第14章 脉冲的产生和整形电路

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一节几种常用脉冲波形产生和整形电路

一节几种常用脉冲波形产生和整形电路
三角波产生电路的特点是频率和占空比连续可调,调节范围较广。但它的输出波形受到运算放大器性能的影响,且需要一定 的调整时间。
锯齿波产生电路
锯齿波产生电路通常由一个运算放大器和两个电容组成。输入信号通过一个电容加到运算放大器的反 相输入端,输出信号通过另一个电容反馈到运算放大器的同相输入端。通过调整电容的充放电时间, 可以获得不同频率和幅度的锯齿波。
多谐振荡器
总结词
多谐振荡器是一种能够产生方波或近似方波的脉冲整 形电路,其输出频率和占空比可以通过电路参数进行 调整。
详细描述
多谐振荡器由两个反相器串联而成,每个反相器都有 一个电容和电阻并联。当输入信号为高电平时,多谐 振荡器的输出信号为低电平;当输入信号为低电平时 ,多谐振荡器的输出信号为高电平。由于电容的作用 ,多谐振荡器的输出信号频率和占空比可以通过调整 电阻和电容的值来改变。多谐振荡器在数字电路、通 信系统和控制系统中有着广泛的应用。
脉冲幅度解调(PAD)
定义
脉冲幅度解调是将脉冲幅度调制信号还原为原始模拟信号 的过程。通过检测脉冲的幅度并将其转换为相应的模拟信 号值。
工作原理
在PAD中,输入的PAM信号被检测并转换为相应的模拟信 号。通过比较每个脉冲的幅度与预设阈值,可以还原出原 始的模拟信号波形。
应用
PAD广泛应用于数字通信、雷达、测距等领域的接收端, 用于将传输的PAM信号还原为原始的模拟信号。
应用
PFM电路广泛应用于通信、测量和控制等领域。例如,在无线电广播中,PFM用于将音频信号传输到听 众的收音机中。
脉冲频率解调(DFM)
01
定义
脉冲频率解调是一种将已调制的脉冲信号还原为原始信号的过程。在
DFM中,通过测量脉冲信号的频率来恢复原始信号。

脉冲波形的产生和整形电路

脉冲波形的产生和整形电路

脉冲波形发生器与整形电路
2.3.2 RC电路的零状态响应
动态元件的初始储能为零的状态叫零状态。零状态的
电路由外施激励引起的响应,称为零状态响应。外施激励
可以是恒定的电压或电流,也可以是变化的电压或电流。
这里只讨论直流激励引起的响应。
脉冲波形发生器与整形电路
图2.13(a)所示电路,开关S原来与“1”闭合已久,
其电压uC从0按指数规律上升到稳态值US;而电阻电压则 从0跃变到最大值US后,按指数规律衰减到0;电路中的电 流也是从0跃变到最大值 后按指数规律衰减到0。电压、
电流变化的快慢仍然取决于电路的时间U常S 数τ的大小。
R
脉冲波形发生器与整形电路
τ越大,uC上升越慢,暂态过程越长;反之,τ越小, uC上升越快,暂态过程越短。
脉冲波形发生器与整形电路
RC称为电路的时间常数,单位是秒 (s),用τ来表示,即τ=RC。
引入时间常数τ后,电压、电流的响应可 分别写成
t
uC U 0e (t≥0)
i
U0
t
e
R
(t≥0)
脉冲波形发生器与整形电路
uC衰减的快慢只与电路的时间常数τ有关,与初始储能
无关。图2.11示出了电容C在三个不同时间常数的放电电路
图2.10 RC电路的零输入响应曲线
2.时间常数
脉冲波形发生器与整形电路
从uC和i的表达式可以看出它们衰减的快慢取决于指数
中 的大小,也就是取决于1电路参数R和C的乘积,RC越
大,衰减越慢,过渡过程持RC续的时间越长;反之,RC值越
小,衰减越快,过渡过程持续的时间越短。因此,电容电
压和电流衰减的快慢,取决于电路中电阻R和电容C的乘积。

