第8章波形-8.1单稳态
单稳态电路应用PPT
CD4011引脚图
CD4011内部逻辑图
由4011的两个与非门构成的单稳态电路原理图
让我们做个实验
电容充放电电路(充电是稳态由电路自动维持,放电是暂稳态, 由外力按开关维持。)
电容
电阻
发光时间
结论
100μF 100μF 100μF 4.7μF 47μF 470μF
100Ω 1kΩ 10kΩ 1kΩ 1kΩ 1kΩ
单稳态电路的实质
• 人们巧妙地应用了电容的充放电特性,发明了单稳态电路。 • 延时时间:T = nRC(秒) n为一常数 • 利用单稳态电路可以实现:
图4-1照相机自拍 电路
楼道自停照明灯
自动 门
单稳态电路控 制应用事例
单稳态电路的组成
信 号
控
输
制
入
电
执 行 电
电 路
路
路
单稳态电路的组成
什么是单稳态电路
所谓单稳态电路就是具有两种状态的电路,其中一种是稳定的状 态(稳态),另一种是暂时稳定的状态(暂稳态)。就像弹簧门 一样。
弹簧门的关门是它的稳定状态,开 门是它的暂时稳定状态,外力一撤, 门就会自动恢复稳定状态。如果用 单稳态电路控制门,那就不需要弹 簧了,开门后,过几秒钟(时间由 你定)门会自动关上,如果在单稳 态电路的输入端加上红外传感器, 那门就是全自动的了。
暂稳态,3脚输出高电平,灯泡H立即点亮延续几秒端电压充到
2/3VDD时,电路又恢复到稳态,几乎同时,电容C1被放电。电 路等待下次触发脉冲的到来,改变电路中电阻R1、电容C1的数 值,可方便地调整延时时间。
下图是555集成电路管脚图
脉冲与整形电路
则,当触发信号低于一定数值时,电路状态将翻转回原来的状态。
该触发器的特点是使电路两次发生翻转时的触发电平不同。
1.电路组成
V
CC
将555定时器阈值输入端TH和 触发输入端 连在一起作为触发 信号uI的输入端时,便组成了施 密特触发器,如图所示。
TH
8
4
6
u
I
555 3
2
TR
1
5
C
u
O
OUT
10
由图可知:该电路的上门限触发电平UTH1的值 为:
ui到来时,因为ui<UCC/3,使A2=0,触发器置1,uo又由0变 为1,电路进入暂稳态。由于此时Q=0,放电管V截止,UCC经R对 C充电。虽然此时触发脉冲已消失,比较器A2的输出变为1,但充 电继续进行,直到uc上升到2UCC/3时,比较器A1输出为0,将触发 器置0,电路输出uo=0,V导通,C放电,电路恢复到稳定状态。
第8章 脉冲及整形电路
脉冲波形的产生与整形电路有施密特触发器、单稳態触发器 和多谐(无稳)振荡器。而555集成定时器可以构成上述各种电 路。本章主要以555定时器为主,来介绍施密特触发器、单稳態 触发器、多谐振荡器之脉冲产生及整形电路。
脉冲波形的特性,可用以下几个参数描述:
脉冲幅度Um:脉冲高低电平之间电压的最大变化值。
<
2 3 VCC
<
1 3 VCC
1
放电管VT 导通
输出OUT 0
导通
0
原状态
原状态
截止
1
8.2 555定时器的应用
9.2.1 施密特触发器
施密特触发器是一种双稳态触发器,电路具有两个稳态。当
电路满足一定触发条件时,电路由一种稳态进入另一种稳态。此
脉冲波形的产生和整形—单稳态触发器(电子技术课件)
8
R
vI
O
5
CO
t
vO
O
vC
5kΩ
U+
6
2UDD/3 TH
1VDD/3
U-
C
暂稳态
t
4R
>1UDD/3 2
vI TR
∞
+
C1 +
-
5kΩ
U+
∞
U-
+
C2 +
-
1 R Q
0
S
T
1
OtU SS来自7 DQ1
1
1
Q
5kΩ
2VDD/3
0
3
0
OUT
输出脉冲的宽度 等于暂稳态持续时间,而暂稳态持续时间等于电容电压
单稳态触发器的应用
● 脉冲整形
● 脉冲定时
● 脉冲延时
脉冲信号经过长距离传输后,其边沿会变差
或叠加了某些干扰,这时可利用单稳态触发器
进行整形。将这些受到干扰的脉冲信号加到单
稳态触发器的输入端,输出便可得到符合要求
的矩形脉冲。
暂稳态期间输出电平的高低与输入信号状态
无关,即使输入信号不规则,也能使输出成为
<1UDD/3
2
∞
+
C1 +
-
5kΩ
U+
∞
U-
+
C2 +
-
0 R Q
1
S
T
1
7 D
1
1
0
Q
5kΩ
U SS
1
Q
3
1
OUT
(三)自动恢复稳态
8、波形产生及单稳态触发器
调节。
&
uA
tW
单稳电路
延迟时间
实验八 波形产生及单稳态触发器
单稳态触发器的应用
③ 脉冲的整形:
脉宽不同
④ 方波发生器:
单稳电路 ui1=uo2
ui1 ui2
脉宽相同
uo1=ui2
单稳电路
uo2
红:自动返回 蓝:触发翻转
