数字电子技术基础第五版第十章.ppt

第十章脉冲波形的产生和整形 10 1概述一 获取矩形脉冲的方法1 脉冲波形产生电路2 脉冲波形整形电路二 描述矩形脉冲特性的主要参数 10 2施密特触发器 一种常用的脉冲整形电路 10 2 1用门电路组成的施密特触发器 与第五章中的触发器含义不同 G1 G2为CMOS反相器 P81 图3 3 12CMOS反相器的电压传输特性 当从0逐渐升高 并使时 电路的状态将迅速转换为 2 当 VT 称为输入信号vI的正向阈值电压 VTH 设此时VI VT 则有 3 当从高电平逐渐下降时 有 当下降到使时 电路的状态将迅速转换为 可得 VDD 2VTH VT 称为输入信号vI的负向阈值电压 VTH 设此时VI VT 则有 正向阈值电压 负向阈值电压 回差电压 施密特触发器的电路符号 VTH VTH 正向变化过程 负向变化过程 CMOS反相器的电压传输特性 施密特触发器的电压传输特性 施密特触发器的主要特点 1 输入信号在上升和下降过程中 电路状态转换的电平不同 分别为和 2 电路状态转换时有正反馈过程 使输出波形边沿变陡 10 2 3施密特触发器的应用 二 用于鉴幅 一 用于波形变换 三 用于脉冲整形 10 3单稳态触发器特点 有一个稳态和一个暂稳态 在外界触发信号作用下 能从稳态 暂稳态 维持一段时间后再自动返回稳态 暂稳态维持的时间长短取决于电路内部参数 10 3 1用门电路组成的单稳态触发器一 积分型单稳态触发器G1和G2为TTL门 1 原理分析 2 性能参数计算输出脉宽 放电回路 输出脉宽 二 微分型单稳态触发器 1 原理分析 G1和G2为CMOS门 C 暂稳态时 C开始充电 这期间vd维持低电平 暂稳态时 C开始充电 2 性能参数计算输出脉宽 等于VI2从0充电至VTH的时间 电容充电等效电路 电容放电等效电路 10 3 2集成单稳态触发器电路结构与工作原理 74121 微分型单稳 控制附加电路 74121的功能表 见P472 10 4多谐振荡器 自激振荡 不需要外加触发信号 10 4 1对称式多谐振荡器一 工作原理 TTL 1 静态 未振荡 时应是不稳定的 二 电压波形 三 振荡频率计算 10 4 2非对称式多谐振荡器一 工作原理 CMOS 二 电压波形 10 4 3环形振荡器一 最简单的环形振荡器 二 实用的环形振荡器 TTL 10 4 4用施密特触发器构成的多谐振荡器 10 4 5石英晶体多谐振荡器 自学 年美国卡第提出用石英压电效应调制电磁振荡的频率 巴黎广播电台首先用严济慈制作的石英振荡片实现了无线电播音中的稳频 随后各国相继采用 使无线广播振荡电磁回路稳频成为压电晶体的最重要应用之一 作业 P501 10 3 10 9 10 5555定时器及其应用10 5 1555定时器 数 模混合IC 一 电路结构1 电压比较器 C1 C2 3 输出缓冲器 G3 G4 2 SR锁存器 4 OC输出的三极管 TD 放电三极管 置零端 接C1的反相端 接C2的同相端 总共八个管脚 参考电位 判定vc1 vc2的高低 并确定Q及Q 的状态 以此决定VO的输出 10 5 2用555定时器接成施密特触发器 将555定时器的VI1和VI2两个输入端连在一起 作为信号输入端 即构成施密特触发器 施密特触发器的特点在于 有两个阈值电压VT 和VT 1 先分析VI从0逐渐升高的过程 i 当时 Vc1 1 Vc2 0 Q 1 则Vo VoH ii 当时 Vc1 1 Vc2 1 Q 1 则Vo VoH保持不变 iii 当时 Vc1 0 Vc2 1 Q 0 则Vo VoL 故VT 2 再分析VI从高逐渐下降的过程 i 当时 Vc1 0 Vc2 1 Q 0 则Vo VoL ii 当时 Vc1 1 Vc2 1 Q 0 则Vo VoL保持不变 iii 当时 Vc1 1 Vc2 0 Q 1 则Vo VoH 故VT 10 5 3用555定时器接成单稳态触发器 1 TD与R构成反相器 其输出接vI1 2 VI接vI2 3 管脚7 1间接入电容C 因此 稳态时 VI 1 VC1 VC2 1 Q 0 VO 0 TD导通 返回稳态 性能参数 暂稳态输出的宽度 10 5 4用555接成多谐振荡器 TD与R1接成反相器 它的输出vOD与vO在高 低