脉冲的基础知识和反相器共29页
脉冲的基础知识和反相器
逻辑0
逻辑0
逻辑0
14.1 脉冲基础知识
14.1.1 脉冲的概念及其波形 脉冲是一种跃变信号,并且持续时间短暂
矩形波 尖顶波
常见的脉冲波形
14.1.2 矩形脉冲波
0.9Um 0.5 Um 0.1 Um
tw
Um
tr
tf
脉冲幅度
信号变化的最大值
脉冲上升沿 脉冲下降沿 脉冲宽度
V (V)
14.1.4 脉冲分压器
在脉冲电路中，经常要把 脉冲信号经过电阻分压送到 下一级，由于电路中存在各 种形式的电容，有的是下级 电路中所固有的，有的是接 线电容或寄生电容。这样， 在负载上好像并联了一个电 容Co，如图14.9所示。 为了克服Co对脉冲分压器 输出波形的影响，常在R1两 端并联C1，要使输出电压不 失真，必须使R1C1＝R2Co
2. 二极管限幅器
（1）串联限幅器
（2）并联限幅器
14.2.2 晶体三极管的开关特性及其应用
1. 晶体三极管的开关特性
+VCC RC iC Rb
+ 1
iC VCC/RC ICS
+
IB5
E D C
IB4 = IBS
IB3 IB2 B A IB1 IB=0 VCC
b
c3
T 2
uI
£-
iB e
VCE
0.7V
ICS
+
b
c3
T 2
IB3
IB2
uI
£-
iB
u CE
B
A 0.7V VCC
e
-
IB1 IB=0
uCE
（3）饱和状态：uI不变，继续减小Rb，当uCE ＝0.7V时，集电结变为
2.1 脉冲基础知识和二极管的开关特性
第6章脉冲基础知识和反相器考纲要求✧了解脉冲基本概念、常见波形和矩形脉冲信号的主要参数。
✧理解二极管、三极管的开关特性，了解三极管工作在截止区和饱和区的条件、特点。
✧掌握三极管反相器的工作原理。
2.1 脉冲基础知识和二极管的开关特性1．了解脉冲的基本概念、常见波形和矩形脉冲信号的主要参数。
2．理解二极管的开关特性。
4．掌握二极管工作状态的判断。
一、脉冲的概念及波形1．脉冲的概念脉冲技术是电子技术的重要组成部分，应用广泛。
脉冲：含有瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电流称为脉冲信号，简称为脉冲。
2．常见的几种脉冲波形如图6-1-1所示。
电子技术学习指导与巩固练习2图6-1-1常见脉冲波形3．特点：（1）可以是周期性的、非周期性的或单次的。
（2）有正脉冲、负脉冲之分。
（3）各种脉冲的共同点：突变性、间断性、阶段性。
二、矩形脉冲波的主要参数1．矩形脉冲波的主要参数脉冲技术最常用的波形是矩形波、方波。
理想的矩形波如图6-1-2所示：上升沿、下降沿陡直；顶部平坦。
图6-1-2 理想的矩形波波形 图6-1-3 实际的矩形波波形实际的矩形波波形如图6-1-3所示。
主要参数：(1) 幅度V m ——脉冲电压变化的最大值。
(2) 上升时间t r ——脉冲从幅度的10% 处上升到幅度的90%处所需时间。
(3) 下降时间t f ——脉冲从幅度的90% 处下降到幅度的10%处所需的时间。
(4) 脉冲宽度t p —— 定义为前沿和后沿幅度为50%处的宽度。
(5) 脉冲周期T —— 对周期性脉冲，相邻两脉冲波对应点间相隔的时间。
周期的倒数为脉冲的频率f ，即Tf 1= 2．矩形波的分解矩形波可由基波和多次谐波叠加而成。
基波的频率与矩形波相同，谐波的频率为基波的整数倍。
矩形波的数学表达式为+++=)5sin(5)3sin(3)sin(000t A t A t A v ωωω第六章 脉冲基础知识和反相器 3 三、二极管的开关特性1．二极管的开关作用二极管的开关作用如图6-1-4所示。
