脉冲波形的产生与整形.ppt

1、第6章脉冲波形的发生和整形，6.1脉冲电路的概要，6.2单稳定触发，6.3施密特触发，6.4多振荡器，6.5 555计时器，6.1脉冲电路的概要，脉冲信号：一般指那些瞬间发生急剧变化，作用时间极短的电压或电流。 在数字电路中，指具有一定的宽度和振幅，边缘陡峭的矩形脉冲(包含方形波和矩形波)。 得到脉冲波形主要有两种方法。 一种是利用脉冲信号发生器直接产生符合要求的矩形脉冲，另一种是利用脉冲信号发生器直接产生符合要求的矩形脉冲。 另一个是利用整形电路来变换已有的信号，最终得到符合要求的矩形脉冲。 整形电路不能自己生成脉冲信号。 只能将正弦波、三角波、不规则波形等其他形状的信号转换为矩形脉冲。6.

2、2.1栅极电路构成的单稳定触发、6.2单稳定触发、6.2.2综合单稳定触发、单稳定触发-稳定状态的触发只有1个。 特征：在不施加触发脉冲之前，电路处于稳定状态，触发脉冲到来后，电路从稳定状态反转为暂时稳定状态，停留一段时间后，电路自动恢复为稳定状态。 维持过渡稳定状态的时间长度与触发脉冲无关，取决于电路的残奥仪表(RC )。 6.2.1由门电路构成的单稳触发、1工作原理、由门电路和RC元件构成的单稳触发。 其中RC电路为微分形式，将其称为CMOS或逆变器微分型单稳定电路。 为了设定CMOS反相器的阈值电压UTH，使讨论变得容易，在本章中将CMOS栅极的电压传递特性理想化：电路中的CMOS栅极的

3、UOHUDD、UOL0V。 (1)没有触发信号，电路处于稳定状态。 时，nor门G1的两个输入都为低电平，因此其输出uO1为高电平() 即uI为低电平时，电路变为稳定的状态。 此时uI2为高电平，反相器G2的输出uO为低电平。 即，电容器c的两端的电压接近0V(uO1、uI2均为高电平)，电路稳定。 在稳定状态下：uO1、uO、(2)触发信号到来，电路变为稳定状态。 输入触发脉冲uI上升到G1栅极的阈值电压UTH时，在电路中产生下一个正反馈过程：uI、uI2、栅极G1迅速导通，uO1迅速从高电平跳到低电平，但是电容器c的两端的电压不能急剧变化门G2为off、输出，此时即使触发uI断开(即使uI

4、成为低电平)，uO也维持高电平。 但是，因为不能长时间保持电路的这种状态，所以称为过渡稳定状态。假定稳定时，(3)回路自动从假定稳定状态恢复到稳定状态。 另外，假定稳定期间，电源UDD通过电阻r和G1栅极导通电路对电容器c进行充电，uI2指数函数上升，uI2上升到UTH后，电路再次正反馈：uI2uOuO1发生，此时触发脉冲消失，即uI成为低电平时，上述另外，UDD UUDD、然后电容器c在电阻r和G2栅极的导通电路中放电，最终将电容器c上的电压恢复为稳定状态时的初始值，电路从过渡状态恢复为稳定状态。 此外，从波形图可以看出，在第二电路波形中，如果uI的正脉冲宽度大于过渡脉冲宽度tw，则在电路从

5、过渡状态变为稳定状态时，栅极G1被uI阻止，因此，输出uO的下降沿变缓，从而波形质量下降。 此时，可以在单稳定触发器的输入端附加RC微分电路。 此外，请注意，由逻辑门构成的单稳定触发器中，电路的触发信号和输出脉冲不同。 3电路输出主要残奥仪表校正运算、(1)脉冲宽度tw。 如从波形图可以理解的，输出脉冲宽度tw是电容器c的充电过程。 uI2从0V上升到UTH所需的时间。 如果代入上式，则得到：、(2)恢复时间tre。暂时稳定结束后，电路在暂时稳定期间中释放充电到电容中的电荷，需要恢复时间使电路恢复到初始的稳定状态。 (3)划分时间td。 显然，为了电路正常操作，在两个相邻的输入触发脉冲之间需要

6、一定的时间间隔，所允许的最小时间间隔是分辨率时间td。6.2.2集成单稳定触发器、1集成单稳定触发器这两种触发方式、不能重复触发的单稳定触发器、-过渡期间、即使再次受到触发脉冲的作用，也不会影响电路的既定过渡过程，输出的脉冲宽度仅为r、c残奥表可重复启动的单稳定触发-进入过渡状态后，施加触发脉冲后，单稳定触发重新启动，过渡状态以最后的脉冲触发沿为起点，延长另一个脉冲宽度，即tw时间后，电路恢复为稳定状态。 以边缘为起点，延长另一个脉冲宽度，用最后的脉冲启动，2集成单稳定触发器74121、TTL集成器件74121是不能重复触发的单稳定触发器，在微分型单稳定触发器中使输入触发信号控制电路和输出缓冲

7、电路输入控制电路主要用于实现上升沿触发或下降沿触发的控制。 输出缓冲电路是为了提高单稳定触发器的负载能力。74121图片、集成单稳定触发器74121的逻辑菜单可以从菜单中看出，74121具有边缘触发的性质，在稳定状态下，当单稳定触发器的输出Q=0触发脉冲作用时，电路成为稳定状态，Q=0 通过选择适当的电阻、电容值，可在10ns300ms的范围内改变输出脉冲的宽度tw。 对单稳定触发器74121的动作波形进行综合。 3综合单稳定触发的应用，(1)脉冲延迟。 (2)脉冲整形。 整形是指不规则的波形变成有规律的一定宽度和宽度的波形。 如果将整形信号作为触发信号输入单稳定触发器，则电路输出端可以得到干净、边缘陡峭的矩形脉冲。 (3)脉冲定时。 单稳定触发器能够产生一定宽度tw的矩形脉冲，因此在数字系统中使用脉冲宽度进行定时控制，仅在tw的期间使其动作，发挥定时的作用。 在and门的输出端再加上一个计数器，将tw调整为1s，即可测量输入信号uA的频率，可作为频率修正使用。 6.3施密特触发器、6.3.3施密特触发器的应用、6.3.1栅极电路结构的施密特触发器、6.3.2集成施密特触发器、施密特触发器具有与通常的触发器相同的2个稳定的状态，属于电平触发器的双稳定电路但是，施密特触发输出从低电平变为高电平时、与从高电平变为低电平时对应的输入触发电