数字电子技术基础 第十章.

三、用于脉冲鉴幅
图10.2.10
用施密特触发器鉴别脉冲幅度
10.3 单稳态触发器




单稳态触发器（Monostable Multivibrator,又称Oneshot）工作特点： 1、有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。 2、在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态， 在暂稳态维持一段时间以后，再自动返回稳态。 3、暂稳态维持时间的长短取决与电路本身的参数，与 触发脉冲的宽度和幅度无关。 被广泛应用于脉冲整形、延时（产生滞后于触发脉冲的 输出脉冲）以及定时（产生固定时间宽度的脉冲信号） 等。

一、用于波形变换 利用施密特触发器状态 转换过程中的正反馈作 用，可以将边沿变化缓 慢的周期性好变换为边 沿很陡的矩形脉冲信号。 （同频率）。
图10.2.8
用施密特触发器实现波形变换
二、用于脉冲整形
数字系统中产生波形畸变的原 因。
1、传输线上电容较大时，上 升沿和下降沿将明显变坏。 2、当传输线较长时，且接收 端的阻抗与传输线的阻抗不匹 配时，在波形的上升沿和下降 沿将产生振荡现象。 3、当其他脉冲信号通过导线 间的分布电容或公共电源线叠 加到矩形脉冲信号上时，信号 上将出现附加的噪声。 图10.2.9 用施密特触发器对脉冲整形
图10.3.6
图6.3.5电路的电压波形图
图10.3.7
图6.3.5电路中电容C的放电回路和vA的波形 （a）放电回路 （b） vA的波形
积分型单稳态触发器的特点

优点：抗干扰能力较强。

数字电路中的干扰多为尖峰脉冲（幅度较大而宽度极 窄）。 由于电路的状态转换过程中没有正反馈作用。 必须在触发脉冲的宽度大于输出脉冲宽度时方能工作。
图10.3.11
集成单稳态触发器74121的外部连接方法ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱa）使用外 接电阻Rext （下降沿触发） （b）使用内部电阻Rint （上升沿触发）
（a）不可重复触发型
（b）可重复触发型
图10.3.12
不可重复触发型与可重复触发型单 稳态触发器的工作波形
二、CMOS集成单稳态触发器
图10.3.13
图10.2.4
带与非功能的TTL集成施密特触发器
图10.2.5
集成施密特触发器7413的电压传输特性
图10.2.6
CMOS集成施密特触发器CC40106
图10.2.7
集成施密特触发器CC40106的特性（ a）电压 传输特性（b）VDD对VT＋、VT－的影响
10.2.3 施密特触发器的应用
10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器


一、微分型单稳态触发器 电容上的电压Vc从充、放电开始至某一数值VTH所经过 的时间可以用下式计算： T=RCln((Vc(X)-Vc(0))/(Vc(X)-VTH))
图10.3.1
微分型单稳态触发器
tw=RCln2=0.69RC，电容 电压从0充至VTH的时间。 Vm=VOH-VOL，输出脉冲的 幅度。
集成单稳态触发器CC14528的逻辑图
图10.3.13
集成单稳态触发器CC14528的工作波形
10.4 多谐振荡器（Astable Multivibrator）
数字电子技术基础 第十章 脉冲波形的产生和整形
Pan Hongbing VLSI Design Institute of Nanjing University
10.1 概述


获取矩形脉冲波形的途径： 1、利用各种形式的多谐振荡器电路直接产生所 需要的矩形脉冲。 2、通过各种整形电路将已有的周期性变化波形 变换为符合要求的矩形脉冲。
R的阻值不能取得很大。
此电路用正脉冲触发。
图10.3.5
积分型单稳态触发器
tw=（R+Ro）Cln((VoLVoH)/(VoL-VTH))，电容开始 放电到VTH的时间。 Vm=VOH-VOL，输出脉冲的 幅度。 tre=(3~5) (R+Ro’ )C,恢复 时间。 td= ttr+tre,分辨时间, 触发 脉冲宽度和恢复时间之和。
10.2.1 用门电路组成的施密特触发器
VT+=(1+R1/R2)VTH VT-=(1-R1/R2)VTH 回差电压=VT+-VT-
图10.2.1
用CMOS反相器构成的施密特触发器
（a）电路 （b）图形符号
通过改变R1和R2的比值可以调节VT+和VT-和回差电压的大 小。但R1必须小于R2，否则电路将进入自锁状态，不能正 常工作。
tre=(3~5)RONC,恢复时间。
td= tw+tre,分辨时间，在保 证电路能正常工作的前提 下，允许两个相邻触发脉 冲之间的最小时间间隔。
图10.3.2
图6.3.1电路的电压波形图
图10.3.3
图6.3.1电路中电容C充电的等效电路
图10.3.4
图6.3.1电路中电容C放电的等效电路
二、积分型单稳态触发器

缺点：输出波形的边沿比较差。

改进电路：P471
输入部分增加与非门和输出至此与非门的反馈线。
此电路由负脉冲触发。
10.3.2 集成单稳态触发器

一、TTL集成单稳态触发器
一般还采用了温漂补偿电路。
图10.3.9
集成单稳态触发器74121的逻辑图（微分型）
图10.3.10
集成单稳态触发器74121的工作波形图
图10.2.2
图6.2.1电路的电压传输特性
（a）同相输出 （b）反相输出
例 10.2.1 P459-460


根据已知条件先求VTH。 然后推出VDD。 然后根据器件负载电流的最大允许值求出R2最小 允许值。 最后根据R2得到R1。
10.2.2 集成施密特触发器
图10.2.3
用TTL门电路接成的施密特触发器
描述矩形脉冲的主要参数 脉冲周期T
脉冲幅度Vm
脉冲宽度tw 上升时间tr 下降时间tf 占空比q 还有些特殊参数： 如脉冲周期和幅度 图10.1.1 描述矩形脉冲特性的主要参数 的稳定性等。
10.2 施密特触发器



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。 以上两特点能将边沿变化缓慢的信号波形整为边 沿陡峭的矩形拨，还可以将叠加在矩形脉冲高、 低电平上的噪声有效清除。