注:合理调节两电路的参数,可得到符合要求的输出脉冲。
实验八 波形产生及单稳态触发器
3、脉冲波形的参数
0.9Um
Um
tw
0.1Um
tr
tf
(1)脉冲幅度Um:脉冲从起始值到峰值之间的变化幅度;
(2)脉冲前沿时间tr:脉冲从0.1Um变到0.9Um所需要的时间;
(3)脉冲后沿时间tf:脉冲从0.9Um变到0.1Um所需要的时间;
(4)脉冲宽度tW:脉冲半高处的宽度;
多谐振荡器的逻辑符号
实验八 波形产生及单稳态触发器
门电路组成的多谐振荡器的结构
① RC环形振荡器:利用逻辑门电路的传输延迟时间,将奇数个与 非门首尾相接,就可以构成一个简单的环形振荡器:
& uo1 & uo2 &
uo3
1 1 02 0
3
1
0
1
设Uo3为高电平,它反馈到G1门的输入端,经G1门延迟Tpd后 产生一个负跳变Uo1;再经G2延迟后产生一个正跳变Uo2;最 后经G3延迟使Uo3为负电平;这个负电平反馈到G1门的输入端, 延迟3Tpd又使Uo3为正。如此往复形成振荡。
实验八 波形产生及单稳态触发器
实验八 波形产生及单稳态触发器
脉冲波形的产生和变换试题及答案
第八章脉冲波形的产生和变换一、填空题1.(10-1中)矩形脉冲的获取方法通常有两种:一种是________________;另一种是________________________。
2.(10-1易)占空比是_________与_______的比值。
3.(10-4中)555定时器的最后数码为555的是(a.T T L,b.C M O S)产品,为7555的是(a.T T L, b.C M O S)产品。
4.(10-3中)施密特触发器具有现象;单稳触发器只有个稳定状态。
5.(易,中)常见的脉冲产生电路有,常见的脉冲整形电路有、。
6.(中)为了实现高的频率稳定度,常采用振荡器;单稳态触发器受到外触发时进入。
7.(10-3易)在数字系统中,单稳态触发器一般用于______、______、______等。
8.(10-3中)施密特触发器除了可作矩形脉冲整形电路外,还可以作为________、_________。
9.(10-2易)多谐振荡器在工作过程中不存在稳定状态,故又称为________。
10.(10-2中)由门电路组成的多谐振荡器有多种电路形式,但它们均具有如下共同特点: 首先,电路中含有________,如门电路、电压比较器、BJT 等。
这些器件主要用来产生________;其次,具有________, 将输出电压器恰当的反馈给开关器件使之改变输出状态;另外,还有,利用RC电路的充、放电特性可实现_______,以获得所需要的振荡频率。
在许多实用电路中,反馈网络兼有_____作用。
11.(10-3易)单稳态触发器的工作原理是:没有触发信号时,电路处于一种_______。
外加触发信号,电路由_____翻转到_____。
电容充电时,电路由______自动返回至______。
二、选择题1.(10-2中)下面是脉冲整形电路的是()。
A.多谐振荡器B.J K触发器C.施密特触发器D.D触发器2.(10-2中)多谐振荡器可产生()。
第八章习题解答
习题八答案1. 试比较多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器的工作特点,并说明每种电路的主要用途。
答:多谐振荡器是一种自激振荡电路,不需要外加输入信号,它没有稳定状态,只有两个暂稳态。
暂稳态间的相互转换完全靠电路本身电容的充电和放电自动完成。
改变外接R 、C 定时元件数值的大小,可调节振荡频率。
施密特触发器具有回差特性,它有两个稳定状态,有两个不同的触发电平。
施密特触发器可将任意波形变换成矩形脉冲,输出脉冲宽度取决于输入信号的波形和回差电压的大小。
单稳态触发器有一个稳定状态和一个暂稳态。
输入信号起到触发电路进入暂稳态的作用,其输出脉冲的宽度取决于电路本身 R 、C 定时元件的数值。
改变 R 、C 定时元件的数值可调节输出脉冲的宽度。
多谐振荡器是常用的矩形脉冲产生电路。
施密特触发器和单稳态触发器是两种常用的整形电路。
施密特触发器可用来进行整形、幅度鉴别、构成多谐振荡器等。
单稳态触发器常用于脉冲的延时、定时和整形等。
2.在图8.2所示555集成定时器中,输出电压uo 为高电平UOH、低电平UOL及保持原来状态不变的输入信号条件各是什么?假定UCO端已通过0.01μF 接地,u D 端悬空。
答:当1=R 时, TR U <3V CC ,则C 2输出低电平, 1=Q ,OH o U u =。
当1=R 时, TH U >32V CC ,TR U >3V CC ,则C 1输出低电平、C 2输出高电平,1=Q 、0=Q ,OL o U u =。
