第07章 脉冲信号的产生与处理电路
脉冲信号的产生与转换
数字电子技术基础第一节预备知识RC电路在脉冲+V +充电放电+V DD+V充电+V第二节单稳态触发器（1）电路有一个稳态和一个暂稳态。
（2）在外来触发脉冲作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。
（3）暂稳态是一个不能长久保持的状态，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。
暂稳态的持续时间与触发脉冲无关，仅决定于电路本身的参数。
112. 加负触发脉冲电路翻转为暂稳态 当t =t 1时，u I 产生负跳变，使u 01由低电平跳变为高电平， 由于电容两端电压u C 不能突变，因而使u R 产生同样的正跳变，G 2的输出u 02从高电平变为低电平，这是一个强列正反馈过程： 1 0 ► 0 ► 1 正反馈过程： u I ↓→u 01↑→u R ↑→u 02↓ ┗ ━ ━ ━ ━┛ 结果使得电路迅速进入G1门关闭、G2门打开的暂稳状态。
暂稳状态3. 电路自动返回稳态 电路在暂稳态期间，u 01为高电平，经R 到地不断对电容充电，使u C 按指数规律上升，u R 按指数规律下降，当u R 下降到G 2门的阈值电压时，电路将产生下列的正反馈过程： 1 1 ► 0正反馈过程：C 充电→u C ↑→u R ↓→u 02↑→u 01↓ ┗━━━━━┛ 结果使得电路自动返回到G 1打开、G 2关闭的稳态。
暂稳态的持续时间，即输出脉冲宽度t w 与充电时间常数RC 的大小有关，RC 越大，t W 越宽。
脉冲宽度：t W ≈0.7RC1 1t re =(3～5)RC fmax =1/（t w+t re）三、单稳态触发器的应用单稳态触发器在数字电路中一般用于整形（把不规则的波形转换成宽度、幅度都相等的波形）、定时（产生一定宽度的矩形波）、以及延时（把输入信号延迟一定时间后输出）等。
数字电子技术基础习题第三节多谐振荡器1. 第一暂稳态及其自动翻转的过程 假定在接通电源的瞬间，电路最初处于G 1关闭、G 2打开状态（设这时为电路的第一暂稳态），即u 01=1，u 02=0。
脉冲电路介绍
脉冲电路介绍脉冲电路是电子电路中一种常见的电路类型，它能够产生和处理脉冲信号。
脉冲信号是一种具有高幅度、短持续时间的电信号，常用于数字电子设备和通信系统中。
脉冲电路在数字电路、计算机、通信系统等领域起着重要的作用。
脉冲电路通常由多个元件组成，包括电容、电感、二极管、晶体管等。
这些元件的组合与连接方式决定了脉冲电路的功能和性能。
脉冲电路可以实现信号的放大、滤波、整形和计数等功能，广泛应用于数字电子设备和通信系统中。
脉冲电路的基本元件之一是电容。
电容是一种能够储存电荷的元件，它能够在一段时间内储存电荷，并在需要时释放电荷。
在脉冲电路中，电容经常用于实现信号的整形和滤波功能。
通过调整电容的数值和连接方式，可以改变电路对不同频率信号的响应。
另一个常见的脉冲电路元件是电感。
电感是一种能够储存磁能的元件，它能够在一段时间内储存磁能，并在需要时释放磁能。
在脉冲电路中，电感经常用于实现信号的放大和计数功能。
通过调整电感的数值和连接方式，可以改变电路对不同频率信号的响应。
二极管和晶体管也是脉冲电路中常见的元件。
二极管是一种具有非线性特性的元件，它能够将正向电压转化为电流，并阻断反向电流。
在脉冲电路中，二极管常用于实现信号的整形和检测功能。
晶体管是一种具有放大功能的元件，它能够将小信号放大为大信号。
在脉冲电路中，晶体管常用于实现信号的放大和开关功能。
脉冲电路的工作原理通常基于电荷的积累和释放。
当电容或电感储存了足够的电荷或磁能时，它们将释放能量，并产生脉冲信号。
这些脉冲信号经过放大和处理后，可以用于驱动其他电子设备或传输信号。
脉冲电路在数字电子设备和通信系统中有着广泛的应用。
例如，在计算机中，脉冲电路用于处理和传输数字信号，实现数据的存储和处理功能。