脉冲信号是什么？它与频率,占空比,正、负逻辑间是什么关系？
在数字电子系统中，所有传送的信号均为开关量，即只有两种状态的电信号，这种电信号，我们称作做脉冲信号，这是所有数字电路中的基本电信号一个标准的脉冲信号如下图所示。
我们把脉冲信号由低电压跳变至高电压的脉冲信号边沿称做上升沿，把由高电压跳边至低电压的边沿称下降沿，有的资料上又叫前沿，后沿。
把电压低的称做低电平，电压高的称做高电平假设脉冲信号的周期为T，脉冲宽变为t1则有下面一些基本概念。
频率f：指一秒种内脉冲信号周期变化的次数，即f = 1 / T周期越小，频率越大。
有了频率这个概念，我们现在就来讨论一下从PLC输入端输入开关信号的最高频率问题。
由上一章扫描及PLC的滞后知识可知，PLC的扫描周期主要由用户程序的长短所决定，假定其扫描周期为20ms，并考虑到输入滤波器的响应延迟为10ms，则PLC执行扫描周期为30ms。
如果输入信号的变化小于30ms的话由扫描原理可知，PLC完全可能检测不到，也就是说输入信号的脉宽一定要大于30ms，这样，输入信号的频率就受到了限制。
我们假定输入信号是占空比为50%的脉冲信号，则其周期为T=2t1=60ms那么输入信号的频率不能大于1/60ms=16.6HZ。
这对于按钮，普通开关等一般工业控制场合是完全可以的，但对于要求I/O响应速度高的实时控制场合就不能适应了。
对于要求高速响应的场合，不同厂家的PLC都在软件和硬件上采取了很多措施，提高I/O的响应速度。
FX2N设计了高速计数模块，提供了X0～X7共8个高速输入端，，其RC滤波器的时间仅为0.5us在软件方面采用I/O即时信息刷新方式，中断传送方式和能用指令修改的数字式滤波器等。
因此可以处理的输入信号频率有了很大提高，可以达到20KHZ。
占空比：指脉冲宽度t1与周期T的比例百分比。
为t1/T %。
占空比的含义是脉冲所占据周期的空间，占空比越大，表示脉冲宽度越接近周期T，也表示脉冲信号的平均值越大。
正逻辑与负逻辑：脉冲信号只有两种状态：高电平和低电平，与数字电路的二种逻辑状态“1”和“0”相对应，但到底是高电平表示“1”还是低电平表示为“1”都可因人而设。
反相器、电容、异或门构成的脉冲发生电路
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在本文中，我们将讨论由反相器、电容以及异或门构成的脉冲发生电路。
首先，让我们简要介绍一下这些组件的基本原理，然后深入探讨它们如何结合在一起形成一个功能完整的脉冲发生电路。
反相器是一种基本的数字逻辑门，它将输入信号取反输出。
换句话说，如果输入为高电平（通常表示为逻辑1），那么输出就是低电平（逻辑0），反之亦然。
脉冲电路原理
脉冲电路原理脉冲电路是电子学中的一个重要概念，它在数字电子技术、通信系统、计算机等领域都有着广泛的应用。
脉冲电路的原理是指脉冲信号在电路中的产生、传输和处理的基本原理，它涉及到电子元器件的工作特性、信号的传输方式以及电路的设计和分析方法等内容。
本文将从脉冲电路的基本原理入手，介绍脉冲电路的相关知识。
1. 脉冲信号的特点。
脉冲信号是一种时间非常短、幅度非常大的电信号，它通常用来传输数字信息或者触发特定的动作。
脉冲信号的特点包括上升时间、下降时间、脉冲宽度、脉冲重复周期和脉冲幅度等。
在脉冲电路中，我们需要关注脉冲信号的这些特点，以便正确地设计和分析电路。
2. 脉冲发生器。
脉冲发生器是产生脉冲信号的电路，它可以采用多种原理来实现，比如基于放电管、集成电路、振荡器等。
脉冲发生器的设计需要考虑到脉冲信号的频率、幅度、上升时间和下降时间等参数，同时还需要考虑电路的稳定性、抗干扰能力和功耗等因素。
