数字电路与逻辑设计-06

1、1 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社第六章第六章 脉冲波形的产生和脉冲波形的产生和整形电路整形电路 2 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社内容概览内容概览l 概述概述l 施密特触发器施密特触发器 l 单稳态触发器单稳态触发器 l 多谐振荡器多谐振荡器 l 555定时器定时器 l 本章小结本章小结 3 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社6.1 6.1 概述概述脉冲信号是作用时间很短的突变电压或电流信号的统称。脉冲信号是作用时间很短的突变电压或电流信号的统称。获取矩形脉冲信号主要有两种方法：获取矩形脉冲信号主要有两种方法：第一，利用各种形式的多谐振荡器电路直接产成各种所需第一，利用各种形式的多谐

2、振荡器电路直接产成各种所需 矩形波形；矩形波形；第二，通过整形电路将已有的各种周期波形整形为矩形波第二，通过整形电路将已有的各种周期波形整形为矩形波 形。形。 4 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社6.2 6.2 施密特触发器施密特触发器 l 门电路施密特触发器门电路施密特触发器 l 集成施密特触发器集成施密特触发器 l 施密特触发器应用举例施密特触发器应用举例 5 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社施密特触发器在性能上有两个重要的特点：施密特触发器在性能上有两个重要的特点： 第一，输入信号上升沿的过程中，电路状态转换时对应的第一，输入信号上升沿的过程中，电路状态转换时对应的 输入电平，与输入

3、信号下降沿过程中对应的输入转换电平不输入电平，与输入信号下降沿过程中对应的输入转换电平不同；同； 第二，电路状态转换时，通过电路内部的正反馈使输出电第二，电路状态转换时，通过电路内部的正反馈使输出电压的边沿变得很陡。压的边沿变得很陡。 6 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社6.2.1 6.2.1 门电路施密特触发器门电路施密特触发器 用两个用两个CMOS反相器接成的施密特触发器反相器接成的施密特触发器 7 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社电压传输特性电压传输特性 8 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社6.2.2 6.2.2 集成施密特触发器集成施密特触发器 TTL电路集成施密特触发器电路集成

4、施密特触发器7413 9 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社电压传输特性电压传输特性 10 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社6.2.3 6.2.3 施密特触发器应用举例施密特触发器应用举例 施密特触发器的主要应用有：施密特触发器的主要应用有：1.1.用于波形变换用于波形变换2.2.用于脉冲整形用于脉冲整形 3.3.用于信号的鉴幅用于信号的鉴幅 11 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社用施密特触发器将正弦波转换成矩形波用施密特触发器将正弦波转换成矩形波 12 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社用施密特触发器进行脉冲整形用施密特触发器进行脉冲整形 13 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社用施密特

5、触发器鉴别脉冲幅度用施密特触发器鉴别脉冲幅度 14 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社6.3 6.3 单稳态触发器单稳态触发器 l 门电路单稳态触发器门电路单稳态触发器 l 集成单稳态触发器集成单稳态触发器 l 单稳态触发器应用举例单稳态触发器应用举例 15 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社单稳态触发器的工作性能有以下几个显著特点：单稳态触发器的工作性能有以下几个显著特点：第一，具有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；第一，具有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；第二，在外加触发脉冲的作用下，能从稳态转换到暂稳态，第二，在外加触发脉冲的作用下，能从稳态转换到暂稳态，在暂稳态维持一段时间后，又可以自动

6、回到稳态；在暂稳态维持一段时间后，又可以自动回到稳态；第三，暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，于触第三，暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，于触发脉冲的宽度无关。发脉冲的宽度无关。 16 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社6.3.1 6.3.1 门电路单稳态触发器门电路单稳态触发器 单稳态触发器可分为两种：单稳态触发器可分为两种：1.1.微分型单稳态触发器微分型单稳态触发器 2.2.积分型单稳态触发器积分型单稳态触发器 17 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社微分型单稳态触发器微分型单稳态触发器 18 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社电压波形图电压波形图 19 数字电路与逻辑设

7、计 冶金工业出版社积分型单稳态触发器积分型单稳态触发器 20 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社电压波形图电压波形图 21 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社6.3.2 6.3.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器 集成单稳态触发器集成单稳态触发器74121 22 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社集成单稳态触发器集成单稳态触发器74121的电压波形图的电压波形图 23 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社6.3.3 6.3.3 单稳态触发器应用举例单稳态触发器应用举例 单稳态触发器的主要应用有：单稳态触发器的主要应用有：1.1.用于脉冲整形用于脉冲整形 2.2.用于脉冲延迟（滞后）用于脉冲延迟

