脉冲信号产生与整形
第6章 脉冲产生、整形电路
6.3 多谐振荡器 6.3.1 用555定时器构成的多谐振荡器 一、电路组成及其工作原理
1.电路组成：仿真图6.3.1所示是用555定时器构成的 多谐振荡器。 2.工作原理：起始状态 （1）暂稳态I （2）自动翻转I （3）暂稳态Ⅱ （4）自动翻转Ⅱ
二、振荡频率的估算和占空比可调电路
6.1.2 集成施密特触发器 一、CMOS集成施密特触发器
1.引出端功能图：仿真图6.1.4所示是国产CMOS集成 施密特触发门电路CC40106（六反相器）和CC4093 （四2输入与非门）的引出端功能图。 2.主要静态参数
二、TTL集成施密特触发器
1.外引线功能图：仿真图6.1.5所示是几种常用的国产 TTL集成施密特触发逻辑的外引线功能图。 2.几个主要参数的典型值
1.振荡频率的估算 2.占空比可调电路：如仿真图6.3.3所示。
6.3.2 石英晶体多谐振荡器
一、石英晶体的选频特性 二、石英晶体多谐振荡器 1.电路组成：仿真图6.3.5所示是一种比较典型的石英 晶体振荡电路。 2.工作原理 3.CMOS石英晶体多谐振荡器：仿真图6.3.6所示是更 简单、更典型的CMOS石英晶体振荡电路。
二、阈值探测、脉冲展宽
1.用作阈值电压探测器 图 6.1.8所示是用作阈值电压探测器时，施密 特触发器的输入、输出波形，显然，凡是幅值达 到UT+的输入电压信号，均可被探测出来并形成相 应的输出脉冲。 2.用作脉冲展宽 图 6.1.9所示是用施密特触发器构成的脉冲展 宽器的电路及工作波形图。 3.用作多谐振荡器 仿真图 6.1.10 所示是用施密特触发反相器构 成的多谐振荡器。
二、可重触发单稳态触发器74122 74122 是一种比较典型的可重触发 TTL 单稳态触发器。 1.图形符号与功能表 （1）图形符号：仿真图6.2.4所示是可重触发单稳态 触发器74122的国标图形符号。 （2）功能表：见表6.2.2 2.功能说明及主要参数 （1）功能说明 （2）主要参数
7脉冲波形的产生与整形电路
图
脉冲定时
EXIT
数模和模数转换器
7.3 施密特触发器
主要用途：把变化缓慢的信号波形变换为边沿 陡峭的矩形波。 特点： ⑴电路有两种稳定状态。两种稳定状态的维持 和转换完全取决于外加触发信号。触发方式：电平 触发。 ⑵电压传输特性特殊 ，电路有两个转换电平 （上限触发转换电平UT+和下限触发转换电平UT－）。 ⑶状态翻转时有正反馈过程，从而输出边沿陡 峭的矩形脉冲。
脉冲信号。
EXIT
数模和模数转换器
7.1 多谐振荡器
1．多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态。
2．通过电容的充电和放电，使两个暂稳态相互交
替，从而产生自激振荡，无需外触发。
3．输出周期性的矩形脉冲信号，由于含有丰富的
谐波分量，故称作多谐振荡器。
EXIT
数模和模数转换器
7.1.1 矩形脉冲的主要参数 1. 常见的脉冲波形 脉冲波形是指突变的电流和电压的波形。
图7-1 常见的脉冲波形图 EXIT
数模和模数转换器
2. 矩形波及其参数
数字电路中用得最多的是矩形波。矩形波
有周期性与非周期性两种。
图7-2 非周期性和周期性矩形波 (a) 非周期性 (b) 周期性 EXIT
数模和模数转换器
图7-3 矩形波的主要参数
周期性矩形波的 周期用T表示，有时 也用频率f表示（f =1/ T）。 矩形波的另外几 个主要参数：
前面介绍的多谐振荡器的一个共同特点就是振 荡频率不稳定，容易受温度、电源电压波动和RC参
数误差的影响。
而在数字系统中，矩形脉冲信号常用作时钟信
号来控制和协调整个系统的工作。因此，控制信号
频率不稳定会直接影响到系统的工作，显然，前面
杨志忠数电(第3版)7-脉冲信号的产生与整形-课件
VDD
1 3
V
DD
1
2 3
VDD
1 3
VDD
1
0 导通 1 截止 不变 不变
第 7 章 脉冲产生与整形电路
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7.3 施密特触发器
主要要求：
理解施密特触发器的逻辑功能、工作特点。 了解用 555 定时器构成施密特触发器的方法。 理解施密特触发器的典型应用。
第 7 章 脉冲产生与整形电路
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态不变，输出 uO保持低电平 UOL不变。
当输入电压下降到
，比较器 C1 和 C2 输出
uI ≤ 31VDD时 R =0、S =1，
触发器置 1 ， Q = 1，输出 uO 由低电平
t U发O器L 跃的到负高向电阈平值电UO压H。U所T- =以31，V施DD密。特触