当1=R 时, TH U <32V CC,TR U >3V CC ,则C 1C 2输出均为高电平,基本RS 触发器保持原来状态不变,因此o u 保持原来状态不变。
3.在图8.3所示多谐振荡器中,欲降低电路振荡频率,试说明下面列举的各种方法中,哪些是正确的,为什么?1) 加大R 1的阻值; 2) 加大R 2的阻值; 3) 减小C 的容量。
答:根据式(8-2)()ln221121C R R T f +==可知,1)2)两种方法是正确的。
上海交大电路理论教程8-1
§8.1 正弦稳态响应
固有频率si大部分位于s平面的开左半平面上,有一些落 在虚轴上(即一些纯虚数的固有频率ji) ⓐ 位于虚轴上的是多重固有频率s1 = s2 = j0,s3 = s4 = -j0(总以共轭形式出现),则齐次解中必定含有
(k1 k2t )e j0t (k3 k4t )e j0t 或表示成 k1cos(0t+1)+k2tcos(0t+2)
电路基础
第三篇 稳态电路
上海交通大学本科学位课程
电子信息与电气工程学院 2008年8月
第八章 正弦稳态电路分析
在正弦信号激励下电路的稳态响应是电路理论 中的重要课题,这是因为正弦信号比较容易产 生和获得,在科学研究和工程技术中,许多电 气设备和仪器都是以正弦波为基本信号的。 根据富里叶级数和富里叶积分的数学理论,周 期信号能够分解为一系列正弦信号的叠加。利 用线性电路的叠加性,可以把正弦稳态分析的 方法推广到非正弦周期信号激励的线性电路中 去。因此也可以说,知道了正弦稳态响应后, 原则上就知道了任何周期信号激励下的响应。
Am sin(t ) Re( Ame j(t ) ) Re( Ame j e jt ) Re( Ame jt )
其中
Am
Ame jt
Ame j
是 t=0 时的复值常数,称相量
称旋转相量, e jt 称旋转因子
Am Ame j Am
相量可表示为
作为复数,相量又常用s复平面上的有向线段表示。这 样的图称相量图。 j j 2 j Am2 A 设 Am1 Am1e Am2 Am2e m1
§8.1 正弦稳态响应(正弦量和相量)
正弦量和相量 基本要求:
正弦量的振幅(最大值)、角频率、相位和初相位 正弦量的瞬时值、有效值、相位差 正弦量与相量的变换、相量图 同相、超前和落后的概念
数字电路答案第八章
第八章脉冲产生与整形在时序电路中,常常需要用到不同幅度、宽度以及具有陡峭边沿的脉冲信号。
事实上,数字系统几乎离不开脉冲信号。
获取这些脉冲信号的方法通常有两种:直接产生或者利用已有信号变换得到。
本章主要讨论常用的脉冲产生和整形电路的结构、工作原理、性能分析等,常见的脉冲电路有:单稳态触发器、施密特触发器和多谐振荡器。
第一节基本知识、重点与难点一、基本知识(一)常用脉冲产生和整形电路1. 施密特触发器(1)电路特点施密特触发器是常用的脉冲变换和脉冲整形电路。
电路主要有两个特点:一是施密特触发器是电平型触发电路;二是施密特触发器电压传输特性具有回差特性,或称滞回特性。
输入信号在低电平上升过程中,电路输出状态发生转换时对应的输入电平称为正向阈值电压U T+,输入信号在高电平下降过程中,电路状态转换对应的输入电平称为负向阈值电压U T-,U T+与U T-的差值称为回差电压ΔU T。
(2)电路构成及参数施密特触发器有多种构成方式,如:门电路构成、集成施密特触发器、555定时器构成。
主要电路参数:正向阈值电压U T+、负向阈值电压U T-和回差电压ΔU T。
(3)电路应用施密特触发器主要应用范围:波形变换、波形整形和幅度鉴别等。
2. 单稳态触发器(1)电路特点单稳态触发器特点如下:①单稳态触发器有稳态和暂稳态两个不同的工作状态;②在外加触发信号的作用下,触发器可以从稳态翻转到暂稳态,暂稳态维持一段时间,自动返回原稳态;③暂稳态维持时间的长短取决于电路参数R和C。
(2)电路构成及参数单稳态触发器有多种构成方式,如:门电路构成的积分型单稳态触发器、门电路构成的微分型单稳态触发器、集成单稳态触发器、555定时器构成的单稳态触发器等。
主要电路参数:暂稳态的维持时间t w、恢复时间t re 、分辨时间t d、输出脉冲幅度U m。
(3)电路应用单稳态触发器主要应用范围:定时、延时、脉冲波形整形等。
3. 多谐振荡器多谐振荡器是一种自激振荡器,接通电源后,就可以自动产生矩形脉冲,是数字系统中产生脉冲信号的主要电路。
《数字电子技术》课程教学大纲
数字电子技术课程教学大纲(DIGITA1E1ECTRONICTECHNO1OGY)总学时数:56其中实验学时:0学分:3.5适用专业:电气工程与自动化专业一、课程的性质、目的和任务本课程是自动化专业的必修学科基础课程。