8、（滞后） 24 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社将集成单稳态触发器将集成单稳态触发器74121用于脉冲整形用于脉冲整形 25 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社将集成单稳态触发器将集成单稳态触发器74121用于脉冲延迟用于脉冲延迟 26 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社6.4 6.4 多谐振荡器多谐振荡器 l 对称式多谐振荡器对称式多谐振荡器 l 非对称式多谐振荡器非对称式多谐振荡器 l 环形振荡器环形振荡器 l 石英晶体多谐振荡器石英晶体多谐振荡器 l 用施密特触发器构成的多谐振荡器用施密特触发器构成的多谐振荡器 27 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社6.4.16.4.1 对称式多谐振

9、荡器对称式多谐振荡器 对称式多谐振荡器的典型电路对称式多谐振荡器的典型电路 28 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社电压波形图电压波形图 29 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社6.4.26.4.2 非非对称式多谐振荡器对称式多谐振荡器 非对称式多谐振荡器的典型电路非对称式多谐振荡器的典型电路 30 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社电压波形图电压波形图 31 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社6.4.36.4.3 环形环形振荡器振荡器 最简单的环形振荡器最简单的环形振荡器 32 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社电压波形图电压波形图 33 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社带延迟电路的环形振

10、荡器带延迟电路的环形振荡器 34 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社电压波形图电压波形图 35 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社6.4.46.4.4 石英晶体多谐石英晶体多谐振荡器振荡器 石英晶体器件得结构、符号、以及其电抗频率特性石英晶体器件得结构、符号、以及其电抗频率特性 36 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社石英晶体多谐振荡器石英晶体多谐振荡器 37 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社6.4.5 6.4.5 用施密特触发器构成的多谐振荡器用施密特触发器构成的多谐振荡器 用施密特触发器构成的多谐振荡器用施密特触发器构成的多谐振荡器 38 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社电压波形图电压

11、波形图 39 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社6.5 6.5 555定时器定时器 l 555定时器工作原理定时器工作原理 l 555定时器的应用举例定时器的应用举例 40 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社6.5.16.5.1 555定时器工作原理定时器工作原理 双极性定时器双极性定时器CB555的电路结构图和外部引脚排列图的电路结构图和外部引脚排列图 41 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社6.5.26.5.2 555定时器的应用举例定时器的应用举例 555定时器的主要应用有：定时器的主要应用有：（1）用）用555定时器接成施密特触发器定时器接成施密特触发器 （2）用）用555定时器接成单

12、稳态触发器定时器接成单稳态触发器 （3）用）用555定时器接成多谐振荡器定时器接成多谐振荡器 42 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社用用555定时器接成施密特触发器定时器接成施密特触发器 43 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社用用555定时器接成单稳态触发器定时器接成单稳态触发器 44 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社用用555定时器接成多谐振荡器定时器接成多谐振荡器 45 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社本章小结本章小结 本章主要讲述了能够产生矩形脉冲的各种电路。本章主要讲述了能够产生矩形脉冲的各种电路。其中一类叫做脉冲整形电路，包括施密特触发器，单其中一类叫做脉冲整形电路，包括施密

13、特触发器，单稳态触发器等；另一种叫做脉冲振荡器，这类电路能稳态触发器等；另一种叫做脉冲振荡器，这类电路能够自激的发生出频率稳定的矩形脉冲，包括对称式多够自激的发生出频率稳定的矩形脉冲，包括对称式多谐振荡器、非对称式多谐振荡器、环形振荡器、石英谐振荡器、非对称式多谐振荡器、环形振荡器、石英晶体多谐振荡器等。晶体多谐振荡器等。 脉冲整形电路中的作用就是将幅度不规则的、或脉冲整形电路中的作用就是将幅度不规则的、或者周期不定的脉冲波形整形程脉冲宽度固定的，或者者周期不定的脉冲波形整形程脉冲宽度固定的，或者幅度稳定的矩形波形。幅度稳定的矩形波形。 46 数字电路与逻辑设计 冶金工业出版社 脉冲振荡器的作用是在不需要外加信号的作用下脉冲振荡器的作用是在不需要外加信号的作用下自激的产生一定频率的矩形脉冲，而且可以通过调整自激的产生