《脉冲产生、整形电路》习题与答案

《脉冲产生、整形电路》习题与答案

脉冲产生、整形电路
单项选择填空,答案序号与题中括号内序号相同。

一、单选
1.只有暂稳态的电路是(1)。

多谐振荡器单稳态电路施密特触发器定时器
2. 施密特触发器的特点是(2 )。

只有一个稳态只有一个暂稳态无稳态具有两个稳态
3.一个由555定时器构成的单稳态触发器的正脉冲宽度为(3)。

0.7RC RC 1.1RC 1.4RC
4.欲将不规则的输入波形变换为幅度和宽度都相同的矩形脉冲,应选择(4)。

基本RC触发器单稳态触发器施密特触发器多谐振荡器
5. 555定时器的 2脚、6脚接在一起构成( 5)。

基本RC触发器单稳态触发器施密特触发器多谐振荡器
6. 555定时器的TH端、TR端的电平分别大于2VDD/3和VDD/3时定时器的输出状态是(6 )。

0 1 原状态不确定
7. 555定时器的TH端、TR端的电平分别小于2VDD/3和VDD/3时定时器的输出状态是(7 )。

0 1 原状态不确定
8.单稳态触发器具有(8 )功能。

计数定时、延时整形定时、延时、整形
9.由555定时器构成的单稳态触发器的触发电压ul应满足((9)。

uI> VDD/3 uI> 2VDD/3 ul<VDD/3 ul<2VDD/3
10设多谐振荡器的脉冲宽度和脉冲间隔分别为TH和TL,则脉冲波形的占空比为(10)。

TH/( TH+ TL) TL/TH+ TL) TH/TL TL/TH。

脉冲电路的产生和整形电路

脉冲电路的产生和整形电路
v 重复此过程,则输出电压 O的波形变化即为一串脉冲波。
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(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。

常用的脉冲整形电路

常用的脉冲整形电路

常用的脉冲整形电路1. 引言脉冲整形电路是一种用于改变信号波形的电路,可以将输入的信号进行整形,使其满足特定的要求。

常用的脉冲整形电路有多种类型,包括单稳态多谐振荡器、Schmitt触发器和非线性元件等。

本文将介绍常见的脉冲整形电路及其工作原理、应用场景和设计要点。

2. 单稳态多谐振荡器单稳态多谐振荡器是一种产生指定时间宽度的脉冲信号的电路。

它由一个RC网络和一个比较器组成。

2.1 工作原理当输入信号上升沿到达比较器阈值时,比较器输出高电平,导致RC网络充电。

当RC网络充电至某个阈值时,比较器输出低电平,导致RC网络开始放电。

放电过程中,输出保持低电平直到RC网络完全放电为止。

这样就产生了一个时间宽度固定的脉冲信号。

2.2 应用场景单稳态多谐振荡器常用于数字系统中的时序控制电路,例如产生延时信号、触发信号等。

2.3 设计要点设计单稳态多谐振荡器时,需要确定以下参数:•RC网络的时间常数:决定了脉冲宽度的持续时间。

•比较器阈值:决定了输入信号上升沿触发的时刻。

3. Schmitt触发器Schmitt触发器是一种通过正反馈实现的双稳态非线性元件。

它可以将输入信号的波形进行整形,并产生一个幅值固定的方波输出。

3.1 工作原理Schmitt触发器包含一个比较器和一个正反馈网络。

当输入信号超过比较器阈值上限时,输出被拉高;当输入信号低于比较器阈值下限时,输出被拉低。

在两个阈值之间,输出保持不变。

这样就实现了对输入信号进行整形的功能。

3.2 应用场景Schmitt触发器常用于噪声滤波和数字电路中的数字信号整形。

3.3 设计要点设计Schmitt触发器时,需要确定以下参数:•比较器阈值上限和下限:决定了输入信号被整形为高电平或低电平的阈值。

•正反馈网络的增益:决定了整形后的方波输出的幅值。

4. 非线性元件非线性元件是一种通过非线性特性实现信号整形的电路。

常见的非线性元件有二极管、晶体管和运算放大器等。

4.1 工作原理非线性元件通过其非线性特性对输入信号进行处理。

脉冲电路原理

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。

脉冲波形的产生与整形(全)

脉冲波形的产生与整形(全)

