉冲波的自激振荡器。; 5.3.1 对称多谐振荡器;;二、工作原理 该电路是利用RC电路的充、放电分别控制G1和G2的开通与关闭来实现自激振荡的。 设UO1为低电平0、UO2为高电平1时，称为第一暂态； UO1为高电平1、UO2为低电平0时，称为第二暂态。 设电路接通后，由于某种原因使UI1产生很小的正跃变，电路产生如下的正反馈过程：;接着，C1放电，C2充电，电路又返回第一暂态 由以上分析可知，由于电容C1、C2交替进行充电和放电，电路的两个暂态自动相互交替，从而使电路产生振荡，输出周期性的矩形脉冲。;UI2 ; 为获得稳定的振荡频率, 可在振荡电路中串接石英晶体,组成石英晶体振荡器，振荡电路的频率只取决于石英晶体的固有频率。; 内部电路;振荡频率等于石英晶体的谐振频率fs;5.4单稳态触发器;一、电路结构;（2）工作原理：;uI;(c) 自动返回;uR下降，电路状态改变;(d) 恢复稳态;(3) 输出脉冲宽度tW;单 稳 态 触 发 器; 下面通过工作波形的分析来说明可重复触发型和不可重复触发型触发器的区别。;　　外接元件和连线少，触发方式灵活，既可用输入脉冲的正跃变触发，又可用负跃变触发，使用十分方便，而且工作稳定性好。因此应用很广泛。 ; TTL 不可重复触发型单稳态触发器;;那么 CT74121 的触发信号应如何加呢？;图6-17 74121应用电路;5.4.4 单稳态触发器的应用;二、脉冲定时 由于单稳态触发器可输出宽度和幅度符合要求的矩形脉冲，因此，可利用它来作定时电路。 在图所示的定时电路中，单稳态触发器输出的脉冲UC可作为与门G开通时间的控制信号。只有在UC输出为高电平期间，与门G打开，UB才能通过与门，这时，输出UO＝UB，与门G打开的时间，完全由单稳态触发器决定。而在UC为低电平0时，与门G关