3. 脉冲传输线。
脉冲传输线是用来传输脉冲信号的特殊传输线路，它的特点是在信号传输过程中会受到传输线效应的影响，比如传输延迟、波形失真、反射等。
在脉冲电路设计中，我们需要考虑传输线效应对信号的影响，采取合适的补偿措施来保证信号的质量。
4. 脉冲电路的应用。
脉冲电路在数字电子技术中有着广泛的应用，比如在数字计数器、触发器、时序电路、脉冲调制解调器等电路中都会用到脉冲信号。
此外，在通信系统、计算机接口、测量仪器等领域也都会用到脉冲电路。
因此，对脉冲电路的理解和掌握对于电子工程师和电子技术人员来说是非常重要的。
总结。
脉冲电路作为电子学中的重要内容，其原理涉及到脉冲信号的特点、脉冲发生器、脉冲传输线以及应用等方面。
通过对脉冲电路原理的学习，可以帮助我们更好地理解和应用脉冲电路，为电子技术领域的工作提供更多的可能性。
希望本文能够对读者有所帮助，谢谢！。
脉冲通俗理解
脉冲通俗理解一、脉冲的基本概念脉冲是一种能量或信息在空间中传播的方式。
它可以是通过空气、水、电线等媒介传播的，也可以是通过光线、电磁波等非物质媒介传播的。
脉冲的传播速度取决于传播媒介的性质，比如空气中声音的传播速度约为343米每秒，而光在真空中的传播速度约为每秒299,792,458米。
二、脉冲的特点1. 脉冲的形状：脉冲可以是各种各样的形状，比如正弦波、方波、脉冲波等。
不同形状的脉冲在传播过程中会产生不同的效果，比如正弦波可以用于无线电通信，方波可以用于数字信号传输。
2. 脉冲的幅度：脉冲的幅度表示能量或信息的大小。
幅度越大，传播时所携带的能量或信息越多。
3. 脉冲的频率：脉冲的频率表示单位时间内脉冲的数量。
频率越高，传输速度越快，但也需要更高的传输能力。
4. 脉冲的周期：脉冲的周期表示脉冲重复的时间间隔。
周期越短，传输速度越快，但也需要更高的传输能力。
三、脉冲的应用1. 通信领域：脉冲被广泛应用于通信领域，比如手机、电视、无线网络等。
通过将信息转化为脉冲信号，可以进行远距离的传输和接收。
2. 医学领域：医学中的心电图、脑电图等都是通过脉冲信号来观测人体的生理状态。
脉冲的变化可以反映人体器官的工作情况。
3. 物理实验：在物理实验中，脉冲被用于测量物体的速度、加速度等物理参数。
通过测量脉冲的传播时间和距离，可以计算出物体的运动状态。
4. 电子设备：在电子设备中，脉冲被用于控制电路的开关、触发器等。
比如计算机中的时钟信号就是一个脉冲信号，用于同步各个部件的工作。
四、脉冲的注意事项1. 脉冲的传播距离有限，传播距离过远会导致能量或信息的损失。
因此，在实际应用中需要合理安排传输设备的布局，以保证脉冲的传播距离。
2. 脉冲的传输速度受到传输媒介的影响，比如在光纤中传输的光脉冲速度很快，而在电线中传输的电脉冲速度相对较慢。
因此，在选择传输媒介时需要根据实际需求进行合理选择。
3. 脉冲的传输需要一定的能量支持，因此在设计脉冲传输系统时需要合理安排能量供给，以保证脉冲的传输质量和稳定性。
脉冲电路
脉冲电路在电子电路中，电源、放大、振荡和调制电路被称为模拟电子电路，因为它们加工和处理的是连续变化的模拟信号。
电子电路中另一大类电路的数字电子电路。
它加工和处理的对象是不连续变化的数字信号。
数字电子电路又可分成脉冲电路和数字逻辑电路，它们处理的都是不连续的脉冲信号。
脉冲电路是专门用来产生电脉冲和对电脉冲进行放大、变换和整形的电路。
家用电器中的定时器、报警器、电子开关、电子钟表、电子玩具以及电子医疗器具等，都要用到脉冲电路。
电脉冲有各式各样的形状，有矩形、三角形、锯齿形、钟形、阶梯形和尖顶形的，最具有代表性的是矩形脉冲。
