第10章 脉冲发生器与整形电路.pptxVIP

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多谐振荡器单稳态触发器施密特触发电路10.110.210.3555定时器10.4

本章课程目标①掌握多谐振荡器电路结构和工作原理，能够设计方波发生电路，并确定电路参数；②掌握单稳态电路结构和工作原理，理解单稳态电路的实际应用，能运用集成电路设计单稳态电路；③理解施密特触发电路特性和实际应用，能够正确使用施密特触发器件进行波形变换或整形；④理解555定时器的结构和使用方法，能够正确使用555定时器产生方波、构成单稳态电路或施密特触发器。

在数字电路中经常需要用到各种脉冲信号，例如计算机、单片机、DSP数字系统中的时钟信号，控制过程中的各种触发脉冲信号等。本章介绍矩形脉冲信号的产生和整形电路。脉冲信号的产生常采用振荡电路，脉冲信号的整形常采用单稳态电路和施密特触发电路。广为应用的555定时器既可以用于发生给定周期、给定占空比的脉冲波形，又可以作为单稳态电路和施密特电路用于脉冲波形的整形。

多谐振荡器10.1在数字电路中常用到时钟脉冲，用来控制和协调整个系统的工作。通常时钟脉冲都是连续的矩形脉冲。trtfVmTtW0.9Vm0.5Vm0.1Vm脉冲周期指周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲之间的时间间隔。脉冲频率f表示单位时间内脉冲重复的次数，频率和周期互为倒数。脉冲周期

多谐振荡器10.1trtfVmTtW0.9Vm0.5Vm0.1Vm脉冲幅度指脉冲波形电压的最大变化幅度。脉冲宽度指从脉冲前沿上升至开始，到脉冲后沿下降至为止的时间间隔脉冲幅度脉冲宽度

多谐振荡器10.1trtfVmTtW0.9Vm0.5Vm0.1Vm上升时间指脉冲前沿从开始上升到所需要的时间。下降时间指脉冲后沿从开始下降到所需要的时间。上升时间下降时间

多谐振荡器10.1trtfVmTtW0.9Vm0.5Vm0.1Vm占空比

多谐振荡器10.1环形多谐振荡器vovo6tpd该电路没有稳定状态，非门完成输入信号到输出信号相位的180度反转，假设一个非门的传输延迟时间为，那么第一个非门输入端的信号经过的时间后翻转，产生输出信号，如此周而复始，产生自激振荡。

voRCvivo1多谐振荡器10.1门电路构成多谐振荡器VTH-VDDvitVTHVTH+VDDvotVDDT1T2由于采用了RC阻容元件作振荡元件，也被称为RC振荡器。该电路采用CMOS反相器作为开关器件，用来产生高、低电平，通过RC将输出电压反馈至输入端，并利用RC电路的充电和放电特性实现延时，获得所需要的振荡频率。

voRCvivo1多谐振荡器10.1门电路构成多谐振荡器VTH-VDDvitVTHVTH+VDDvotVDDT1T2

多谐振荡器10.1石英晶体振荡电路现代数字系统不仅要求时钟频率稳定性高，同时要求系统工作时钟有较高的频率，通常在数十至数百MHz之间，而由RC电路构成的振荡器频率通常在数十kHz，无法适应现代数字系统的要求，在实际应用中，大部分数字系统采用石英晶体振荡电路。石英晶体振荡器，简称晶振。如果在晶振两端加上变化的电压，晶体会产生机械振动，当电压变化的频率与晶振的频率相等时，晶体的振动会急剧增加，因此，晶振的阻抗频率特性适于构成稳定振荡，而且输出频率比RC多谐振荡器高得多。

多谐振荡器10.1石英晶体振荡电路石英晶振电路单片机的晶振电路X2X18051JZC1C2RC1C2voJZG1G2

单稳态触发器10.2多谐振荡器的工作方式是在两个暂稳态上反复切换，从而构成振荡。单稳态触发器也称单稳态电路，工作状态由一个稳态和一个暂稳态构成。在外加脉冲的触发激励下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，自动返回到稳态，暂稳态维持时间的长短取决于电路参数，与触发信号的宽度和幅度无关。由于这些特点，单稳态触发器常用于脉冲信号整形、脉冲定时（即产生固定时间宽度的脉冲信号）、脉冲信号延迟（即产生滞后于触发脉冲的输出脉冲）等。单稳态触发器的暂稳态通常靠RC电路的充、放电过程来维持。

voRCvivo1vA单稳态触发器10.2积分型单稳态触发器vO1OtvAOtVTHvOOtviOttTRtWtW

单稳态触发器10.2微分型单稳态触发器voR2C2vivo1C1R1vi2VDDvA

单稳态触发器10.2微分型单稳态触发器vi2OtVTHvoOtviOtvAOtvo1OttWtW

单稳态触发器10.2集成电路单稳态