t
第 7 章 脉冲产生与整形电路
TTL 单定时器型号的最后 3 位数字为 555，双定时 器的为 556；CMOS 单定时器的最后 4 位数为 7555，双 定时器的为 7556。它们的逻辑功能和外部引线排列完全 相同。
第 7 章 脉冲产生与整形电路
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555 定时器的电路结构与符号
构成电阻分 压器，为比较器 C1、C2 提供两个基 准电压:
一、脉冲波形的主要参数
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tW
Um
tr
tf
T
脉 冲 幅 度 Um：脉冲电压变化的最大值
脉冲上升时间 tr：脉冲波形从 0.1Um 上升到 0.9Um 所需的时间
脉冲下降时间 tf：脉冲波形从 0.9Um 下降到 0.1Um 所需的时间
脉 冲 宽 度 tW ：脉冲上升沿 0.5Um 到下降沿 0.5Um 所需的时间
脉冲波形的产生与整形详解
④CMOS型555在传输过渡时间里产生的尖 峰电流小，仅为2~3mA；而双极型555的尖峰电 流高达300~400mA。 ⑤CMOS型555的输人阻抗比双极型的要高 出几个数量级，高达1010Ω。 ⑥CMOS型555的驱动能力差，输出电流仅 为1~3mA，而双极型的输出驱动电流可达200mA.
一般说来，在要求定时长、功耗小、负载轻的场 合宜选用CMOS型555；而在负载重、要求驱动电流 大、电压高的场合，宜选用双极型的555。
二、用门电路组成的施密特触发器
将两级反相器串接起来，同时通过分压电阻把输出端的 电压反馈到输入端，就构成了施密特触发器电路。 CMOS门，阈值电压
1 VTH VDD，且R1 R2 2
R2
vI
R1
1
v O1
1 G2
vO
' vO
v 'I
G1
6.3.3 用CMOS反相器构成的施密特触发器
6.3.4 图6.3.3电路的电压传输特性 (a)同相输出 (b)反相输出
单稳态触发器
单稳态触发器的工作特性具有如下的显著特点： （1）电路在无外加触发信号作用期间，处于稳态； （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于电路本身的参数 （阈值电压及外接R、C），与触发脉冲的宽度和 幅度无关。
§6.3
施密特触发器
Schmitt Trigger
施密特触发器（电路）是一种特殊的双稳态时序 电路，与一般双稳态电路比较，它具有两个明显的特点： 1.施密特触发器是一种优良的波形整形电路， 只要输入信号电平达到触发电平，输出信号就会从一 个稳态转变到另一个稳态，且通过电路内部的正反馈 过程可使输出电压的波形变得很陡。 2.对正向和负向增长的输入信号，电路有不同 的阈值电平，这是施密特触发器的滞后特性或回差特 性，提高了干扰能力，可有效滤除噪声。
第六章 脉冲的产生与原理及原理的应用
第6章脉冲波形的产生与整形
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
1. 实训任务 (1) 用仪表仪器测试555定时器的逻辑功能。 (2) 分析和仿真555定时器的逻辑功能。 (3) 记录并比较测试结果。 2. 实训要求 (1) 熟悉555定时器的符号、逻辑功能、引脚排列。 (2) 小组之间相互学习和交流，比较实训结果。 3. 实训设备及元器件 (1)实训设备：直流稳压电源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。
第6章脉冲波形的产生与整形
NE555集成定时器内部电路如图6.1所示，它主要由3个电阻
R组成的分压器、两个高精度电压比较器C1和C2、一个基本RS
触发器、一个作为放电的三极管VT及输出驱动G3组成。
第6章脉冲波形的产生与整形
图6.1 NE555集成定时器内部电路
第6章脉冲波形的产生与整形
图6.2所示为555定时器的逻辑符号 和引脚排列。
t RC ln uC () uC (0) uC () UD
(6-2)
第6章脉冲波形的产生与整形
脉冲产生与整形电路实验报告(一)
脉冲产生与整形电路实验报告(一)脉冲产生与整形电路实验报告本次实验旨在研究脉冲产生和整形电路的基础原理及应用。
以下是本次实验的主要内容及结果。
实验设备和材料•函数发生器•示波器•电容、电阻、二极管等基础元器件实验步骤1.使用函数发生器产生一个周期为50Hz，幅值为5V的正弦波信号。
2.使用电容和电阻组成RC电路，将正弦波信号转化为衰减的脉冲信号。
3.使用二极管和电容组成整流电路，将脉冲信号转化为全波整流的直流信号。