在通信系统中，脉冲电路用于产生和解析数字信号，实现数据的传输和接收功能。
脉冲电路是一种重要的电子电路类型，它能够产生和处理脉冲信号。
脉冲电路通过电容、电感、二极管、晶体管等元件的组合和连接方式，实现信号的放大、滤波、整形和计数等功能。
脉冲信号的产生
生物医学
在生物医学工程中用于刺激神 经或肌肉，如心脏起搏器、电
刺激治疗等。
02
脉冲信号产生原理
周期性脉冲信号产生原理
01
02
03
振荡器原理
通过振荡器电路中的反馈 机制，使得信号在特定频 率下产生自激振荡，从而 形成周期性脉冲信号。
时钟信号源
利用晶体振荡器等高精度 时钟源产生稳定的周期性 脉冲信号，作为电子设备 的时钟基准。
稳定性分析
系统稳定性
指系统在受到扰动后能否恢复到原有状态的能力，对于脉 冲信号的传输系统而言，稳定性是确保信号可靠传输的关 键因素。
瞬态响应
描述系统在受到瞬态输入信号时的响应特性，对于脉冲信 号而言，瞬态响应反映了系统对快速变化信号的适应能力。
阻尼振荡
指系统在特定条件下出现的振荡现象，对于脉冲信号的传 输系统而言，阻尼振荡可能导致信号波形的严重失真。
瞬时性
脉冲信号的跳变是瞬时的，持续时间极短。
突变性
信号在跳变时刻发生幅度的突变。
周期性
许多脉冲信号具有周期性，即按一定时间间隔重复出现。
脉冲信号分类
矩形脉冲
具有直上直下的跳变沿，顶部平坦。
锯齿波脉冲
上升或下降沿呈锯齿状。
脉冲信号分类
正弦波脉冲
形状类似正弦波的一部分。
正脉冲
信号跳变为正电压。脉冲信号分类 Nhomakorabea通过实际操作和数据分析，加深了对脉冲信号特性的理解。
03
实验总结与改进方向
• 实验中遇到了一些问题，但通过分析和解决，获得了宝贵 的经验教训。
实验总结与改进方向
01
改进方向
02
在未来的实验中，可以尝试使用更先进的测量工具和技术，提高实验 的精度和效率。
第7章_脉冲波形的产生与处理电路
二极管的开关特性(一)
i vD
vI
D RL
vO
vI VF
0 VR i
vI t 0 时， VR
t1 t
由 VF 跳至
初始状态： IF t 0时 vI VF t I F (VF vD ) / RL 0 iR 0.1I R IR ts t f trr vD VD
T tW tre
发 器
Vth
0
v2 (0)
vO 2
t
(VOH VOL ) v2 (0) RC ln Vth
if (VOH 3.6V ,VOL 0.3V ,V2 (0) 0.5V ,Vth 1.4V )
VOH
VOL
0
t1
t2
t
tW RC ln 2.7 0.99RC
I
O1
O2
0
v1
1
t
1
2
d
C
I
1
2
0
t
d
vO1
VOH
VOL
0
电容C放电的两条通路
tW
t
发 器
v2
Vth
0
v2 (0)
vO 2
t
VOH
VOL
0
t1
t2
t
放电时间常数 (R1 // R)C ，恢复 时间 tre 3(R1 // R)C 缩短恢复时间，提高电路工 作频率的方法
G1输出端 地 R G1输出端 地 VCC G2输入级
第 三 节 ： 门 电 路 简 介
( )
单稳态触发器综述
单稳态触发器只有一个稳定状态， 在外加触发脉冲的作用下，它从稳 态翻转到暂时决定的状态(即暂稳 态)，经过一段时间(由电路定时元 件参数决定)，又能自动返回稳态， 从而输出幅度及宽度都固定的矩形 脉冲
脉冲的工作原理
脉冲的工作原理
脉冲技术是一种将电磁波或电信号转化为短暂而集中的能量脉冲的方法。
脉冲技术被广泛应用于雷达、无线电通信、医学成像等领域。
脉冲的工作原理基于以下几个步骤：
1. 产生脉冲信号：脉冲信号通常由脉冲发生器产生，脉冲发生器可以是电路中的特定元件、脉冲调制器或脉冲放大器。
这些设备可以产生具有特定频率和幅度的电流或电压脉冲。
2. 脉冲调制：脉冲调制是控制脉冲信号属性的过程。
它可以调整脉冲的频率、幅度、宽度和形状等参数，以适应不同的应用需求。
3. 传输脉冲：一旦脉冲信号被生成和调制，它将通过导线或无线通信途径传输到接收器或目标设备。