2020/8/16
湘潭大学信息工程学院
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8.1.2 集成555定时器的应用
➢ 多谐振荡器 ➢ 单稳态触发器 ➢ 施密特触发器
2020/8/16
湘潭大学信息工程学院
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(一) 多谐振荡器
➢ 多谐振荡器是一种产生矩形脉冲波的自激 振荡器。由于矩形波含有丰富的高次谐波, 所以矩形波振荡器又称为多谐振荡器。多 谐振荡器没有稳态,不需外加触发信号, 当接通电源后,便可以自动地周而复始地 产生矩形波输出。
8
5 R1 5k Ω
V-C TH 6
VR1
+ - C1
R2 5k Ω
2
TL
+
VR2 - C2
R3 5k Ω
4R
R
1
VC1(VR)
Q 3
3 v0
S VC1(VS)
7
2Q
D
T R
1
图8-1集成5G555定时器原理图 7
1、555定时器基本结构
基本RS触发器 电源端
电阻分压器
8
电压控制端 5 R1 5k Ω
VCC时,
比较器C1输出低电平, 比较器C2输出低电平,
输出端v0为高电平, 放电三极管TD截止。
2020/8/16
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5G555定时器的功能表。如表8-1所示。
表8-1 5G555定时器的功能表
TH
× >2VCC/3 <2VCC/3 <2VCC/3
TL
× × >VCC/3 <VCC/3
2)通过整形电路把已有的周期性变化 的波形变换为矩形脉冲。实现这一变换功能 的过程,称作“整形”。
常用的整形电路 有单稳态触发器和施密 特触发器 。

几种常用的脉冲波形的产生和整形电路

几种常用的脉冲波形的产生和整形电路
脉冲波形的产生和整形在电子通信、工业控制和科学实验等领域具有广泛的 应用。了解不同脉冲波形和整形电路的知识,有助于优化系统设计和信号处 理。
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

555定时器-脉冲的产生与整形电路解析
6 脉冲的产生与整形电路
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

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

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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第14章脉冲的产生和整形电路教学重点:1.掌握锯齿波电压发生器的工作原理和锯齿波电压参数。

2.掌握单稳态电路的工作原理及应用。

3.掌握多谐振荡电路的工作原理及应用。

4.掌握施密特电路的工作原理及应用。

教学难点:1.环形多谐振荡器的工作原理。

2.单稳态触发器的工作原理。

3.施密特触发器的滞回特性。

学时分配:序号内容学时1 14.1 锯齿波电压发生器和多谐振荡器 32 14.2 单稳态触发器 33 14.3 施密特触发器 24 本章小结与习题 25 本章总学时1014.1 锯齿波电压发生器和多谐振荡器14.1.1锯齿波电压发生器锯齿波电压在示波器、雷达、自动控制和测量仪器等设备中广泛应用。

一、锯齿波电压的参数锯齿波电压的波形参见图14.1.1。

1.扫描期T1:要求在T1时间内电压随时间线性变化。

2.回扫期T B:电压在此期间迅速回到起始值,要求越小越好。

图14.1.1 锯齿波主要参数3.休止期T N:是扫描结束到下次扫描开始的间隔时间。

4.恢复期T2:T2 =T B+T N1291305.重复周期T :T =T 1+T 2 6.频率f :f = 1/T7.扫描幅度V m :扫描期内电压的幅值。

图14.1.2 产生锯齿波电压原理图 图14.1.3用晶体管作开关的锯齿波电压发生器二、锯齿波电压发生器基本原理1.工作原理:利用电容器的缓慢充电和快速放电的过程,在电容器两端得到锯齿波电压。

2.工作过程:初始时开关S 闭合,v C = 0。

若将S 断开,C 开始充电,τ = RC ,V C 按指数规律上升,经短暂时间T 1(T 1 << τ)后再将S 闭合,C 快速放电。

不断重复上述过程,就可以得到锯齿波。

3.简单的锯齿波电压发生器:如图14.1.3所示。

用晶体管V 代替开关S ,在V 的基极输入连续的矩形波,让V 交替地工作在截止与饱和状态,就可以获得锯齿波电压。

三、自举补偿锯齿波电路 1.电路如图14.1.4所示。

+V G 为电源;V 2是射极跟随器;V 1起开关作用;C 1为自举电容器;V 3是隔离二极管。

2.要求:自举电容C 1电容量足够大。

3.工作原理:V 1截止时,电容C 充电,V 2输出锯齿波正程电压;V 1饱和导通时,C 迅速放电,V 2输出锯齿波逆程电压。

同时+V G 通过V 3、C 1、R e 对C 1再充电,补足被放掉的电荷。

14.1.2 多谐振荡器在数字电路系统中,经常要处理脉冲的产生、延时、整形等问题,多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器可以实现这些功能。