4.使用电容和电阻组成低通滤波器，消除电路中的高频噪声信号。
5.使用示波器观察各步骤下的信号波形，并记录实验数据。
实验结果脉冲产生电路实验中，使用RC电路将正弦波信号转化为衰减的脉冲信号。
随着电容值的增加，脉冲的宽度也随之增加。
实验数据如下：电容（μF）脉冲宽度（ms）1 0.210 2100 20整形电路实验中，使用二极管和电容组成整流电路，将脉冲信号转化为全波整流的直流信号。
使用低通滤波器能够消除高频噪声信号。
实验数据如下：电容（μF）电阻（Ω）滤波后幅值（V）1 1000 2.710 1000 4.8100 1000 4.9结论通过本次实验，我们学习了脉冲产生和整形电路的基础原理及应用。
合理选取电容和电阻的数值可控制脉冲宽度和整形后的信号幅值。
使用低通滤波器能够消除电路中的高频噪声信号，使得信号更加稳定。
实验总结本次实验通过手动搭建电路，使我们更加深入地理解了脉冲产生和整形电路的原理，并学会了使用基础元器件搭建电路的方法。
同时，通过实验数据的记录和分析，我们也探究了不同电容和电阻数值下电路的不同表现，从而灵活运用电路的基础原理进行电路设计。
实验中存在的问题和改进方向在实验中，我们发现在RC电路和整形电路的搭建中存在一些问题，例如电容和电阻的数值选取不合适会影响电路的工作状态；接线时松散会导致实验数据不准确等。
未来可以加强对实验仪器和设备的使用方法培训，同时也可以加强对电路搭建技能的练习，提高实验操作的技能水平。
脉冲信号的产生与整形
1
2
电阻R1、R2的作用是保证两个反相器在静态时都能工作在线性放大区。对TTL反相器，常取R1＝R2＝R＝0.7 kΩ～2kΩ，而对于CMOS门，则常取R1＝R2＝R＝10kΩ～100kΩ；C1＝C2＝C是耦合电容，它们的容抗在石英晶体谐振频率f0时可以忽略不计；石英晶体构成选频环节。
01
振荡频率等于石英晶体的谐振频率f0。
多谐振荡器可以由门电路构成，也可以由555定时器构成。由门电路构成的多谐振荡器和基本RS触发器在结构上极为相似，只是用于反馈的耦合网络不同。RS触发器具有两个稳态，多谐振荡器没有稳态，所以又称为无稳电路。 在多谐振荡器中，由一个暂稳态过渡到另一个暂稳态，其“触发”信号是由电路内部电容充（放）电提供的，因此无需外加触发脉冲。多谐振荡器的振荡周期与电路的阻容元件有关。
ΔUT＝ UT＋－UT－
回差电压（滞后电压）：
前面介绍的施密特触发器的回差电压为： ΔUT＝UT＋－UT－＝UT－(UT－UD)＝UD＝ 0.7V 缺点是回差太小，且不能调整。
下限阈值电压
集成施密特触发器
4.3.2 由555定时器构成的施密特触发器
4.3.3 施密特触发器的应用
本节小结：
01
02
74121的输出脉冲宽度：
TR-A、TR-B是两个下降沿有效的触发信号输入端，TR+A、TR+B是两个上升沿有效的触发信号输入端。Q和是两个状态互补的输出端。Rext/Cext、Cext、Rin3个引出端是供外接定时元件使用的，外接定时电阻R（R=5kΩ～50kΩ）、电容C（无限制）的接法与74121相同。RD为直接复位输入端，低电平有效。 当定时电容C＞1000pF时，74122的输出脉冲宽度： tp≈0.32RC
几种常用的脉冲波形的产生和整形电路
锯齿波
边缘斜率匀速增加，常用于 信号发生器和音乐合成。
脉冲波形产生方式
1
基于定时器
利用微控制器或集成电路中的定时器来产生精确的脉冲波形。
2
基于电荷泵
利用电荷泵电路将电荷存储并释放，产生高频率的脉冲波形。
ห้องสมุดไป่ตู้
3
基于脉冲变换
利用放大和滤波电路将正弦波形转换为脉冲波形。
整形电路概述
整形电路用于将输入的不规则波形转换为规则的脉冲波形，提高信号质量和 准确性。
常见的整形电路类型
低通滤波器
去除高频噪声，保留低频成分。
施密特触发器
将输入的不稳定波形转换为稳定的方波输出。
微分器
输出与输入信号的斜率成正比的脉冲信号。
积分器
输出与输入信号积分值成正比的脉冲信号。
整形电路工作原理
整形电路通过调整信号的幅度、频率或相位，将输入波形转换为所需的脉冲 波形。
应用案例和总结
几种常用的脉冲波形的产 生和整形电路
脉冲波形广泛应用于电子领域，本演讲将介绍常见的脉冲波形种类、产生方 式以及整形电路类型和工作原理。
脉冲波形概述
脉冲波形是一种非周期性的电信号，具有高幅度且持续时间短暂的特点。
常用脉冲波形种类
方波
具有快速上升和下降的边缘， 常用于数字电路和通信系统。
脉冲状波
持续时间非常短暂，常用于 雷达和高速数据传输。
555定时器-脉冲的产生与整形电路解析
6.1 概述 6.2 施密特触发器 6.3 单稳态触发器 6.4 多谐振荡器 6.5 555定时器及其应用