数字电子技术是电工、电子系列课程知识平台上的重要组成部分,是在电子技术方面入门性质的重要技术基础课。
其教学目的是使学生获得适应信息时代的电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能。
培养学生分析和解决问题的能力,为以后深入学习数字电子技术领域的相关内容和专业应用打好基础。
具体包括两方面:一是正确分析设计数字电路特别是集成电路的基础;二是进一步学习设计专用集成电路芯片的基础。
二、课程教学的基本要求在本课程学习中,要求学生掌握数字电子技术中的基本概念、基本原理和基本分析方法,其中包括:数字逻辑基础知识、逻辑门电路、组合逻辑电路的分析和设计、触发器时序逻辑电路的分析和设计、存储器和可编程逻辑器件、脉冲波形的产生和变换、数模和模数转换器的基本内容。
此外还应了解数字系统设计的一般方法。
三、课程的教学内容、重点和难点第一章数字逻辑概论(6学时)第一节数字逻辑电路概述(1)数字信号和数字电路的特点(2)数字电路的研究方法第二节数制(1)十进制数、二进制数、十六进制数的构成特点(2)非十进制数向十进制数转换及十六进制与二进制的相互转换的方法(3)十进制数向非十进制数转换的方法第三节二进制数的算术运算(1)无符号二进制数的算术运算(2)带符号二进制数的减法运算第四节编码(1)8421码内容及构成特点(2)2421码、5211码、循环码、余3循环码、ASC11码的构成特点及内容第五节基本逻辑运算第六节逻辑函数及其表示方法基本要求:(1)掌握数字信号与模拟信号的区别(2)掌握常用数制及其相互之间的转换(3)掌握原码、反码及补码的关系及转换(4)掌握8421码内容及构成特点;了解其它常用代码的构成特点重点难点:各种数制间相互转换,原码、反码及补码的概念及转换。
数字电子技术应用基础习题答案赵景波数字电子技术书后习题参考答案
第1章习题答案一、填空题 1、模拟、数字 2、高、低3、逻辑、逻辑、逻辑、与逻辑、或逻辑、非逻辑4、基数、位权、基、位权5、8421、2421、余3、格雷6、进位制、数、按位权展开求和7、除2取余、乘2取整8、二进、二进制、三位、四位 9、8、4、2、1、二进制、0~9 10、原码、反码、补码、补码11、分配、结合、交换、反演、非非 12、或项、与项13、最小项、相邻、最小项、一位变量 14、“1”、“0” 二、判断题1、错2、错3、错4、对5、错6、错7、对 三、选择题1、B2、C3、B4、A四、简答题1、答:数字信号是离散的,模拟信号是连续的,这是它们的最大区别。
它们之中,数字电路的抗干扰能力较强。
2、答:数制是指计数的进制,如二进制码、十进制码和十六进制码等等码制是指不同的编码方式,如各种BCD 码、循环码等。
在本书介绍的范围内,8421BCD 码和2421BCD 码属于有权码余3码和格雷码属于无权码。
3、答:用卡诺图化简时,合并的小方格应组成正方形或长方形,同时满足相邻原则。
利用卡诺图化简逻辑函数式的步骤如下:①根据变量的数目,画出相应方格数的卡诺图;②根据逻辑函数式,把所有为“1”的项画入卡诺图中;③用卡诺圈把相邻最小项进行合并,合并时就遵照卡诺圈最大化原则;④根据所圈的卡诺圈,消除圈内全部互非的变量,每一个圈作为一个“与”项,将各“与”项相或,即为化简后的最简与或表达式。
五、计算题1、(1)C B A + (2)B C A + (3)BC B A AB ++ (4)C B D C B A ++2、(1)(365)10=(101101101)2=(555)8=(16D )16 (2)(11101.1)2=(29.5)10=(35.4)8=(1D.8)16(3)(57.625)10=(71.5)8=(39.A )163、(1)D C AD Y += (2)AD B C B A Y ++=(3)C B BC B A Y ++= (4)D B A ACD BC A D C A Y +++=第2章习题答案一、填空题1、门电路、与门、或门2、异或、同或3、开关、双极、单极、双极、单极4、或非、有1出1,全0出0、与非5、图腾、高电平“1”、低电平“0”、“1”、“0”、高阻6、三态、OC7、TTL 、CMOS 、CMOS8、PMOS 、NMOS 、输入、输出、控制 9、并、并、并 10、“与”、悬空、“或”、低、高、低、悬空 二、判断题 1、对 2、错三、选择题1、B2、D3、B四、分析题1、F 1是与门电路,F 2是或门电路,波形如下图所示。
第8章 脉冲电路
第8章 脉冲电路在数字电路或系统中,常常需要各种脉冲波形,例如时钟脉冲、控制过程的定时信号等。