多谐振荡器:能自动反复输出矩形脉冲的自激振荡电路,是无稳态电路。

无稳态电路:不需要外加触发信号,电路的输出状态会在高、低电平两种状态间反复不停的翻转,没有稳定的状态。

一、用非门组成的多谐振荡器1.结构特点:输出端与输入端接有反馈线,电路成环形。

2.工作原理动画 环形多谐振荡器图14.1.4 自举补偿锯齿波电路1313.起振条件:(R + R 1) δ 0.85 k Ω;R < 0.8 k Ω。

4.实现电路措施:用一块T081型四非门或一SN74S04型六非门集成电路实现;用一块SN7400型四2输入与非门或CC4011型四2输入与非门,把每个与非门的输入端并接后改为非门来实现。

二、环形多谐振荡器的改进电路1.改进电路:原电路中的R 用电位器来代替。

如图14.1.6所示。

2.参数选择:电位器R 为1 k Ω,C 为15 pF ; 3.改进目的:构成频率可调的多谐振荡器; 4.频率可调范围:1.4 ~ 8 MHz5.带石英晶体的环形振荡器,如图14.1.7所示。

特点:提高频率的稳定性;电路输出的工作频率决定于石英晶体的串联谐振频率f 。

14.2 单稳态触发器单稳态触发器:有一个稳定状态和一个暂稳态的触发器。

主要应用:延时、整形等方面。

14.2.1 用与非门组成的单稳态触发器1.电路组成单稳态触发器由两个与非门和一个积分电路组成,如图14.2.1所示。

2.工作原理电路处于稳态 外加触发信号,电路翻转为暂稳态 自动返回到稳态。

(1) 电路的稳态无论v I 是高电平还是低电平,G 2处于关闭状态,输出v O 为高电平,这是电路的稳态; (2) 外加触发信号,电路翻转为暂稳态设稳态时v I 为低电平。

当v I 电平由低变高时,由于v C 不能突变仍保持高电平,则使v o 电平从高变低;随电容C 的放电过程进行,v C 将下降,维持G 2开通的条件将被破坏,因此G 2开通的状态是暂时的,是暂稳态;(3) 自动返回到稳态当v C 下降到关门电平时,G 2由开通返回到关闭状态,v O 由低电平返回到高电平。

3.正常工作条件:输入正脉冲v I 的宽度t pI 一定要大于单稳态的输出脉冲宽度t p 。

图14.1.6 频率可调的多谐振荡器图14.1.7 带石英晶体的环形振荡器图14.2.1积分型单稳态触发器1324.弱点:正常工作依赖输入脉冲宽度。

5.改进措施:采用负窄脉冲触发的积分型单稳电路,如图14.2.2所示。

图14.2.2 负窄脉冲触发的积分型单稳电路 图14.2.3 CT74121外引线排列14.2.2 单稳态触发器集成电路简介一、CT74121型单稳态触发器简介 1.引脚排列CT74121型单稳态触发器如图14.2.3所示。

2.功能CT74121型单稳态触发器的控制功能参见表14.2.1。

表14.2.1 74121控制功能表序号 输 入输 出说 明TR -A TR -B TR + Q Q1 0 ⨯1 0 1 稳 态2 × 0 1 0 13 × ⨯ 0 0 14 1 1 ⨯ 0 15 ↓ 1 1 高 低 触发暂稳态6 1 ↓ 1 高 低7 ↓ ↓ 1 高 低8 0 ⨯ ↑ 高 低 9×↑高低说明:⨯ 表示任意值;↓ 表示电平从高到低的跳变;↑ 表示电平从低到高的跳变;“高”表示高电平脉冲;“低”表示低电平脉冲。

使用:C ext 是外接电容端,R int 是内部电阻端,R int /C ext 是外接电阻和电容公共端。

单稳态触发器输出脉冲的宽度由定时元件R 和C 决定。

接法见图14.2.4。

图14.2.4 74121的外接电阻和电容接法 图14.2.5 CT74LS123的外引线排列二、CT74LS123双单稳态触发器简介1331.引脚排列CT74LS123双单稳态触发器的引脚排列,参见图14.2.5。