要说明一个矩形脉冲的特性可以用脉冲幅度 Um 、脉冲周期 T 或频率 f 、脉冲前沿 t r 、脉冲后沿 t f 和脉冲宽度 t k 来表示。
如果一个脉冲的宽度 t k =1 ／ 2T ，它就是一个方波。
脉冲电路和放大振荡电路最大的不同点，或者说脉冲电路的特点是：脉冲电路中的晶体管是工作在开关状态的。
大多数情况下，晶体管是工作在特性曲线的饱和区或截止区的，所以脉冲电路有时也叫开关电路。
从所用的晶体管也可以看出来，在工作频率较高时都采用专用的开关管，如 2AK 、 2CK 、DK 、 3AK 型管，只有在工作频率较低时才使用一般的晶体管。
就拿脉冲电路中最常用的反相器电路（图 1 ）来说，从电路形式上看，它和放大电路中的共发射极电路很相似。
在放大电路中，基极电阻 R b2 是接到正电源上以取得基极偏压；而这个电路中，为了保证电路可靠地截止， R b2 是接到一个负电源上的，而且 R b1 和 R b2 的数值是按晶体管能可靠地进入饱和区或止区的要求计算出来的。
不仅如此，为了使晶体管开关速度更快，在基极上还加有加速电容 C ，在脉前沿产生正向尖脉冲可使晶体管快速进入导通并饱和；在脉冲后沿产生负向尖脉冲使晶体管快速进入截止状态。
除了射极输出器是个特例，脉冲电路中的晶体管都是工作在开关状态的，这是一个特点。
反相器原理
反相器原理
反相器是一种基本的电子电路，用于将输入信号的电平反转。
它主要由一个晶体管或运放构成。
当输入电压为高电平时，晶体管导通，输出电压为低电平；而当输入电压为低电平时，晶体管截止，输出电压为高电平。
因此，晶体管的导通与否决定了输出信号的电平。
反相器的工作原理可以通过以下步骤解释：
1. 当输入信号为逻辑高电平时，晶体管处于饱和状态，基极与发射极之间的电压为零。
因此，没有电流通过负载电阻，输出电压为低电平。
2. 当输入信号为逻辑低电平时，晶体管处于截止状态，基极与发射极之间的电压为正向电压。
这会使电流经过负载电阻，输出电压为高电平。
通过这种方式，输入信号的电平被反转，并且输出相反的电平。
这对于许多电子应用非常有用，例如逻辑门电路和信号处理电路。
需要注意的是，反相器的输出电压与输入电压之间的关系不是线性的。
输出电压的幅度取决于电源电压和负载电阻的选择，以及晶体管的特性参数。
因此，在设计反相器电路时，需要考虑这些因素以获得所需的输出电平。
脉冲电路PPT课件
三极管由截止转变为饱和导通所需的时 间称为开启时间，即在基区逐渐积累电荷， 使电流由小变大所需时间。由饱和导通转变 为截止所需的时间称为关闭时间，即在基区 通过中和逐渐清除电荷，使电流逐渐变小所 需时间。
通常关闭时间比开启时间要长很多倍， 这主要是射极输入的载流子在基区中积累电 荷比基区中载流子中和这些电荷要快得多， 普通开关管的开启时间约为10~30ns，关闭 时间约为100~200ns，高频管的开关速度比 普通开关管慢得多。对于生物电脉冲，它的 前沿约为数毫秒，也可以用高频管代替开关 管。
第二节 晶体管反相器
一. 晶体三极管的开关特性 晶体三极管不仅有放大作用，而且还有开关作用。在
脉冲数字电路中就是利用三极管的开关作用。 由其特性曲线知，当基极电流Ib≤0时，晶体管工作在
截止区。此时集电极电流Ic≈0，晶体管的发射结和集电结 均处于反向偏置，相当于开关断开。当Ib由零逐渐上升时， 晶体管的工作状态由截止区进入放大区，一旦Ib继续上升 达到临界饱和电流Ibs时，三极管处于临界饱和状态，如再 增大Ib，使Ib>Ibs，三极管进入饱和区。此时集射极电压 Uce接近于零，Ib基本上失去了对Ic的控制能力，相当于开 关接通。