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6.1 概 述
数字电路中，为了控制和协调整个系统的工作，常常需 要时钟脉冲信号。 获得时钟脉冲的方法有：
1. 利用多谐振荡器直接产生。 2. 通过整形电路变换而成。 整形电路又分为两类：施密特触发器和单稳态触发器。 整形电路可以使脉冲的边沿变陡峭，或形成规定的矩形脉冲。
G1
C uI2 R
+5V R1
T1
G2
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输入带微分环节的单稳态触发器
若uI脉冲宽度twI > tw则应通过 微分电路RPCP再输入到与非门1。
为保证稳态时uO1 = 0，要求:
RP CP≤twI RP≥RON
门3改善输出波形，起反 相和整形的作用。
MOS门输入阻抗高，外接电阻R和RP的大小不会影响其 稳态，它们不再受ROFF和RON的限制。
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R2
uI
R1
1 uO' 1
uI' G1
G2
uO
uO'
(4) 波形图
波形图
uI
UT+
UT–
O
t
uO
O
t
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6.2.2 集成施密特触发器 TTL集成施密特触发器有：74LS14，74132，7413等。
TTL集成施密特触发器性能表
型号 7414 74LS132 7413
tpd/ns 15 15 16.5
换成矩形脉冲信号 。
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3. 鉴幅电路
在一串幅度不相等的
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
电子教案《数字电子技术(第5版_杨志忠)》教学资源第7章_脉冲信号的产生与整形
数字电子技术（第5版）第7章脉冲信号的产生与整形1.(205)要把不规则的矩形波变换为幅度与宽度都相同的矩形波，应选择( )电路。
A. 多谐振荡器B. 基本RS触发器C. 单稳态触发器D. 施密特触发器答案.C2.(209)用555定时器构成的施密特触发器，若电源电压为6V，控制端不外接固定电压，则其上限阈值电压、下限阈值电压和回差电压分别为( )。
A. 2V，4V , 2VB. 4V , 2V , 2VC. 4V，2V , 4VD. 6V , 4V , 2V答案.B3.(208)如图5502所示由555定时器组成的电路是( )。
A. 多谐振荡器B. 施密特触发器C. 单稳态电路D. 双稳态电路图5502答案.C4.(196)能把缓慢变化的输入信号转换成矩形波的电路是( )。
A. 单稳态触发器B. 多谐振荡器C. 施密特触发器D. 边沿触发器答案.C5.(206)图5401所示电路是( ) 电路。
A. 多谐振荡器B. 双稳态触发器C. 单稳态触发器D. 施密特触发器图5401答案.C6.(204)单稳态触发器可用来( )。
A. 产生矩形波B. 产生延时作用C. 存储信号D. 把缓慢信号变成矩形波答案.B7.(203)一个用555定时器构成的单稳态触发器输出的脉冲宽度为( )。
A. 0.7RCB. 1.4RCC. 1.1RCD. 1.0RC答案.C8.(202)要得到频率稳定度高的矩形波，应选择( )电路。
A. RC振荡器B. 石英晶体振荡器C. 单稳态触发器D. 施密特触发器答案.B9.(201)已知由2 l级非门构成的环形振荡器的振荡周期为0.252 us，这些非门的平均传输延迟时间为( )。
A. 6 nsB. 12 nsC. 21 nsD. 20 ns答案.A10.(200)石英晶体多谐振荡器的主要优点是( )。
A. 电路简单B. 频率稳定度高C. 振荡频率高D. 振荡频率低答案.B11.(199)利用门电路的传输时间，可以把( )个非门电路首尾相接，组成多谐振荡器。
脉冲产生与整形电路实验报告
脉冲产生与整形电路实验报告一、实验目的本实验的主要目的是通过脉冲产生与整形电路实验，掌握脉冲信号的产生和整形基本原理，并学会使用555定时器、多谐振荡器等电路元器件进行实现。
二、实验原理1.脉冲产生电路原理脉冲信号通常是由正弦波信号经过整形电路处理得到的。
正弦波信号经由非线性电路处理，波形就会变形，产生各种脉冲信号。
其中，在整形电路中，最常用的是555定时器产生的脉冲信号。
555定时器是一种通用的集成电路，内部包含比较器、多谐振荡器等功能电路，经过调整参数，可以快速产生各种类型的脉冲信号。