在这个过程中，脉冲信号可以通过天线、电缆或空间传播等方式进行传递。
4. 接收和处理脉冲信号：接收器接收传输的脉冲信号，并通过解调、放大和滤波等处理步骤对信号进行恢复和优化。
这些处理措施有助于提高信号的可靠性和质量。
5. 运用脉冲信号：接收和处理后的脉冲信号可以被应用于各种领域和设备中。
例如，在雷达中，脉冲信号可以用于探测和跟踪目标；在医学成像中，脉冲信号可以用于生成高分辨率的影像。
总而言之，脉冲技术的工作原理基于产生、调制、传输和处理短暂而集中的能量脉冲信号。
通过精确控制各种参数，脉冲技术能够满足不同应用领域的需求，并提供高效、可靠的信号传输和处理。
第7章 脉冲波形的产生与处理电路
7.7 三角波发生器与锯齿波发生器
7.7.1 三角波发生器 图示电路中运放A1与电阻R1、R2构成同相输入的施密特触发 器，运放A2与R4、C构成积分电路，二者共同形成闭合回路。
R2 R1 vP vI vo1 R1 R2 R1 R2 可以求出vo1分别在VZ 和 VZ时, vP 等于0的vI 值，即： R1 Vth1 VZ ; R2 Vth 2 R1 VZ R2
7.1 脉冲波形的基础知识 图示波形为几种常见的脉冲波形，它们是时间函数，一般幅 值变化有突变点。
三角波
实际的脉冲波形与理想情况有 差别。 在输入理想的方波信号时，如 果输出信号的上升和下降沿越 陡，说明电路高频特性好，上 限截频高。顶部倾斜小，说明 低频特性好，下限截频低。 1.脉冲幅度Vm：脉冲的高、低电平之差。 2.平均脉宽tw：一般以脉冲前、后沿上瞬时值为0.5Vm的对应点之间的时 间间隔代表平均脉宽。 3.重复周期T：相邻两个脉冲对应点之间的时间间隔。 4.上升时间tr：脉冲波形从0.1Vm上升到0.9Vm所需的时间。 5.下降时间tf：脉冲波形从0.9Vm下降到0.1Vm，所需的时间。 6.占空比D：平均脉宽tw和重复周期T的比值称为占空比。方波占空比为50 ％。 7.顶部倾斜ΔVm：顶部高点与底点之差。
7.4门电路（将在下学期“数字电路”中学习）
关于门电路的简单介绍 与 门：
或 门：
非门、与非门、或非门：
7.5单稳态电路
翻转 稳态 外加脉冲 暂稳态 翻转 稳态
种类：门电路、施密特触发器、555定时电路以及分立元件 （晶体管）构成，也有专用的单片单稳态触发器。
7.5.1 由门电路构成的单稳态触发器
设：t=0时，vo1=VZ，vo=0,电容恒流充电，vo下降。 当vo=Vth2=-VZR1/R2时，施密特触发器翻转，电容恒流放电 并反向充电。 当vo =Vth1 =VZR1/R2时，施密特触发器再次翻转，电容恒流 放电并反向充电。
脉冲电路的产生和整形电路
2
3.几种常见的脉冲波形
常见的波形有矩形波、锯齿波、钟形波、尖峰波、阶梯波等。
3
如何获得矩形脉冲信号？ （1）利用整形电路对不符合要求的脉冲信号 进行整形；
（2）利用脉冲振荡器直接产生脉冲信号；
矩形脉冲的特性： 为了定量描述矩形脉冲的特性通常给出几个主要参数。
2)暂稳态： ui负脉冲到来时刻，因ui＜VCC/3为0， uc 仍为0， ∴ uo由0变为1，放电管T截止，VCC经R对C充电，电路进入暂稳态。
3）暂稳态自动恢复到稳态：当uc充电到2VCC/3为1时， ui负脉冲已消 失ui =1， ∴输出uo＝0，T导通，C放电，电路自动恢复到稳态。
VCC
ui
0 twH twL
t
电路
工作波形
接通VCC后，VCC经R1和R2对C充电。当uc上升到2VCC/3时，uo=0， T导通，C通过R2和T放电，uc下降。当uc下降到VCC/3时，uo又由0 变为1，T截止，VCC又经R1和R2对C充电。如此重复上述过程，在 输出端uo产生了连续的矩形脉冲。
2.电路组成、工作原理
振荡后,电路没有稳态,只有两个暂稳态在作交替变化， 是无稳态电路。
属于脉冲产生电路。
二.电路组成、工作原理
1、方法
①先构成施密特触发器; ②加R2在VI和VO之间，VI 和地之间接C;