体管饱和程度加深，输出信号 Uo仍然为零。如果充电的时 间常数(R1+rbe)C小于脉冲宽 度，电容C在正脉冲持续期间 (输入高电平)得到完全充电， 其电压(左正右负)接近于输入 脉冲的幅度电压Um。当输入 脉冲下降时，电容C开始放电， 迫使基极电位下降到-Um，三 极管截止，输出信号 Uo上升 到接近于Ec。
电平渐移，对信号
放大、变换和计数等会 造成困难。为了克服这 个缺点，对电路进行改 造，在电阻R上并联一 个二极管 D。
输入波形 输出波形
反相器时序
反相器时序一、引言反相器是数字电路中常见的基本元件之一，用于将输入信号的逻辑状态进行反转。
在数字系统设计中，了解反相器的时序特性对正确的电路功能和数据处理至关重要。
本文将详细介绍反相器的时序特性，包括延迟时间、上升时间、下降时间等方面的内容。
二、反相器的基本原理反相器是由晶体管、门电路或其他逻辑门组成的。
它的输入和输出之间存在一个逻辑关系，当输入为高电平时，输出为低电平；当输入为低电平时，输出为高电平。
反相器的基本原理是通过逻辑门实现输入信号的反转。
三、反相器的时序特性1. 延迟时间（Propagation Delay）延迟时间是指输入信号发生变化后，输出信号需要多长时间才能完全响应的时间。
它取决于反相器内部元件的传输延迟以及输入信号到达输出端的传播时间。
延迟时间越短，反相器的响应速度越快。
2. 上升时间（Rise Time）上升时间是指输出信号从低电平到达高电平所需要的时间。
它反映了反相器在输入信号从低电平到高电平过程中的响应速度。
上升时间越短，反相器的响应速度越快。
3. 下降时间（Fall Time）下降时间是指输出信号从高电平到达低电平所需要的时间。
它反映了反相器在输入信号从高电平到低电平过程中的响应速度。
下降时间越短，反相器的响应速度越快。
4. 峰值延迟时间（Peak Delay Time）峰值延迟时间是指反相器输出信号达到其最大值所需要的时间。
它是延迟时间和上升时间之和，可以用来评估反相器的工作性能。
四、反相器的时序参数测量方法为了准确测量反相器的时序特性，通常使用示波器进行实验。
下面是一种常用的测量方法：1. 设置示波器的触发方式为单次触发，并将其触发电平设置为输入信号的跳变点。
2. 将输入信号和输出信号分别连接到示波器的两个通道。
3. 调整示波器的时间基准和增益，以便观察到输入信号和输出信号的波形。
4. 通过测量波形上的特定点，如跳变点、上升沿和下降沿，可以计算出反相器的延迟时间、上升时间、下降时间等参数。
4、脉冲技术基础知识
Date: 2013-7-26
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2.2.4．工作原理
VA＝0V，VB＝0V，V1 、V2均截止，Y ＝ －12V； VA＝6V，VB＝0V，V1导通，V2截止，Y ＝ 6V； VA＝0V，VB＝6V，V1截止，V2导通，Y ＝ 6V； VA＝6V，VB＝6V，V1、V2均导通，Y ＝ 6V。
模拟信号。电话、传真、电 视信号都是模拟信号。
Date: 2013-7-26
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数字信号： 数字信图2－３是数字信号，其特点是幅值被限制在有限个
数值之内，它不是连续的而是离散的。 图2－３(a)是二进码，每一个码元 只取两个幅值(0，A)：图(b)是四进码，每个码元取四 (3、1、－1、－3)中的
Uo=RC(duc/dt)=RC(dui/dt)
这就是输出Uo正比于输入Ui的微分（dui/dt) RC电路的微分条件：RC≤Tk * 注：电容两端的电压不能突变；通过电感的电流不能突变。