这些脉冲波形的获取,通常采用两种方法:一种是利用脉冲信号产生器直接产生;另一种则是通过对已有信号进行变换,使之满足系统的要求。
本章以中规模集成电路555定时器为典型电路,主要讨论555定时器构成的施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器以及555定时器的典型应用。
8.1 概述1.矩形脉冲的基本特性非正弦波都可称为脉冲波,如矩形波、三角波、锯齿波、阶梯波、梯形波等。
CP 信号是矩形波,用来协调整个系统工作,波形质量对系统有直接影响。
描述矩形波的主要参数有①脉冲幅度U m :脉冲电压的最大幅度。
②脉冲宽度t w :脉冲前沿的0.5U m 到脉冲后沿的0.5U m 所对应的一段时间。
③上升时间t r :脉冲前沿从0.1U m 上升到0.9U m 所需要的时间。
④下降时间t f :脉冲后沿从0.9U m 下降到0.1U m 所需要的时间。
⑤脉冲周期T :在周期性脉冲而言,两个相邻的间隔时间。
⑥脉冲频率f :单位时间内重复脉冲的次数。
(f = 1∕T ) ⑦占空比D :脉冲宽度t w 与脉冲周期T 之比。
(0~100%)2. 获得脉冲的方法1)自激振荡电路直接产生矩形脉冲。
由多谐振荡器来实现2) 将已有波形(正弦波、锯齿波等)整形为矩形脉冲。
由施密特触发器和单稳态触发器来实现555 定时器是构成多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器的既经济又简单0.9U 0.1U 0.5U实用的器件。
8.2 集成555定时器555定时器是一种多用途的单片中规模集成电路。
1972年由美国西格奈蒂克 (SIGNETICS)公司开发出来后,以其成本低廉、容易使用,稳定性高、适应面广等特点而赢得了市场。
该电路在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器和电子玩具等许多领域中都得到了广泛的应用。
目前生产的定时器有双极型和CMOS 两种类型,其型号分别有NE555(或5G555)和C7555等多种。
数字电路习题-第八章
例题 8.1 分析例题 8.1 图(a)所示脉冲电路的工作原理,设门电路均为TTL电路,其阈值 电压为UTH;设二极管的导通电压为UD。说明电路的功能,画出电路的电压传输特性。
G1
1
G2
uI
&
uO UOH
&
D
uO
UOL
G3 G3
O UTH-UD UTH
uI
(a)
(b)
例题 8.1 图
引脚名称 TR TH R
表 8.1 5 5 5 集成定时器引 脚 名 称 及 功 能
功能
引脚名称
低电平触发
OUT
高电平触发
D
复位端
CO
功能 输出端 放电端 控制电压端
555 集成定时器的功能如表 8.2 所示。
TH(6) ×
>2 UDD/3 <2 UDD/3 <2 UDD/3
TR(2) × ×
> UDD/3 < UDD/3
三、考核题型与考核重点
1. 概念与简答 题型 1 为填空、判断和选择; 题型 2 为叙述基本概念与特点。 建议分配的分数为 2~4 分。 2. 综合与设计 题型 1 根据已知脉冲电路,分析其工作原理,画出电路中各关键点的信号波形以及输出波 形的参数计算等; 题型 2 根据需要选择合理的脉冲电路; 题型 3 分析在应用系统中脉冲电路的作用。 建议分配的分数为 5~10 分。
进行,uC逐渐升高,当uC≥uI时,uO由高电平变为低电平,⑦引脚导通。 电容放电,电 容 C经 过 ⑦引脚放电,放电时间常数τ放=R2C,随着放电过程的进行,uC逐
渐下降,当下降到uC≤uI/2 时,uO由低电平变为高电平,⑦引脚截止。 电容再次充电,电 路 重 复 上 述 过 程 ,进 入 下 一 个 周 期 ,电 路 输 出 周 期 性 的 矩 形 脉 冲 。
数字电路第8章脉冲波形的产生与整形概要
T T 1 T 2 0 .7 (R 1 R 2 )C
占空比为
DT1 R1 T R1 R2
第8章 脉冲波形的产生与整形
4)
用两个多谐振荡器可以组成如图8-7(a)所示的模拟声 响电路。适当选择定时元件,使振荡器A的振荡频率 fA=1Hz , 振荡器B的振荡频率 fB= 1kHz。由于低频振荡 器A的输出接至高频振荡器B的复位端(4脚),当Uo1输出高 电平时,B振荡器才能振荡,Uo1输出低电平时, B振荡器 被复位,停止振荡,因此使扬声器发出 1kHz的间歇声响。 其工作波形如图 8-7(b)所示。
到,电路就一直处于Uo=0 的稳定状态。
第8章 脉冲波形的产生与整形
② 暂稳态:外加触发信号Ui的下降沿到达时,由于