2.电路组成、工作原理
VCC
uc
R1
84
2VCC/3
7
3
uo
VCC/3
R2
6 555
0
t
uc
2
5
uo
C
1
0.01μF
脉冲信号的产生与变换
通过RC电路或施密特触发器等电子元件实现。
特点
波形对称，上升沿和下降沿较陡，脉冲宽度可调。
锯齿波脉冲信号的产生
01
02
03
锯齿波脉冲信号
形状类似锯齿的脉冲信号。
产生方法
通过线性放大电路或积分 电路等电子元件实现。
特点
波形连续平滑，上升沿和 下降沿较缓，脉冲宽度可 调。
复合脉冲信号的产生
复合脉冲信号
脉冲信号的调制与解调
脉冲信号的调制
将低频信息信号调制到高频脉冲信号上，以实现信息的传输和信号的增强。常 见的调制方式有脉冲幅度调制、脉冲宽度调制和脉冲频率调制等。
脉冲信号的解调
从已调制的脉冲信号中提取出低频信息信号，还原出原始的信息。解调的方式 应与调制的方式相对应，以便正确地还原信息。
脉冲信号的滤波与整形
由多种不同形状和特性的脉冲 信号组成的信号。
产生方法
通过组合上述几种脉冲信号产 生电路，或者使用数字信号处 理器（DSP）等高级电子设备实 现。
特点
可根据实际需求定制，具有高 度的灵活性和适应性。
03
脉冲信号的变换
脉冲信号的放大与缩小
脉冲信号的放大
通过电子放大器或运算放大器， 将脉冲信号的幅度增大，以满足 后续电路或系统的需求。
感谢聆听
数字通信
脉冲信号用于数字通信中，将信息编码为脉冲序列，通过传 输和接收脉冲信号实现信息的传递。
雷达探测
雷达通过发送脉冲信号并接收反射回来的信号，可以探测目 标物体的距离、速度和方向等信息。
在测量领域的应用
脉冲式流量计
利用脉冲信号的频率或时间间隔来测 量流体的流量。
脉冲式压力计
通过测量脉冲信号的传播时间或频率 来测量压力。
第7章 脉冲信号的产生和变换与应用
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7.2
施密特电路
利用施密特触发器可以将变化缓慢的波形变换成矩形波。图7-16所示为 用施密特触发反相器将正弦波变换成矩形波。 2)脉冲整形 在数字电路中，矩形脉冲经传输后往往发生波形畸变，或者边沿产生振 荡。通过施密特触发器整形，可以获得比较理想的矩形脉冲波形。图717所示为用施密特触发反相器实现的脉冲整形。 3)脉冲鉴幅 如图7-18所示，将一系列幅度各异的脉冲信号加到施密特触发器的输入 端，只有那些幅度大于Vt-的脉冲才会在输出端产生输出信号。可见，施 密特触发器具有脉冲鉴幅的能力。
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7.1
脉冲的基本概念
即指脉冲持续时间为有效宽度，它是脉冲前后沿的幅度各为0. 5Vm间的 时间。 (5)脉冲周期(T):指周期性重复的脉冲信号中，两个相邻脉冲之间的时间 间隔。即 T=1/f (6)占空比q:占空比q是指脉冲宽度，w与脉冲周期T的比值，即q= tw /T。 其中:f是指周期性重复的脉冲1s内变化的次数，即脉冲频率。
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7.1
脉冲的基本概念
输入电压不变时，输出电压很小，即微分电路能对脉冲信号起到“突出 变化量，压低恒定量”的作用。 注意，一般的RC藕合电路与微分电路结构相同，但不满足所指关系。 如果是藕合电路，则RC＞＞ tW，RC＞＞tg ，可自行讨论。因而微分电 路的条件，只有满足这种条件才有微分作用，否则就不能完成方波与尖 波的变换。 2. RC积分电路 1)积分电路结构 积分电路结构如图7-8所示。 2)积分电路的条件 RC＞＞ tW，RC＞＞tg
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7.1
脉冲电路原理
脉冲电路原理脉冲电路是一种特殊的电路，它能够处理和产生脉冲信号。
脉冲信号是一种短暂的、高幅度的信号，它在电子设备中起着非常重要的作用。