2.整形电路原理整形电路在信号处理中的作用是根据信号的幅值、频率和相位等特性，将输入信号转化成特定形式的输出信号。
通常的整形电路包括正弦波整形电路、方波整形电路、脉冲整形电路等。
其中，最常见的脉冲整形电路是单稳态多谐振荡器电路。
该电路采用多谐振荡器，输出一个脉冲信号，带有“占空比”的特点。
这个信号由一端持续保持高电平，另一端持续保持低电平，长度和时间间隔具有可调性。
三、实验内容与步骤1.实验器材：555定时器、74LS123、电路板、导线等。
2.实验步骤：(1) 确定实验电路，根据电路原理图进行串联连接，构成脉冲产生与整形电路。
(2) 对寄存器电路写数据，设置电路元器件的参数，如输入电压的范围、输入电压的幅度等。
(3) 打开开关，接通电源，通过示波器观察脉冲信号的变化情况，并确定产生的脉冲信号的相位和频率等参数。
(4) 调整电路参数，不断进行实验测试，并对比不同参数下输出信号的差异，获得更多的实验结果。
四、实验结果与分析在实验中，我们通过脉冲产生与整形电路实验，成功地实现了脉冲信号的产生与整形，并对不同参数下的信号进行了调节和分析。
经过实验，我们发现脉冲信号的产生有较高的可调性，可以根据需要在一定范围内进行调节，以获得不同形式的输出信号。
而整形电路在处理各种信号时都具有优良的效果，可以更加精细地控制脉冲信号的特性。
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脉冲信号产生与整形
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（4） 放电管T T是集电极开路的三极管。相当于一个受控电子开 关。 输出为0时，T导通，输出为1时，T截止。
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脉冲信号产生与整形
15
（5）缓冲器
缓冲器由G3和G4构成，用于提高电路的负载能 力。
2021/3/1
脉冲信号产生与整形
16
2. 工作原理
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脉冲信号产生与整形
2
几种常用脉冲波形的产生与变换电路：（功能、 特点及其主要应用简介）
1. RC电路：对矩形波进行微分、积分变换， 或作脉冲分压器；
2. 施密特触发器：主要用以将非矩形脉冲变换 成上升沿和下降沿都很陡峭的矩形脉冲；
3. 单稳态触发器：主要用以将脉冲宽度不符合 要求的脉冲变换成脉冲宽度符合要求的矩形脉冲；
表7-1 555定时器的功能表
TH接至反相输入端，当TH＞UR1时，UC1输出低电 平，使触发器置0，故称为高触发端（有效时置0）；
TR接至同相输入端，当TR＜UR2时，UC2输出 低电平，使触发器置1，故称为低触发端（有效时置
1）。
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7.2 施密特触发器
主要用途：把变化缓慢的信号波形变换为边沿 陡峭的矩形波。
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1. 555构成施密特触发器
图7-6 555定时器构成的施密特触发器
（a）电路
（b）工作波形
如果在UIC加上控制电压，
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则可以改脉冲变信号电产生路与整的形 UT+和UT－。
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2. 集成施密特触发器
集成施密特触发器的UT+和UT－的具体数值可从 集成电路手册中查到。
如CT74132的UT+＝1.7 V、UT－＝0.9 V，所以， ΔUT＝UT+—UT－＝1.7 V—0.9 V＝0.8 V。
2021/3输/(1a)出原级理框可图以提(b脉)冲高电信号电压产生路传与输整的形特负性载(能c) 力逻辑。符号
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(2). 施密特触发与非门电路
为了对输入波形进行整形，许多集成门电路采 用了施密特触发形式。
单555型号的最后几位数码 双555型号的最后几位数码
优点 电源电压工作范围
负载电流
双极型产品
CMOS产品5557 Nhomakorabea55556
7556
驱动能力较大 低功耗、高输入阻抗
5~16V
3~18V
可达200mA
可达4mA
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1. 电路组成 电阻分压器 电压比较器 基本RS触发器
