脉冲波形的产生与整形a.ppt

第六章 脉冲波形的产生与整形,主要内容： 介绍用于脉冲信号产生、整形和定时的几种基本电路。 1.施密特触发器。 2.单稳态触发器。 3.多谐振荡器。 4.555定时器。,6.1 概述,1.脉冲幅度Vm 2.脉冲宽度tW 0.5Vm0.5Vm 3.上升时间tr 0.1Vm0.9Vm 4.下降时间tf 0.9Vm0.1Vm 5.周期T 周期性脉冲信号，两脉冲间的时间间隔 6.频率f 周期的倒数或每秒钟重复的次数。 7.占空比q 脉冲宽度与周期之比,描述矩形脉冲的几个参数,理想波形：,实际波形：,6.2 施密特触发器,功能特点： 1.输入信号从低电平上升时的转换电平和从高电平下降时 的转换电平不同。 2.在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出 电压波形的边沿变得很陡。 如图示：,6.2.1 用门电路组成的施密特触发器,一、电路结构及工作原理,工作原理,(1)当vI=0V时，vI为低电平，vO=0V,当vI增加到vI =VTH时，引发正反馈，使vO迅速上升到vO=VOH=VDD,vI增加，使vI增加，,发生转换时的vI即VT+可由下式求得,(2)当vI=VDD时，vI为高电平，vO=VDD,当vI下降到vI =VTH时,引发正反馈，使vO迅速下降到vO=VOL=0V,vI下降，使vI下降，,发生转换时的vI即VT-可由下式求得,带入VDD=2VTH,以vO做输出得到反向输出的施密特触发特性,例：已知VT+=7.5V, VT=5V,求R1、R2和VDD的值,解：代入公式,解得：,注意：R1、R2的取值不能太小，保证 G2输出高电平时的负载电流小于允许值,故：,CC4096的IOH(max)=1.3mA,6.2.2 集成施密特触发器,集成施密特触发器7413,带与非功能的施密特触发器,不可调,集成施密特触发器CC40106,调节VDD可调,6.2.3施密特触发器的应用,将正弦波、三角波等转换成矩形波,一、用于波形变换,二、用于脉冲整形,将不理想的矩形波转换成理想矩形波,如上升沿、下降沿不理想， 寄生振荡，干扰脉冲造成的不理想脉冲,三、用于脉冲鉴幅,将一些不同幅度的脉冲信号加到施密特触发器的输入端时，只有 那些大于VT+的脉冲才会产生输出信号。,6.3 单稳态触发器,单稳态触发器的特点：,1.电路有稳态和暂稳态两个状态。 2.在触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持 一段时间后，再自动返回稳态。 3.暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲宽 度无关。,6.3.1 用门电路组成的单稳态触发器,一、微分型单稳态触发器,工作原理分析（暂不考虑Rd、Cd ）,（1）稳态,vI=0， C开路，vI2=VDD，vO=0； vO1= VDD ，C上无电荷。,单稳态电路工作原理的分析方法： 分别分析稳态、暂稳态、恢复过程，定性地画出电路中各点电压的波形。,（1）稳态,vI=0， C开路，vI2=VDD，vO=0； vO1= VDD ，C上无电荷。,（2）暂稳态,C充电， vI2按指数规律上升，当vI2=VTH 时， 引发正反馈，使vO迅速下降到vO=0， vO1=1,进入暂稳态,暂稳态结束,当vI=VTH 时， 引发正反馈，使vO迅速上升到vO=1， vO1=0,（3）恢复过程：,vO1 vI2， C放电， vI2按指数规律下降，很快放完电后，vI2=VDD，恢复到稳态。,该电路要求触发脉冲宽度小于暂稳态时间,主要参数,(1)输出脉冲宽度tW,根据三要素法：,充电等效电路：,(2)输出脉冲幅度Vm,从图中可知,(3)恢复时间Tre,恢复时间即C放电的时间,一般认为，经过(35)倍的时间常数以后电路基本已达到稳态。,放电电路：,R与D1并联，R可忽略， RON与D1并联， D1可忽略,时间常数,(4)分辨时间Td,相邻触发脉冲最小间隔,若vI 脉冲宽度tW，则vI2=VTH 时， vO , 但vO1由于vI 的作用还保持0，工作不正常。,3. 输入微分电路的作用,措施：在输入端加微分网络Rd、Cd（足够小）， 将宽脉冲变为窄脉冲。,二、积分型单稳态触发器,1. 电路及工作原理,(1) 稳态：,vI=0，vO1=1，C充满电荷，vA为高电平，vO=1,(2)暂稳态：,C放电， vA，当 vA =VTH时， vO ，,(3)恢复过程：,工作过程：,C继续放电，直至放完。,进入暂稳态,暂稳态结束,该电路要求触发脉冲宽度大于暂稳态时间,2. 主要参数,(1)输出脉冲宽度tW,放电过程中，vA从初始值vA(0)下降至VTH时所需时间,放电等效电路