脉冲电路可以用来产生、延时、放大、整形和检测脉冲信号，广泛应用于计算机、通信、雷达、遥感、医疗设备等领域。
本文将介绍脉冲电路的基本原理，以及常见的脉冲电路类型和应用。
脉冲电路的基本原理是利用开关元件（如晶体管、集成电路等）控制信号的开关和放大。
脉冲信号可以是正脉冲、负脉冲或者双向脉冲。
在脉冲电路中，我们通常会用到触发器、计数器、多谐振荡器等元件。
触发器可以用来延时和整形脉冲信号，计数器可以用来计数和分频脉冲信号，多谐振荡器可以用来产生稳定的脉冲信号。
这些元件的组合可以实现各种复杂的脉冲电路功能。
常见的脉冲电路类型包括单稳态电路、多谐振荡电路、斩波电路等。
单稳态电路可以产生一个脉冲信号，然后恢复到稳态；多谐振荡电路可以产生多个频率的脉冲信号；斩波电路可以将一个连续的信号转换成脉冲信号。
这些电路在实际应用中有着各自的特点和优势，可以根据具体需求进行选择和设计。
脉冲电路在通信系统中有着重要的应用。
在数字通信中，脉冲信号可以表示数字信号，经过调制和解调可以实现数字信息的传输。
在雷达系统中，脉冲信号可以用来测量目标的距离和速度。
在医疗设备中，脉冲信号可以用来控制和监测生命体征。
脉冲电路的应用范围非常广泛，它在现代电子技术中扮演着不可或缺的角色。
总之，脉冲电路是一种重要的电子电路，它能够处理和产生脉冲信号，具有广泛的应用前景。
通过对脉冲电路的原理和类型的了解，我们可以更好地应用它来解决实际问题，推动电子技术的发展。
希望本文能够帮助读者更好地理解脉冲电路，并在实际应用中发挥作用。
脉冲信号产生电路及应用
9.1.4 石英晶体振荡器
石英晶体振荡器是一个高稳定度的振荡 器，它可以产生几十k~几十MHz的频率。
其稳定度 f f fs 在 105 ~ 1010 以上
其外形：
fs
石英晶体振荡器具有两个谐振频率，一个是 串行谐振频率fs，另一个是并行谐振频率fp 。
QQQ
QL0QL
QQQ
1HQHQ
AL×AL11 AL0AL22 HB1HB QL0QL 1HQHQ
功能 保持
AL×AL11 A×LAL22 HBL0HBL QL0QL 1HQHQ （处于稳态）
AHLAH1L11 AHL1AHL22 ×HBLHBL QL0QL 1HQHQ
HLHL1 H↓LHL H1LHL LL HH
VTH —门电路的 阈值电压
阈值电压可以 看成是门电路 输入高、低电 平的转折点。
9.1.3 用施密特触发器构成多谐振荡器 施密特电路的特点是具有两个阈值电压： VT＋、VT－， VT＋相当于输入高电平， VT－ 相当于输入低电平。
施密特反相器输入/输出波形，逻辑符号， 传输特性
施密特与非门构成多谐振荡器：
H↓H HL1HL 1HLHL LL HH 用A端下降沿触发
H↓H H↓H 1HHLHHL LL HH
HLH0L HL×HL
× HH ↑HHHH H0LHL ↑HHHH
LL
HH 用B端上升沿触发
LL HLHL HH
LL LL HH
LL LL
单稳L态L 触发器延时电路应用方式
74××122是可重触发的单稳触发器，74××123 是双可重触发单稳触发器。可重触发表示在单稳电 路输出脉冲产生过程中，如果再来一个触发脉冲， 则电路重新开始一个完整的单稳电路产生过程，输
第07章 脉冲信号的产生与处理电路
T RC ln vC (t1) vC ()
2
vC (t2 ) vC ()
RC ln
R1
R1 R2
VZ
VZ
R1
R1 R2
VZ
VZ
RC ln(1 2R1 ) R2
由施密特触发器组成的多谐振荡器
占空比可调的脉冲波发生电路
7.7 三角波与锯齿波发生器
三角波发生器
若 R1//RF= R2//R3//R4
vO
( RF R2
vI1
RF R3
vI2 )
集成运放的基本输入方式
差分输入减法电路
vO vO1 vO2
R3 R2 R3
(1
RF R1
)vI1
RF R1
vI2
当
vI1
=0
时：
vo2
RF R1
vI2
当
vI2
=0
时：
vo1
R3 R2 R3