U21 3UC、 C U6(UC)0,RS触发器Q端置 1,因此Uo=1, V1截止,UCC开始通过电阻R向电容C充电。随着电容C充 电的进行,UC不断上升,趋向值UC(∞)=UCC。
电路处于某一暂稳态,电容C上电压UC略低于
,Uo
输出高电平,V1截止,电源UCC通过R1、R2 给电容C充电。 随输着出充电电压的Uo进就行一U直C逐保渐持增高高电,平但不只变要,13这U就CC是U第C 一23个U暂CC稳,
态。
第8章 脉冲波形的产生与整形
于
2 3
当电容C上的电压UC略微超过
2 3
U6 U23i的U触CC 发期负间脉,冲R消S失触后发,器U状2回态到保高持电不平变,,在因U此2 ,13UUoCC、 一直保持高电平不变,电路维持在暂稳态。但当电容C上
的电压上升到
U6
2 3
UCC
时,RS触发器置 0,电路输出Uo
=0,V1导通,此时暂稳态便结束,电路将返回到初始的
电子技术基础 康华光版 第8章解析
不可重复触发型 可重复触发型
§8.3.3 单稳态触发器的应用
1、定时
只有在脉冲宽度 tpo内
的信号才能通过。
2、延时与整形
可将脉冲宽 度不等的矩形脉 冲整形成脉冲宽 度相等的矩形波。
3、消除噪声
通常噪声多表现为尖脉冲,宽度较窄,而有用的信号都具有 一定的宽度。因此,利用单稳态电路,将输出脉宽调节到大 于噪声宽度而小于信号宽度即可消除噪声。
输出脉冲占空比: q RA RB RA 2RB
输出脉冲占空比:
q
RA
RA RB
P505 题10.26
两个555定时器均接成了多谐振荡器。 I输出接IIVCO,控制其阈值电压VT+和VT-。I的输
出高低电平的持续时间决定了电路高低音持续时间, II的频率决定了高低音频率。
(1)vO1的高电平持续时间为:
T1
(R4
R5 )C2
ln
VCC VCC
VT VT
R5C2
ln
0 0
VT VT
(10 100) 103 0.01106 ln 12 4.4 100103 0.01106 ln 2 1.63103 s
1
12 8.8
f1 T1 611Hz
(2)vO1的低电平持续时间为:
tL R2C1 ln 2 150 103 10 106 0.69 1.04s
施密特触发器可以由分立元件构成,也可以由 门电路及555定时器构成。
施密特触发器在脉冲的产生和整形电路中应用 很广。
8.3 多谐振荡器
多谐振荡器又称无稳电路,主要用于产生各种方 波或时间脉冲信号。它是一种自激振荡器,在接通电 源之后,不需要外加触发信号,便能自动地产生矩形 脉冲波。由于矩形脉冲波中含有丰富的高次谐波分量, 所以习惯上又把矩形波振荡器称为多谐振荡器。
脉冲波形的产生和变换试题及答案解析
第八章脉冲波形的产生和变换一、填空题1.(10-1中)矩形脉冲的获取方法通常有两种:一种是________________;另一种是________________________。
2.(10-1易)占空比是_________与_______的比值。
3.(10-4中)555定时器的最后数码为555的是(a.T T L,b.C M O S)产品,为7555的是(a.T T L,b.C M O S)产品。
4.(10-3中)施密特触发器具有现象;单稳触发器只有个稳定状态。
5.(易,中)常见的脉冲产生电路有,常见的脉冲整形电路有、。
6.(中)为了实现高的频率稳定度,常采用振荡器;单稳态触发器受到外触发时进入。
7.(10-3易)在数字系统中,单稳态触发器一般用于______、______、______等。
8.(10-3中)施密特触发器除了可作矩形脉冲整形电路外,还可以作为________、_________。
9.(10-2易)多谐振荡器在工作过程中不存在稳定状态,故又称为________。
10.(10-2中)由门电路组成的多谐振荡器有多种电路形式,但它们均具有如下共同特点: 首先,电路中含有________,如门电路、电压比较器、BJT 等。
这些器件主要用来产生________;其次,具有________, 将输出电压器恰当的反馈给开关器件使之改变输出状态;另外,还有,利用RC电路的充、放电特性可实现_______,以获得所需要的振荡频率。
在许多实用电路中,反馈网络兼有_____作用。
11.(10-3易)单稳态触发器的工作原理是:没有触发信号时,电路处于一种_______。
外加触发信号,电路由_____翻转到_____。
电容充电时,电路由______自动返回至______。
二、选择题1.(10-2中)下面是脉冲整形电路的是()。
A.多谐振荡器B.J K触发器C.施密特触发器D.D触发器2.(10-2中)多谐振荡器可产生()。
