数字电路第六章-脉冲产生与整形

数字电子技术,主讲教师：张利电子信箱：zzrzl联系电话第六章脉冲波形的产生和整形,6.1概述,6.3单稳态触发器,6.2施密特触发器,6.4多谐振荡器,6.5555定时器及其应用,6.1概述,数字电路区别于模拟电路的主要特点之一是：它的工作信号是离散时间的脉冲信号。最常用的脉冲信号是方波(矩形波)。如何产生方波以及对不理想的方波如何整形，是本章讨论的重点。,脉冲周期T脉冲幅度脉冲宽度上升沿到下降沿上升时间：下降时间：占空比q:脉冲宽度与脉冲周期的比值：,施密特电路特点：,1输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时对应的输入电平；与输入信号从高电平下降过程中对应的输入转换电平不同。,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。,6.2施密特触发器（常用的一类脉冲整形电路）,6.2.1用门电路组成的施密特触发器,上升时的转换电平,6.2.2集成施密特触发器一、双极型IC1.,2.器件实例7413,二、CMOSIC,施密特触发器的主要特点：输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换的输入电平不同电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边沿变陡,6.2.3施密特触发器的应用一、用于波形变换二、用于鉴幅,6.2.3施密特触发器的应用三、用于脉冲整形,单稳态触发器简称单稳。,6.3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。,一、微分型G1和G2为CMOS门,稳态时截止，导通。,有正的触发脉冲输入时,加快了截止导通的过程,使电路迅速转入暂稳态,随着C的充电逐渐下降，当降至时,截止,6.3.1用门电路组成的单稳态触发器,2、性能参数计算输出脉宽：,二、积分型G1和G2为TTL门1、原理分析,2.性能参数计算输出脉宽：,6.3.2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,Rext的取值在2K到30K之间；,Cext的取值在10pF到10F之间。,tW的范围在20nS到200mS之间。,也可使用内部电阻Rint代替外接电阻Rext。Rint约为2K。,74121是不可重复触发的。而74122是可重复触发的。见图示。,6.4多谐振荡器（自激振荡，不需要外加触发信号）6.4.1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,6.4.2非对称式多谐振荡器一、工作原理（CMOS）,二、电压波形,6.4.3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）,6.4.4用施密特触发器构成的多谐振荡器,6.4.5石英晶体多谐振荡器,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。,频率稳定度可达。,6.5555定时器及其应用6.5.1555定时器（数/模混合IC）一、电路结构,555定时器是将模拟电路和数字电路集成于一体的电子器件。它使用方便,带负载能力较强,目前得到了非常广泛的应用。,阈值端触发端控制电压输入端,10.5.2用555定时器接成施密特触发器工作原理,6.5.3用555定时器接成单稳态触发器,性能参数：暂稳态输出的宽度,6.5.4用555接成多谐触发器,如希望q50%?,例试用CB555定时器设计一个多谐振荡器，要求振荡周期为1秒，输出脉冲幅度大于3V