Vth1
R1 R2 R2
VREF
R1 R2
VZ
Vth2
R1 R2 R2
VREF
R1 R2
VZ
VT
2R1 R2
VZ
电子电路基础
Electronic Circuit Foundation
第七章 脉冲信号的产生与处理电路
讨论群：3643 7175 swsmail@
7.1 脉冲波形的基础知识
vO (t1)
VZ R4C
T1
Vth1
Vth2
2R1 R2
脉冲号的产生与处理电路
电子电路基础北京邮电大学电信工程学院电路与系统中心：孙文生E-mail: swsmail@电子电路基础北京邮电大学电信工程学院孙文生第七章脉冲信号的产生与处理电路7.1 脉冲波形的基础知识什么是脉冲波正弦波: 波形按正弦规律变化脉冲波: 非正弦波波形的产生振荡电路波形的处理整形: 改变信号波的某些参数限幅: 传输部分波形，抑止其余部分钳位: 固定部分波形电位，保持其余部分形状不变脉冲波形的基础知识波形参数脉冲幅度V m上升时间t r下降时间t f平均脉宽t W脉冲周期T占空比D顶部倾斜ΔV m时域矩形波频域边沿: 集中了信号的高频分量顶/底部: 集中了信号的低频部分电荷存储效应饱和深度下降时间tf应用举例两种晶体管反相器电路如图所示，负载电容CL =100pF，vI1、vI2为反相输入信号，vo为反相器的输出端。
设各晶体管的参数相同，导通时基极驱动电流相等，试分析这两种电路输出电压的边沿变化情况，比较它们的工作速度。
7.6 多谐振荡器多谐振荡器：能够产生矩形脉冲的振荡电路。
具有两个暂稳态.具有反馈网络：将输出反馈到输入端.具有延迟环节：获得所需振荡频率.由门电路组成的多谐振荡器由施密特触发器组成的多谐振荡器＝A 反相器单稳态触发器单稳态触发器的分类可重复触发的单稳态触发器不可重复触发的单稳态触发器单稳态触发器只有一个稳定状态，在外加触发脉冲作用下，它从稳态翻转到暂稳态，经过一段时间t w ，又自动返回到稳定状态。
振荡电路的波形分析方法画出各主要点的电压波形，找出电路状态转换的控制电压。
画出与控制电压相关的充、放电等效电路。
确定控制电压充、放电的初值、终值和转换值。
计算充、放电时间。
用施密特触发器构成多谐振荡器多谐振荡器的波形⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧++=+−=+Z Z V R R R V V R R R V 322T 322-T 施密特触发器的阈值电压：)21ln(232R R RC T +=)21ln(232R R RC T +=由施密特触发器组成的多谐振荡器占空比可调的矩形波发生电路7.7 三角波与锯齿波发生器 三角波发生器锯齿波发生器关于锯齿波的说明扫描期T1：也称为扫描正程，要求在T1时间内，电压随时间线性变化。
脉冲信号的产生
7.2.1 由门电路构成的单稳态触发器
单稳态触发器在数字电路中一般用于定 时（产生一定宽度的矩形波）、整形（把不 规则的波形转换成宽度、幅度都相等的波形） 以及延时（把输入信号延迟一定时间后输出） 等。
单稳态触发器具有下列特点：
（1）电路有一个稳态和一个暂稳态。 （2）在外来触发脉冲作用下，电路由稳态翻 转到暂稳态。 （3）暂稳态是一个不能长久保持的状态，经 过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳 态的持续时间与触发脉冲无关，仅决定于电路 本身的参数。
2、由555定时器构成的多谐振荡器
VCC
uc
R1 R2
84
7
3
6 555
2VCC/3
uo
VCC/3
0
t
uc
2
5
uo
C
1
0.01μ F
0 tP1 tP2
t
(a) 电路
(b) 工作波形
接通VCC后，VCC经R1和R2对C充电。当uc上升到2VCC/3时，uo=0， T导通，C通过R2和T放电，uc下降。当uc下降到VCC/3时，uo又由0 变为1，T截止，VCC又经R1和R2对C充电。如此重复上述过程，在 输出端uo产生了连续的矩形脉冲。
