《数字电子技术基础》第五版：第十章 脉冲波形的产生和整形.ppt

第十章 脉冲波形的产生和整形 §10-1 概述 § 10-2 施密特触发器 10-2-1 特点和用途 反向输出特性： § 10-3 单稳态触发器 § 10-4 多谐振荡器 二、环形振荡器 1、组成 利用门电路的传输延迟时间tpd ， 将奇数个反相器首尾相接。 VO1 VO2 VO3 1 G1 1 G2 1 G3 2、工作波形 t VO1 t VO2 t VO3 tpd 3、计算 TW = ntpd ； T=2TW ； f =1/T 一般，tpd = TTL类几十 ns CMOS类几百ns （所以，环形振荡器的振荡频率f 特别高） 为了获得较低的、可调的f ，可在环形回路中增加RC延时环节。 TW n是门的数目。 10-4-2 用施密特触发器构成多谐振荡器 1、组成 VI VO 2、工作原理 接通VCC瞬间，C中无电荷，所以： 1）VC=0 → 3、电压波形 2）VO=1 → C充电 →VI ， 3）VO=0 → C放电 →VI ， t VI t VI 0 0 VT+ VT- 若是CMOS电路， T1 T2 T R C + VI =VT+ → VO=0 VI =VT- → VO=1 T1= RC ln ———— VDD - VDD - T=T1+T2 ； f =1/T； q =T1/T VI =0 → VO=1 VT- VT+ T2= RC ln ——— 0 - 0 - VT+ VT- 则： 5、电路改进 占空比可调电路如图： C VI VO R2 R1 + 充电经过R2 ，放电经过R1 ， T1= R2C ln ———— VDD-VT- VDD-VT+ T2= R1C ln —— VT+ VT- q =T1/T T=T1+T2 调节R1 或 R2 ，即可调节q 10-4-3 石英晶体多谐振荡器 一、石英晶体 许多应用场合。要求多谐振荡器的振荡频率f十分稳定，（如数字钟的秒脉冲频率）。上述电路的 f 都达不到要求。最简便的稳频方法是在多谐振荡器中接入石英晶体，构成石英晶体多谐振荡器。 石英晶体的固有振荡频率 fo 由结晶方向、外形尺寸决定；频率稳定度（Δfo / fo)可达10-10~10-11 。 fo 电容性 电感性 f X O 电抗频率特性曲线 符号 二、石英晶体振荡器 1、组成 将石英晶体接到多谐振荡器的正反馈回路中。 当外加电压的频率f = fo 时，其电抗 X=0 。 VI1 VO VO1 VI2 1 1 C1 C2 G1 G2 RF1 RF2 2、工作原理 当UO的频率f = fo 时，反馈最强，电路才起振。 fo 的稳定度极高，这就解决了多谐振荡器的稳频问题。 3、参数选择 各种固有振荡频率fo的石英晶体已做成成品，可根据所购晶体的fo选择电路的外接RF 和C， fo一般都很高，应利用分频器将fo分频为所需频率。 例如，需要频率为1HZ的秒脉冲， 可选购 fo=32768HZ的晶振，通过15次二分频获得1HZ。 结果： f = fo 。 1 1 VI Vo Vo VI R2 Vo1 G1 G2 R1 以V0作输出端 * * §10-1 概述 §10-3 单稳态触发器 §10-4 多谐振荡器 §10-5 555定时器及其应用 §10-2 施密特触发器 矩形脉冲的指标 图10 -1-1 描述矩形脉冲特性的指标 周期T 幅度Vm 宽度Tw 占空比q=Tw/T §10-1 概述 矩形脉冲波形（时钟）产生的方法： 2、用整形电路把已有的周期性变化的整形 1、用多谐振荡器直接产生 整形电路：施密特触发器、单稳态触发器。 用门电路可以构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。 用555定时器也可以构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。 一、特点 1、电平触发：有两个不同的转换电平。 2、在电路状态转换时，通过内部的正反馈使输出 电压的边沿变得很陡。 二、用途： 波形变换，脉冲整形，脉冲鉴幅. 构成多谐振荡器。 同向输出特性： VT+ Vo VI VoL VoH 三、 输出特性 VT VT+ Vo VI VoL VoH VT 0 0 当VI = 0时，Vo= VoL 当VI = 0时， Vo= VoH 正向转换电平VT+： VI 上升时，引起Vo 突变时对应的VI 值。 负向转换电平VT- ： VI 下降时，引起Vo 突变时对应的VI值。 四、逻辑符号 ≥1 施密特触发器 1、求VT+ 在VI从0开始上升时，VO=VOL。 VOH 1 VI， G1 R1