Date: 2013-7-26
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RC微分电路与RC耦合电路的区别就在于前者的时间常数τ（=RC）很小。
正、负逻辑规定
•正逻辑：用1表示高电平，用0表示低电平的逻辑体制。 •负逻辑：用1表示低电平，用0表示高电平的逻辑体制。
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2.1、与门电路
2.1.1．与逻辑关系 当决定一件事情的几个条件全部具备后， 这件事情才能发生，否则不发生。
2.1.2．与门电路 A、B――输入端 ；Y――输出端。
2.3.6．真值表
表 11.2.4 非门真值表 输 入 A 0 1 输 出 Y 1 0
2.3.7．逻辑功能：有0出1，有1出0。
脉冲的产生与原理及原理的应用
1. 电路组成 由555定时器构成的单稳态触
发器如图6.10所示, 触发输入端 作为TR信号输入端 ，放电ui 端DIS 与阈值控制端TH直接连接在电阻
R和电阻C之间；复位端 接直R流D 电源UDD(即接高电平)，控制电压
端CO通过滤波电容(0.01mF)接 地。
图6.10 555定时器组成的单稳态触发器
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3. 实训设备及元器件 (1) 实训设备： 双路直流稳压电源、信号发生器1台、双踪示波 器1台、面包板1块、单股导线若干、万用表(数字表、指针表各1 块)。 (2) 实训器件：一只0.01mF的电容、一只1k的电阻、一块 NE555。 4. 测试内容 1) 测试电路 测试电路如图6.9所示。 2) 测试步骤 (1) 按图6.9所示接好电路，在输入端接入信号发生器，并用示 波器分别观测输入端和输出端的波形
的电压，并记录在表6.2中。
(3) 保持步骤(2)的条件不变，并使UCC=3V即满足UTH 分别将电压表XMM1和XMM2的读数记录在表6.2中。
2 3
U
DD
U TR，13UDD
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(4) 保持步骤(2)的条件不变，并使UCC=3V即满足UTH
将电压表XMM1和XMM2的读数记录在表6.2中。
施密特触发器可以将一个不规则的波形进行整形，得到一个良好 的波形，如图6.7所示，输入电压为受干扰的波形，通过施密特触发 器变为规则的矩形波。
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(3) 脉冲幅度鉴别。 施密特触发器可用来将幅度
较大的脉冲信号鉴别出来。图 6.8所示输入信号为一系列随机 的脉冲波，通过施密特电路可以 将幅度大于某值的输入脉冲检测 出来。
脉冲的基本概念PPT课件
14.2 RC 波形变换电路
2．工作原理 （1）在 t = t1 时刻， vI 由 0 跳 变为 Vm ，由于电容电压 vC 不能突 变，此时 vC = 0，故 vO = vC = 0 。 （2）在 t1 ~ t2 期间，输入电 压 vI 保持 Vm 不变，电容 C 被充电， vC 按指数规律上升。因为电路时
14.1 脉冲的基本概念
脉冲的概念
脉冲：瞬间突变、作用时间极短的电压或电流信号，称 为脉冲。
广义上讲，凡是非正弦规律变化的电压或电流都可称为 脉冲。
1．实验电路
14.1 脉冲的基本概念
2．现象和结论
（1）开关 S 闭合时，R2 短接，输出电压 vO = 0。
