脉冲波形的产生.ppt

图10-20多谐振荡器输出波形其输出波形如图10-20所示。主要内容：多谐振荡器的概念单稳态触发器的概念施密特触发器的概念双稳态触发电路又称为触发器，它具有两个稳定状态，两个稳定状态之间的转换都需要在外加触发脉冲的作用下才能完成。单稳态触发电路又称为单稳态触发器。它只有一个稳定状态，另一个是暂时稳定状态（简称“暂稳态”），在外加触发信号作用下，可从稳定状态转换到暂稳态，暂稳态维持一段时间后，电路自动返回到稳态，暂稳态的持续时间取决于电路的参数。多谐振荡器能够自激产生连续矩形脉冲，它没有稳定状态，只有两个暂稳态。其状态转换不需要外加触发信号触发，而完全由电路自身完成。若对该输出波形进行数学分析，可得到许多各种不同频率的谐波，故称“多谐”。10.2多谐振荡器主要内容：石英晶体多谐振荡器电路及其优点02门电路构成多谐振荡器的工作原理01秒脉冲信号产生电路的构成方法03图10-1奇数个非门构成的多谐振荡器利用门电路的传输延迟时间，将奇数个非门首尾相接就构成一个简单的多谐振荡器。如图10-1所示，它由三个非门首尾相连而成，这个电路没有稳定状态。图10-2图10-1电路的输出波形从任何一个非门的输出端都可得到高、低电平交替出现的方波。该电路的输出波形如图10-2所示。假设三个非门的传输延迟时间均为tpd，在某一时刻输出uo由低电平0跳变为高电平1（如图中uo波形的箭头所示），则G1门、G2门和G3门将依次翻转，经过三级门的传输延迟时间3tpd后，使输出uo又由高电平1跳变为低电平0。如此循环跳变而形成矩形波。由图10-2可见，其振荡周期为6tpd。这种简单的多谐振荡器周期小，频率高，且频率不易调整和不稳定，所以在实际电路中很少使用。为了克服上述多谐振荡器的缺点，可在图10-1电路中引入RC延迟环节，构成如图10-3所示电路。图10-3带RC延迟的多谐振荡器图10-5给出了两种常见的石英晶体振荡器电路。图10-5石英晶体多谐振荡器例10-1秒脉冲信号产生电路的设计。1解：实用的秒脉冲信号产生电路一般均采用图10-5中的两种电路形式。为了得到1Hz的秒脉冲信号，一种是在图10-5（a）电路基础上稍作改动，得到如图10-6所示的电路。图中晶振的谐振频率为4MHz，故输出电压uo2的频率为4MHz，该信号经一个4×106分频电路后得到1Hz的秒脉冲信号uo。分频电路可利用集成计数器实现。2图10-6秒信号产生电路(1)图10-7秒信号产生电路(2)另一种是在图10-5（b）电路基础上增加一片集成电路CD4060而得到如图10-7（a）所示的电路。应用电路如下：10.3单稳态触发器主要内容：门电路构成单稳态触发器的工作原理02单稳态触发器的工作特点01单稳态触发器在波形整形、定时和延时等方面的应用方法05不可重复触发和可重复触发的区别03集成单稳态触发器74LS121和74LS122的使用方法04图10-8微分型单稳态触发器1．电路结构分析单稳态触发器的工作原理，就是分析如何在外触发信号的作用下，电路由稳态进入暂稳态，然后又如何在电容充放电的作用下，自动返回到稳定状态。在图10-8所示电路中，输入信号uI在稳态下为高电平。考虑到RROFF，所以稳态时uI2为低电平，则uo为高电平。与非门G1的两个输入端均为高电平，所以，uo1为低电平，电容C两端的电压近似为0V。只要输入信号保持高电平不变，电路就维持在uo1为低电平，uo为高电平这一稳定状态。假设在t1时刻，输入端有一负脉冲信号出现，即外加触发信号开始作用，则与非门G1的输出uo1变为高电平。由于电容C两端的电压不能突变，故uI2随uo1跳变为高电平，uo跳变为低电平。该低电平反馈到G1的输入端，使uo1仍维持在高电平。电路处于uo1为高电平、uo为低电平的暂稳状态。010302工作原理定性分析图10-9微分型单稳态触发器的工作波形其工作波形如图10-9所示。图10-10两种单稳态触发器的工作波形目前使用的集成单稳态触发器有不可重复触发和可重复触发,两种单稳态触发器的工作波形如图10-10所示。图10-11单稳态触发器74LS121集成单稳态触发器中，74121、74LS121、74221、74LS221等是不可重复触发的单稳态触发器。74122、74123、74LS123等是可重复触发的单稳态触发器。下面以不可重复触发的单稳态触发器74LS121为例加以介绍。脉冲整形脉冲信号在传输过程中，常会因干扰导致波形的变化。由于74LS121内部采用了施密特触发（下节介绍）输入结构，故对于边沿较差的输