数字电子技术：第10章 脉冲波形的产生和整形

1、10.1 概述概述10.2 施密特触发施密特触发电路电路10.3 单稳态触发单稳态触发电路电路10.4 多谐振荡器多谐振荡器10.5 555定时器及其应用定时器及其应用时钟信号是时序逻辑电路必不可少的信号，时钟信号是时序逻辑电路必不可少的信号，它（时钟脉冲）的特性直接关系到系统能否正它（时钟脉冲）的特性直接关系到系统能否正常地工作常地工作1. 多谐振荡器电路多谐振荡器电路2. 整形电路对已有的周整形电路对已有的周期性波形变换期性波形变换：tr ：tW：q tw /T10.2 施密特触发电路（施密特触发电路（Schmitt Trigger）2. 电平变换的两个方向上，转换电平不同，电平变换的两个

2、方向上，转换电平不同， VT+、VT- 3. 用正反馈改善波形。用正反馈改善波形。 什么是施密特触发器（三个性能特点）：什么是施密特触发器（三个性能特点）：1. 有两个稳定的状态。有两个稳定的状态。 _TTTvvv回差电压回差电压: 电路参数相关：电路参数相关：图图10.2.1反相器反相器G1和和G2均为均为CMOS门门阈值电压为阈值电压为VTH VDD/2，VOH VDD， VOL0，R1R.，VOL0各点波形各点波形2. 工作原理工作原理:1. 电路结构电路结构:输出波形输出波形其振荡周期的计算公式为其振荡周期的计算公式为)VVVVVVRClnTTTTDDTDD（电路特点：充放电回路、时间

3、电路特点：充放电回路、时间常数不同，改变常数不同，改变R1和和R2的比值的比值即可改变占空比。即可改变占空比。TTTDDTDDVVCRVVVVCRTTT00lnln1221 3. 占空比可调节的电路占空比可调节的电路 目的：目的：能通过频率为能通过频率为fo 的信的信号，滤除其他频率信号，滤除其他频率信号，故振荡器的工作号，故振荡器的工作再频率再频率fo处。处。 前面所讲的振荡器前面所讲的振荡器频率不够稳定，在多谐频率不够稳定，在多谐振荡器电路中，接入石振荡器电路中，接入石英晶体，组成石英晶体英晶体，组成石英晶体多谐振荡器，可得到稳多谐振荡器，可得到稳定的频率定的频率原理：原理： 电路：电路：

4、QQSR电路结构等效图电路结构等效图2/3 VCC2/3 VCC1/3 VCC011/3 VCC11RDSDVi1Vi22/3 VCC1/3 VCC002/3 VCC1/3 VCCQQSR一、电路结构一、电路结构（1）当）当vI从零开始增大：从零开始增大：vI=0VCC/3和和VCC/3 vI 2VCC/3 三段分析三段分析（2）当）当vI从从VDD开始减小：开始减小：vI2VCC/3和和2VCC/3 vI VCC/3以及以及 vI=0VCC/3三段分析三段分析2/3 VCC1/3 VCC一、电路结构一、电路结构R二、工作过程（原理）二、工作过程（原理）R通电通电Q状态随机状态随机 自动回到并

5、停在稳态自动回到并停在稳态Vo=0不管初态如何不管初态如何 始终会始终会无触发时高电平稳态为稳态为0RuituCtuOt暂稳态暂稳态tw2/3UCCRD=1SD=0Q=1Q=0TD截止截止C充电充电RD=0SD=1Q=0Q=1因此暂稳态的长短因此暂稳态的长短取决于取决于RC时间常数时间常数TD导通导通C放放电电RC1 . 1RCln3ln3/20ccccccVVVWRCt10.5.4 用用555定时器接成的多谐振荡器定时器接成的多谐振荡器一、电路结构一、电路结构构思：构思：555定时器定时器施密特触发器施密特触发器多谐振荡器多谐振荡器二、工作原理二、工作原理振荡周期振荡周期)2(69. 02l

6、n)2(2121RRRRT323ln)(211ccVccccVccVVCRRT3320022lnccVccVCRT振荡频率为振荡频率为CRRTf)2(69. 01121212RRRq占空比可调的电路占空比可调的电路例例 图图6.5.10为由为由555定时器构成的简易触摸开关，试分定时器构成的简易触摸开关，试分析是什么电路？二极管能亮多长时间？析是什么电路？二极管能亮多长时间？解：解：此电路为单稳态触发器此电路为单稳态触发器二极管亮的时间为二极管亮的时间为s111050102001 . 11 . 163RCT例例6.5.1 P496两相时钟发生器电路如图两相时钟发生器电路如图10.5.11所示已

7、知所示已知R1510，R210K，C=0.1F。(1)说明说明555定时器组成定时器组成何种电路？何种电路？(2)画出画出vo、1和和2的波形。的波形。(3) 计算计算1的周期的周期T和脉冲宽度。和脉冲宽度。解：（解：（1) 此电路为此电路为555构成的多谐振荡器；构成的多谐振荡器；（2) vo、1和和2的波形如图的波形如图10.5.12所示所示(3)由于由于vo和和CLK频率相同，故频率相同，故msCRRTCP44. 1)2(69. 021msTTCP88. 22msTtW72. 041例例10.5.3 试分析图试分析图10.5.13所示电路的工作原理。所示电路的工作原理。解：解：为电压频率转为电压频率转换电路，也叫压控振换电路，也叫压控振荡器荡器UCC+C1+C2QQRDSD.5K5K5KVAVB T13245678(复位端复位端)(地地)uO二、二、工作原理工作原理接通电源接通电源0111002/3 UCCRD=1SD=0.uCR1R2.+C充电充电C放电放电11/3 UCC