数字电子技术 单稳态触发器ppt课件
体感电压相当于在触发输入端(管脚2)加入一个负脉冲,555输出端输
出高电平,灯泡(RL)发光,当暂稳态时间(tW)结束时,555输出端恢
复低电平,灯泡熄灭。
+VCC
R
(+Hale Waihona Puke V)该触摸开关可用于夜间定时
100k
84
照明,定时时间可由RC参数 调节。
P
C 100μ
7 6 555 3
2
15
RL
C1 0.01μ
导通,触发555,达到上述效果。
30
11
1. 不可重复触发的集成单稳态触发器 74121
Cext
Rext
Rext/Cext Rint
B
G1
A1
&
A2
G4 &
a G2 &
G5
G6
& ≥1 &
Rint G7 1
G8
1
Q
G9
G3 &
1
Q
触发信号控制电路
触发信号控制电路
微分型单稳态触发器
输出缓冲电路
(a) 逻辑图
微分型单稳触发器
电路的连接: C:外接电容 R:外接电阻或采用内部电阻
③ 由于电路中RC延时环节的作用,暂稳态不能长保持, 经过一段时间后,电路会自动返回到稳态。暂稳态的 持续时间仅取与RC参数值有关。
4
单稳态触发器的分类
按电路形式不同
门电路组成的单稳态触发器 MSI集成单稳态触发器
用555定时器组成的单稳态触发器
工作特点划分
不可重复触发单稳态触发器 可重复触发单稳态触发器
控制比较器C1和C2的输出,从而控制RS触发器,决定输出
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vI
VCC
Cext Rext/ Cext 74121 (2) A1 A2 B Q
vO
0
vO1
t1
t
tW1 0
vO
tW1 t
A1 L H H
A2 L H
H
L L
B H H L H H H
Q L L L L
Q
H H H H
VCC
tW2 0
tW2
t
3. 噪声消除电路
C
Cext Rext/Cext
vO1 vO 1 D v I2 v C R VDD C G2
CMOS或非门构成的微分型 单稳态触发器
稳态为0
C vC
1 D vI2 R
G2
vI
G1 1 Cd vd Rd
正脉冲触发
负脉冲触发
工作原理:
设定CMOS反相器的阈值电压 VTH a)没有触发信号时, I=0 电路处于一种稳态:
1 1 Tmin t W tre
t1
t2
t
4. 讨论
a)在暂稳态结束(t= t2)瞬间,门G2的输入电压I2达到VDD+VTH, 可能损坏G2门,怎么办? b)用TTL门电阻R的取值可以是任意的吗?
vO ≥1 G3
vO1
采用TTL与非门构成单稳电 路时,电阻R要小于0.7k。
vO G1 ≥1
C =0
0
vO
1
0
电路由暂稳态自动返回到稳态
1
v0
I2
t
vO1 G1 1 1
vO G2
V DD V TH 0 vO
t
vI
Cd
tw
0 t1 t2 t
vd Rd
D v I2 v C R VDD
C
3 . 主要参数的计算
(1) 输出脉冲宽度tW C ( )C ( 0 ) RC ln C ( ) V TH
8 脉冲波形的变换与产生
教学基本要求
1.正确理解多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器 的电路组成及工作原理。 2.掌握多谐、单稳、施密特触发器MSI器件的逻辑功能 及主要指标计算。 3.掌握555定时器的工作原理。 4.掌握由555定时器组成的多谐、单稳、施密特触发 器的电路、工作原理及外接参数及电路指标的计算。
首先要做的事不是光看远方模糊的目标,而要做手边最具体 的事情,不论多么远大的理想,都需要一点一点去实现,无论多 么浩大的工程,都需要一砖一瓦垒起来。
8.1单稳态触发器
8.1.1 用CMOS门电路组成的微分型单稳 态触发器
8.1.2 集成单稳态触发器 8.1.3 单稳态触发器的应用
8.1单稳态触发器
1
t
电路进入暂稳态 电容充电
t
0
0 vI2 VDD VTH 0 vO
vO1 G1
1
vd Rd
G2
t
vI
Cd
v C
vI2 R VDD
0
t1
t2
t
c)电容充电,
vI
I2
vO1
t
I2 =VTH产生如下正反馈过程:
vI2
迅速使 电容放电
t
vR
0 vd
v o2
vO
vO1
O1 = 1 O=0
由信号触发 稳定状态 单稳态触发器的工作特点: ① 电路在没有触发信号作用时处于一种稳定状态。 ② 在外来触发信号作用下,电路由稳态翻转到暂稳态。 ③ 由于电路中RC延时环节的作用,暂稳态不能长久保持,经 过一段时间后,电路会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间取 暂稳态 自动返回 稳定状态