1872721721由门电路构成的单稳态触发器由门电路构成的单稳态触发器722722由由555555定时器构成的单稳态触发器定时器构成的单稳态触发器723723单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用退出退出19单稳态触发器在数字电路中一般用于定定时时产生一定宽度的矩形波整形整形把不规则的波形转换成宽度幅度都相等的波形以及延时延时把输入信号延迟一定时间后输出单稳态触发器具有下列特点
若 UT＝0.5VDD，振荡周期为： T≈1.4RC
精选第七章脉冲波形的产生与整形电路资料
器件 延迟时间 每门功耗 型号 （ns） （mW）
74LS13 16.5
8.75
74LS14 15
8.6
74LS132 15
8.8
VT+ （V）
1.6 1.6 1.6
VT（V）
0.8 0.8 0.8
ΔVT （V）
0.8 0.8 0.8
7.2.3 施密特触发器的应用
1. 用作接口电路
MOS CMOS
脉冲的原意被延伸出来即隔一段相同的时间发出的 波等机械形式，学术上把脉冲定义为在短时间内 突变，随后又迅速返回其初始值的物理量称之为 脉冲。
7.1.1 脉冲信号
脉冲信号现在一般指数字信号，它已经是一个周 期内有一半时间（甚至更长时间）有信号。
脉冲信号是一种离散信号，与普通模拟信号（如 正弦波）相比，波形之间在时间轴不连续（波形 与波形之间有明显的间隔）但具有一定的周期性 是它的特点。脉冲信号可以用来表示信息，也可 以用来作为载波，比如脉冲调制中的脉冲编码调 制（PCM），脉冲宽度调制（PWM）等等，还 可以作为各种数字电路、高性能芯片的时钟信号。
正弦波 振荡器
施密特触发器用作TTL接口电路
2. 用作整形电路
3. 用作脉冲鉴幅
如果将一系列幅度不相同的脉冲信号加到施密特 触发器的输入端，只有那些信号幅度大于VT+的脉 冲才会在输出端产生输出信号。因此，施密特触 发器能将幅度大于VT+的脉冲选出，如图所示。
UI VT+ VT-
0
t
UI
UO
UO
t
w
=
ln
UI2 ()-UI2 UI2 ()-UI2
(0 + (t w
) )
脉冲信号产生电路
数电实验实验报告实验名称脉冲信号产生电路实验目的1.熟悉555集成时基电路的构造、工作原理及特点2.掌握用时基电路设计脉冲信号产生电路的方法3.掌握影响脉冲波形参数的定时元件数值的计算方法4.熟悉使用示波器测量信号周期和脉宽的方法实验仪器设备通用试验箱、数字示波器、万用表、555、电阻、电容、连接线元器件555、电阻、电容实验原理1.555定时器的工作原理：（1）内部组成电路：（2）555定时器的功能表2.555定时器组成多谐振荡器（1）555定时器组成多谐振荡器连线图（2）工作原理：电路没有稳态，只有两个暂稳态，电路不需要外加触发信号，利用电源通过电阻R A、R B向电容C充电，以及通过放电三极管T放电，便产生振荡。
输出信号的时间参数T=T1+T2，其中T1=0.7(R A+R B)C（正脉冲宽度）、T2=0.7R B C(负脉冲宽度)，则T=0.7(R A+2R B)C且555要求RA、RB均应大于或等于1KΩ，但应小于或等于3.3MΩ（3）芯片引脚图实验内容设计一个自激多谐振荡器电路，用数字示波器观测Uc与Uo的波形，测定振荡频率；改变RA、RB、C的值，再观测波形及频率的变化。
实验数据记录及处理实验数据：R A R B C UCUT(测量) T(实际) f 47Ω100Ω10nF 1.04v 2.16v 1.840ms 1.729ms543.5HZ100Ω47kΩ10nF 1.00V 757.6V 1.520ms 1.358ms 657.9HZ 实验结论Vo呈方波当电容充电时，V0输出高电平当电容放电时，V0输出低电平当RA:RB增大时，占空比也随之增大频率与RA、RB、C都成反比-----精心整理，希望对您有所帮助!。
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7.1 脉冲波形的基础知识