施密特触发器将三角波uI变换成矩形波uO。
下限触发转 换电平UT－
上限触发转 换电平UT+
图7-5 施密特触发器的工作波形及电压传输特性
3回改.202差变1/重3/1ΔR（要U1a和T）参=R工数U2作的T波+大－形小脉U冲T可信－号以（产生改通与（整变常b形）回U电T差+压＞Δ传UU输TT－特）性
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CO为控制电压输入端。
当CO悬空时，UR1＝2/3VCC，UR2＝1/3VCC。 当CO＝UCO时，UR1＝UCO，UR2＝1/2UCO
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TH称为高触发端，TR 称为低触发端。
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（3） 基本RS触发器 其置0和置1端为低电平有效触发。 R是低电平有效的复位输入端。 正常工作时，必须使R处于高电平。
特点： ⑴电路有两种稳定状态。两种稳定状态的维持 和转换完全取决于外加触发信号。触发方式：电平 触发。 ⑵电压传输特性特殊，电路有两个转换电平 （上限触发转换电平UT+和下限触发转换电平UT－）。 ⑶状态翻转时有正反馈过程，从而输出边沿陡 峭的矩形脉冲。
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（4）工作波形与电压传输特性
4. 多谐振荡器：产生矩形脉冲； 5. 555定时器。
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常用脉冲波形及参数
1. 常见的脉冲波形 脉冲波形是指突变的电流和电压的波形。
图7脉-冲1信常号产见生与的整脉形 冲波形图
2. 矩形波及其参数 数字电路中用得最多的是矩形波。矩形波
有周期性与非周期性两种。
图7-2 非周期性和周期性矩形波
(1). 施密特反相器
TTL的74LS14和CMOS的CC40106均为六施密 特触发的反相器。
下面以CC40106为例说明其功能。
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为了提高电路的性能，电路在施密特触发器的
基础上，增加了整形级和输出级。
整形级可图以7使-7施输密出特波触形发的反边相器沿更加陡峭，
第7章 脉冲波形的产生与变换
7.1 概述 7.2 555定时器
7.2.1 555定时器 7.2.2 555定时器的应用举例
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第7章 脉冲波形的产生与变换
脉冲信号：指突然变化的电压或电流。 脉冲电路的研究重点：波形分析。 数字电路的研究重点：逻辑功能。
获得脉冲波形的方法主要有两种： 1．利用脉冲振荡电路产生； 2．是通过整形电路对已有的波形进行整形、变 换，使之符合系统的要求。
缓冲器 放电管T
图7-4 555定时器 (a)脉原冲信理号产图生与整(b形)外引线排列图
（1） 电阻分压器
由3个5kΩ的电阻R组成，为电压比较器C1和C2 提供基准电压。
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（2） 电压比较器
C1和C2。当U＋＞U－时， UC输出高电平，反之 则输出低电平。
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7.1 555定时器及其应用
为数字—模拟混合集成电路。 可产生精确的时间延迟和振荡，内部有3个5KΩ的 电阻分压器，故称555。 在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、 电子玩具等许多领域中都得到了应用。
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各公司生产的555定时器的逻辑功能与外引线 排列都完全相同。
(a) 非周期性 (b) 周期性
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图7-3 矩形波的主要参数
周期性矩形波的 周期用T表示，有时 也用频率f表示（f =1/ T）。
矩形波的另外几 个主要参数：
（1）脉冲幅度Um （2）脉冲宽度tw （3）上升时间tr （4）下降时间tf （5）占空比q =t w /T 。通常q用百分比表示，如果 q =50%，则称为对称方波。