（2）t1 时，开关 S 断开， 则输出电压
（2）第二暂态
vOvA'1
vA’ 1 使 G1 开， vB = 0 ， vD 1，C 反充电，vE↑，vF 到 达 G3 开门电平，G3 开。
（3）返回第一暂态
vO = 0 。
3．环形振荡器的振荡周期 T T 2.2 RC
14.3 多谐振荡器
14.3.3 石英晶体多谐振荡器
（1）电路符号
（2）电抗特性
14.3 多谐振荡器
与非门基本多谐振荡器
1．电路组成
2．工作原理 （1）第一暂态 电路对称 差异的必然存在，导致正反馈 过程发生，形成第一稳态。正 反馈过程如下：假设与非门 G2 的输出电压 VO2 高一些。 v O 2 C 2 耦 v I G 1 1 作 合 v O 用 C 1 耦 1 v I 2 合 G 2 作 v O 2 用
间常数 很大，所以充电速度缓慢，
第5讲 反相器
VDD＝0.5V（只比晶体管的阈值高100mV时，过渡区宽度是电源电压的10％
VDD＝2.5V时，加大到17％
降低VDD可以改善反相器的直流特性。
H
28
降低VDD的问题
不加区分的降低电源电压虽然对减少能耗有好处 ，但它会使门的延时加大；
一旦电源电压和阈值电压变得可以比拟，直流特 性对器件参数的变化就变得越来越敏感；
H
43
传播延时的计算公式
tpHL 0.69ReqCL
0.69
3 4
IVDDSADTnCL
0.52
(W
/
L)n
CLVDD kn'VDSAT(nVDDVTn
VD
SATn/
2)
0.52
CL
(W / L)nkn'VDSATn
H
44
Delay as a function of VDD
tp(normalized)
l l din V n k n V DS (V A in T V T n n V D 2S ) Ap T k p V nDS (V A in T V D p D V T p V D 2S )
Vin＝VM，并忽略二次项
关键参数是沟道长度调
制参数λ;
VDD和器件尺寸影响很小;
H
25
Inverter Gain
H
14
CMOS Inverter VTC
0.5 1 1.5 2 2.5
Vout NMOS off PMOS res
NMOS s at PMOS res
NMOS sat PMOS sat
过渡区非常窄，因为 在开关过渡期间，具 有高增益。
NMOS res PMOS sat
电子技术及应用第十一章-第一节-1脉冲的基本概念
情景导入
常见脉冲波形
脉冲的概念
本节课就是 要了解
脉冲的参数
脉冲的基本概念
概念
脉冲是指一种瞬间突变、
持续时间极短的电压或电
波形
流信号。它可以是周期性
变化的也可以是非分周期
参数
性的或单次的。
脉冲的基本概念
简单的矩形脉冲信号发生器
输出电压波形
脉冲的基本概念
+5V 0V
+5V
-5V
初始值 正脉冲 初始值
0.5 Um
0.1 Um tr
脉冲从起始值开始突变的一边称为脉冲前沿，脉冲前沿从0.1 Um上 升到0.9 Um所需的时间为上升时间tr ，tr值越小，脉冲前沿越陡直， 波形越接近理想的脉冲波形。
脉冲下降时间tr
0.9 Um 0.5 Um
0.1 Um tf
脉冲从峰值跃变到起始值的一边称为脉冲后沿，脉冲后沿从0.9 Um下降到0.1 Um所需的时间为下降时间tf ， tf值越小，脉冲后沿越 陡直，波形越接近理想的脉冲波形。
初始值
-5V
初始值
负脉冲
脉冲信号有正负之分，如果脉冲跃变后的值比初始值高，则为正脉冲，反之为负脉冲。
脉冲的基本概念
概念
脉冲信号种类繁多，常见 的脉冲波形
波形
矩形波
有
参数
梯形波
锯齿波 阶梯波 尖峰拨
常见脉冲波形
矩形波
锯齿波
尖峰波