什么是脉冲波
正弦波: 波形按正弦规律变化
脉冲波: 非正弦波
波形的产生
振荡电路
波形的处理
整形: 改变信号波的某些参数 限幅: 传输部分波形，抑止其余部分 钳位: 固定部分波形电位，保持其余部分形状不变
脉冲波形的基础知识
波形参数
用施密特触发器构成多谐振荡器
多谐振荡器的波形
由施密特触发器组成的多谐振荡器
施密特触发器的阈值电压：
R2 V VZ T R1 R2 R2 VT VZ R1 R2
2 器
电路的充、放电回路相同，充、放 电时间常数相等，输出电压 vo 为方波。 在电容C放电期间，时间常数为RC，初 值为 vC(t1)=VT+，转换值为 vC(t2)=VT-， 终值vC()=-VZ。
脉冲幅度 Vm 上升时间 tr 下降时间 tf 平均脉宽 tW 脉冲周期 T 占空比 D 顶部倾斜 Vm
时域：矩形波 频域
边沿: 集中了信号的高频分量 顶/底部: 集中了信号的低频部分
饱和深度的定义
临界饱和状态：
VCC VCE(Sat) VCC I CS R RC C I I CS BS
在t1 t2期间，电容C恒流放电
VZ vO (t2 t1 ) vO (t1 ) R4C VZ 2 R1 T1 Vth1 Vth2 VZ R4C R2
放电时间常数
T1
2 R1 R4C R2
该电路的振荡周期
4 R1 R4C T R2
三角波发生器
在t1 t2期间，电容C恒流放电
电子电路基础
Electronic Circuit Foundation
北京邮电大学 信息与通信工程学院 孙文生 swsmail@
电子电路基础
Electronic Circuit Foundation
第七章 脉冲信号的产生与处理电路
讨论群：3643 7175
swsmail@
vC (t1 ) vC () T RC ln 2 vC (t 2 ) vC () R1 VZ VZ R1 R2 RC ln R1 VZ VZ R1 R2 RC ln(1 2 R1 ) R2
T 2 RC ln(1
2 R1 ) R2
由施密特触发器组成的多谐振荡器
占空比可调的脉冲波发生电路
7.7 三角波与锯齿波发生器
三角波发生器
锯齿波发生器
关于锯齿波的说明
扫描期 T1：也称为扫描正程，要求在 T1时间内，电压随时间线性变化。
回扫期TB：对此期间的波形无特殊要求，这段时间越短越好。 休止期T2：是本次扫描正程结束到下次扫描正程开始的间隔时间。
重复周期T：T ＝ T1＋T2 ，频率f：f ＝ 1/T
扫描幅度Vm：扫描期内电压的幅值。
典型的锯齿波波形
三角波发生器
三角波发生器：充、放电回路具有相同的时间常数，恒流充放电。
多谐振荡器 采用波形变换的方法产生三角波
积分电路
三角波发生器
1 t vO vO1 (t )dt vO (t0 ) R4C t0
在深度饱和情况下：
iB I BS
饱和深度：
I CS
N
iB I BS
7.6 多谐振荡器
多谐振荡器：能够产生矩形脉冲的振荡电路。
具有两个暂稳态. 具有反馈网络：将输出反馈到输入端. 具有延迟环节：获得所需振荡频率.
由施密特触发器组成的多谐振荡器
由施密特触发器组成的多谐振荡器
iC
VZ R4 2 R1 VZ R2
电压变化量
vC
放电时间常数
T1 C
vC R 2 R4C 1 iC R2
该电路的振荡周期
T
4 R1 R4C R2
锯齿波发生器
锯齿波发生器：充、放电回路具有不同的时间常数。
利用理想二极管的单项导电性，使充、放电回路具有不同的 时间常数。
三角波发生器：充、放电回路具有相同的时间常数，恒流充放电。
4 R1 R4C T R2
R2 R1 vP1 vI vO1 R1 R2 R1 R2
R1 Vth1 VZ R2 R Vth2 1 VZ R2
三角波发生器
1 t vO vO1 (t )dt vO (t0 ) R4C t0
作业
7.2.2 7.7.2 7.7.3
(思考题：7.2.3 7.7.5)
电子电路基础
The End