2.使用在直接复位端输入低电平脉冲,可提前终止输出脉冲,迫使脉冲变窄,由t p 变为t p ',如图14.2.6所示。

此芯片具有重复触发功能,可使输出脉冲加宽,如图14.2.7所示。

14.2.6 外加负脉冲终止输出脉冲 14.2.7 重触发脉冲加宽输出脉宽3.功能表CT74LS123双单稳态触发器的控制功能参见表14.2.2。

表14.2.2 CT74LS123控制功能序号 输 入输 出说明 D RTR - TR + Q Q1 0 ⨯ ⨯ 0 1 清零2 ⨯ 1 ⨯ 0 1 稳态3 ⨯ ⨯ 0 0 14 ↑ 0 1 高 低 触发暂 稳态5 1 0 ↑ 高 低 61↓1高低14.2.3 单稳态触发器应用举例单稳态触发器在数字脉冲系统中有着广泛的应用。

例:由CT74LS123组件接成的两级单稳态定时电路如图14.2.9所示,工作波形参见图14.2.10。

13414.3 施密特触发器电路特点:具有两个稳态;电路存在回差现象。

14.3.1 用与非门组成的施密特电路一、工作原理 1.电路构成 2.工作原理动画 施密特触发器第一稳态 输入信号作用 第二稳态 输入信号作用 回到第一稳态。

3.工作特点:是一个双稳态电路;电路状态的翻转依赖于外触发信号电平来维持。

二、滞回特性1.下限门槛电压V TL :在输入电压下降过程中,施密特触发器的输出电平由低变高时的输入电压。

又称下触发电平。

2.上限门槛电压V TH :在输入电压上升过程中,施密特触发器的输出电平由高变低时的输入电压。

又称上触发电平。

3.回差(滞回电压):V TH 与V TL 之间的差值;即V H = V TH - V TL 4.滞回特性:施密特触发器由第一稳态翻转到第二稳态的上限门槛电压V TH 与第二稳态翻转到第一稳态的下限门槛电压V TL 存在差值的现象。

14.3.2 集成施密特触发器电路简介集成施密特触发器性能一致性好,触发电平稳定。

一、TTL 集成施密特触发器CT7414型六施密特反相器如图14.3.5所示。

图14.2.9 由CT74LS123组成的两极单稳定时电路 图14.2.10 图14.2.9 电路的工作波形135二、CMOS集成施密特触发器CC40106和CC4093是国产CMOS施密特触发器的典型产品,如图14.3.6所示。

14.3.3 施密特触发器应用举例一、波形的变换和整形1.将连续变化的波形,如正弦波、三角波等变换成矩形波。

如图14.3.7所示。

图14.3.7 施密特电路用于波形变换图14.3.8 施密特触发器的整形作用2.将发生畸变的矩形波整形。

如图14.3.8所示。

注:施密特触发器的输出信号与输入信号是反相的,如果要求输出与输入信号同相,可在施密特触发器的输出端再接一级反相器。

二、构成多谐振荡器1.电路:如图14.3.10,将施密特反相器的输出端经RC充放电电路与输入端相连。

2.波形如图14.3.10(b)所示。

注:振荡频率可通过改变R和C的大小来调节。

图14.3.5 CT74LS132外引线排列图14.3.6 CC40106和CC4093外引线排列图14.3.10 用施密特触发器构成多谐振荡器本章小结一、锯齿波和矩形波是两种电子设备常用的电压波;自举补偿锯齿波电路是产生锯齿波电压的电路。

二、用集成与非门组成的环形多谐振荡器是产生矩形波的一种电路。

三、单稳态触发器有一个稳态和一个暂稳态,在外加触发信号的作用下可从稳态转为暂稳态,经过一段时间后自动从暂稳态翻转回稳态,从而输出具有一定脉冲宽度的矩形波。

用途:做为自动控制的定时和延时线路。

四、施密特触发器有两个稳态,电路状态的维持和翻转依赖于输入端的电平。

两个稳态翻转时的输入端触发电压不同,存在回差,这是该触发器的固有特征――滞回特性;应用:波形变换、整形和构成多谐振荡器。

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