数字电路中用到的脉冲波形通常为矩形波。
脉冲的基本概念
概念
波形 参数
要更多的参数来描述其特征。
矩形脉冲信号的参数
前沿
后沿
tw T
Um
理想矩形波
脉冲基础知识
10.1.1 脉冲的概念及其波形 10.1.2 矩形脉冲波 10.1.3 RC微分电路和RC积分电路 10.1.4 RC脉冲分压器
10.1 脉冲基础知识
10.1.1 脉冲的概念及其波形 1．脉冲的概念
• 脉冲技术是电子技术的重要组成部分，应用广泛。
• 动画 M1001脉冲的概念
即
R ≥ 15 k
所以R值至少为15 k。
10.1.4 RC脉冲分压器
1．问题的提出 在低频放大器中，信号的衰减 常用电阻分压器来实现； 在脉冲电路中，若采用电阻分压器， 由于存在分布电容和负载电容（统称寄生 电容C20．）解，决传办输法脉—冲—信采号用就脉会冲产分生压失器真。
（1）电路
（2）特C点1 最：佳R1值两：端并联C一1 补RR偿12 电C0容C1。 （3）结论：C1要适当：过小，欠补偿；过大，过补偿。
充放电越慢； 越小，充放电越快。 实验证明：当t = 0.7时，充电电压为VG
的一半；放电电压为电容器两端电压VC的一
半；当t = (3~ 5)时，充放电过程基本结束。
RC电路的主要应用：波形变换。 常用电路有微分电路、积分电路。
动画 RC充放电
10.1.3 RC微分电路和积分电路
二、RC微分电路 1．电路组成
10.1.4 RC脉冲分压器 3 ．补偿电容C1 对输出脉冲波形的影响
2．电路特点
动画RC微分电路
(1) 输出信号取自RC电路中的电阻R两端。即vO = vR；
3．(工2)作时原间理常数 <<tp，通常取 0.2 tp；
4．电路功能
将矩形波变换成尖峰波，检出电路的变化量。
10.1.3 RC微分电路和积分电路
脉冲展宽等资料
第十五章
脉冲波形的产生和整形
・391・
有的周期性变化波形变换为符合要求的矩形脉冲。 在时序电路中，矩形脉冲作为时钟信号控制和协调着整个系统的工作。因此，其波 形的特性直接关系到系统能否正常地工作。
15.1.1
脉冲电路的分析
脉冲电路通常是指能产生和变换脉冲波形的电路。脉冲电路包含两个主要部分：开 关电路与惰性电路。开关电路用来破坏电路的稳态，使之产生暂态过程；而惰性电路则 用来控制暂态过程的变化情况。各种脉冲波形就是通过这两部分电路的工作而获得的。 由于脉冲波形是在电路暂态过程中形成的，因此，脉冲电路的分析是在时域中按时间分 段分析电路中的电压、电流的变化情况。 由电阻 R 和电容 C 构成的 RC 电路是脉冲电路中最常见的基本电路。 由于电容的充放电有一个过程，这一不断变化的过程称为暂态过程。暂态过程结束 之后，电路进入一个新的稳定状态。 有关 RC 电路的暂态过程的分析请参见第四章。 例 15-1 在图 15-3(a)电路中， 开关 K 在 2 的位置很久， 电路已处于稳定状态。 在 t=0 时，开关由 2 突然转换到 1 位置，画出 uc 的波形。
ui 10V 1 K 2 Ua 10V ui C 100pF 6V 图 15-3 uc R 10k + 0 uc 4V 0 Ub (a) -6V (b) 例 15-1 的电路与波形 t t
解：用求过渡过程的三要素法来解此题。 （1）求起始值。因为在 t=0 以前，电路处于稳定状态，流过电容的电流等于 0A， 所以 uc(0-)=-Ub=–6V。在 t=0 时，开关动作，由于电容电压不能跃变，所以 uc(0+)=uc(0-)=–6V （2）求稳态值。暂态过程结束以后，流过电容的电流为 0A，电容相当于开路，故 uc(∞)=Ua-Ub=10-6=4V （3）求时间常数。