决于RC参数值。
Cext
11
9
14
Rext/ Cext Rint VCC
6 A1 A2 B GND 7 74121 1
Q Q
3 4 5
6 A1 A2 B GND 7 74121 1
Q Q
(1)工作原理
电路的不可重复触发特性
Cext Rext /Cext Rint Rext Rint
暂稳态: Q=1 Q=0
B
0
G1 & G2 &
Rext
VCC
10
Cext
11
9
14
Rext/ Cext Rint VCC
3
6 A1 A2 B GND 7 74121 1
Q Q
74121功能表 A1 L H H A2 L H B H H L H H H Q L L L L
4 5
Q
H H H H
不可触发,保持稳态不变
B 和A1、A2 中有一个或两个为 高电平,输入端有一个或两个下 降沿时电路被触发 A1、A2中有一个或两个为低电平,
vI 0 vd 0 vO
1
tW
t
vC(0+) = 0;vC() =VDD =RC, VTH = VDD /2
tW VDD 0 RCln VDD VTH = RCln2
t
0 vI2 VDD VTH 0 vO
t
tW≈0.7RC
(2) 恢复时间tre
t tW
tre 3d
fmax
0
(3) 最高工作频率 fmax
H
L L
在B端输入上升沿时电路被触发
8.1.3 单稳态触发器的应用
1. 定时 vO
vI
O vB
t
与门
tW O vA
t
tW vA vB
单稳态 触发器
O vO
t
O
t
vI
该电路可用于频率计
(2) 电机转速测速系统
2. 延时
C1 R1 VCC Cext Rext/ Cext 74121 A1 (1) A2 vI B Q vO1 C2 R2
R VCC
噪声
vI
Q 1D C1 R vO
vI
A1 A2 B
74121
Q
vO
A1 L H H A2 L H H L L B H H L H H H Q L L L L
Q
H H H H
单稳触发器的输出脉宽应大于噪声
宽度而小于信号脉宽,才可消除噪声。
Q Q
Q
G4 & a
G5 & ≥1
G6 &
G7 1 G8 1 G9 1
A1 A2
Q
1 0
0
G3 &
Q
触发信号控制电路
微分型单稳态触发器
(a) 逻辑图
输出缓冲电路
在暂稳态期间即使有触发信号输入,但由于G4门在此期间关闭, 不会被再次触发,电路属于不可重复触发单稳态触发器。 输出脉冲宽度: tW≈0.7RC
C
G7 1 G8 1 G9 1
Q
G3 &
Q
触发信号控制电路
微分型单稳态触发器
(a) 逻辑图
输出缓冲电路
C
Rext
VCC
输出脉冲宽度: tW≈0.7RC C: 10pF~10μF Rext: 2~30k Rint: 2k
3 4 5
C
VCC
10
Cext
11
9
14
Rext/ Cext Rint VCC
10
vI
1 C R
G2
VD
Cd
Rd VDD
8.1.2 集成单稳态触发器
没有被重复触发
不可重复触发
vI
tW
vO
(a)
tW
被重复触发 可重复触发
vI
tW
vO
(b)
tW
1. 不可重复触发的集成单稳态触发器 74121
Rext Cext B G4 & a A1 A2 G1 & G2 & G5 & ≥1 G6 & Rext/Cext Rint Rint
有理想并追寻理想是好的,但只有先把分内的事做好,才有 资格期望更多。如果你是学生,先把书读好,才有资格去实现自 己的梦想------基础课没学好,ห้องสมุดไป่ตู้么能找到最合适的工作,以实现 自己的梦想呢?如果你刚进入职场,那就先把分配给你的工作做
好,这样才有资格去考虑晋升和发展-----老板交代的事没做好,
怎么会有晋升的机会呢?
单稳态触发器的分类
门电路组成的单稳态触发器
按电路形式不同 MSI集成单稳态触发器 用555定时器组成的单稳态触发器 不可重复触发单稳态触发器
按工作特点划分
可重复触发单稳态触发器
8.1.1 用CMOS门电路组成的微分型单稳态触发器
1. 电路 CMOS与非门构成的微分型 单稳态触发器 稳态为1
vO1 G1 & vI Cd vd Rd VDD vO
vO1
1 0
VDD 2
vO 1 G2
O =0 C =0
0
G1 1 vI Cd vd Rd
0
D v 1 I2 v C R VDD
C
b)外加触发信号
vI 0 vd
d
vI vO1
迅速使
d =VTH
vI2 vO
产生如下正反馈过程:
t
vO
1
0
O1 = 0 O=1 I2
vO 1 C