脉冲波形的产生(自编)

t
一、微分型单稳态触发器
1.电路
CMOS： VTH=1/2VDD VOH≈VDD VOL≈0 2.工作原理
(1)没有加触发脉冲时，即vI=0
vI2=VDD=VOH vO=0 vd=0 稳定状态 电容C上无电压 (vO1 =VDD vO=0)
vO1=VDD
(2) vI上加触发脉冲时(正脉冲) vd vd ≥VTH
3.暂稳态持续时间仅取决于电路参数，与触发脉冲无关。
单稳态触发器的暂稳态通常是靠RC电路的充、放电过程 来维持的。 RC电路可接成两种形式：微分和积分电路形式。
6.3.1用门电路组成的单稳态触发器 vI vI
C R vO vO 0 t t
0 微分电路
vI R vO C 积分电路
vI 0 vO
0 t
二、矩形脉冲的特性参数
0.9Vm 0.5Vm 0.1Vm tr tW tf Vm
T
T -- 脉冲周期：两个相邻脉冲之间的时间间隔。 f =1/T Vm-- 脉冲幅度：脉冲电压的最大变化幅度。
tW--脉冲宽度：脉冲上升到0.5Vm处至下降到0.5Vm处的时间间隔。
tr --上升时间：脉冲上升沿从0.1Vm上升到0.9Vm所需时间。 tf --下降时间：脉冲下降沿从0.9Vm下降到0.1Vm所需时间。 q --占空比 q= tW /T
1.TTL 系列
vO
74LS14 六反相器
74LS132 四2输入与非门 74LS13 双4输入与非门
vI
A B
A B C D
1
&
vO
0
Y
VTH
VDD vI
&
Y
2.CMOS 系列
CC40106 六反相器
CC4093
四2输入与非门
6.2.3 施密特触发器的应用
一、波形变换
vI
1
vO
vI
vO
VT+ VT–
6.4 多谐振荡器 --无稳态电路
多谐振荡器是一种自激振荡器。 在接通电源以后不需要外加触发信号，便能自动地产生 矩形脉冲。 由于矩形波中含有丰富的高次谐波分量，所以又把矩形 波振荡器称为多谐振荡器。 类型： 对称式多谐振荡器 非对称式多谐振荡器 环形振荡器
用施密特触发器构成的多谐振荡器
施密特触发器的特点
施密特触发器是脉冲波形变换经常使用的一种电路， 输出有两个稳定状态。 该电路有两个重要的特点： 1、输出状态依赖于电路输入信号的电平； 2、能改善输出波形，使输出电压波形的边沿变得很 陡 施密特触发器的应用： 1、用于波形变换 2、用于脉冲整形 3、用于脉冲的幅度鉴别
6.2.2 集成施密特触发器
稳态
(2) vI上加触发正脉冲时，即vI= VOH
vO1= VOL ∵电容C上电压不能突变 ∴vA缓慢下降(电容C放电) 只要vA >VTH ， vO=VOL =0 vA≤VTH 暂稳态
vO=VOH (电容C继续放电)
当vI返回低电平后，vO1= VOH ，电容C充电，经一段 时间后vI恢复为高电平，电路达到稳态。
工作波形
计算 R RO 放电回路
vA
C
Q vC () VOL vC (0 ) VOH
VOL VOH tw ( R RO )C ln VOL VTH
输出脉冲幅度： Vm=VOH-VOL )C 分辨时间： td=TTR+tre tre (3 5)( R RO 优点：积分型比微分型单稳态触发器抗干扰能力强。 缺点：积分型单稳态触发器输出波形边沿较差。
脉冲波形的产生
概述
多谐振荡器
单稳态触发器
施密特触发器
6.1 概述
一、矩形脉冲 脉冲信号：一种持续时间极短的电压或电流信号(即突变信号)。 矩形波 方波 尖顶波 获得矩形脉冲的方法：
(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)将已有周期性变化波形(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
同时，电容C迅速放电。
放电时间极短
tre≈(3 ~ 5)RONC
工作波形
电路回复到稳定状态
二、积分型单稳态触发器
1.电路 TTL门 RC积分电路 正脉冲触发 R不能取值太大(必须保证vO1为低电平时vA<VTH) 2.工作原理 (1) vI没有加触发脉冲时，即vI=0 vO1= vA=VOH
vO vI vA VOH
石英晶体多谐振荡器
RC环形多谐振荡器 -输出脉冲周期
输出脉冲周期由电容的充电和放电两个 部分组成
tw1≈1.1RC tw2≈1.2RC
振荡周期等于
T= t
w1
+ t =2.3RC
w2
6.3 单稳态触发器
特点：
1.电路有一个稳态和一个暂稳态； 暂稳态：不能长久维持的状态。 2.在外界触发(窄)脉冲作用下，电路由稳态翻转到暂稳态， 在暂稳态维持一段时间后，自动返回到稳态；
二、脉冲整形
vI
vI
1
vO
VT+ VT–
vO
三、脉冲鉴幅
在输入的一系列幅度各异的脉冲信号中选出幅度大 于某一定值的脉冲输出。 1
vI
vO
vI vO
VT+ VT–
四、构成多谐振荡器 R
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1 C
vO
v d↑
vO1=VOL =0
vI2=VOL =0
电容C上电压不能突变
vO=VOH=VDD
暂稳态(vO1 =VOL =0
vO=VOH = VDD)
此时，即使vI的触发脉冲已经撤销，vO的高电平仍将维持。
(3)电容C充电过程
R>>RON
C充电
vI2↑
vI2 ≥VTH
vO=VOL =0
若此时触发脉冲已经撤销(vd=0)，vO1、 vI2均为高电平。