数字电路第八章脉冲波形的产生与整形j
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脉冲波形的产生与整形
8.3 单稳态电路
1.输出 脉冲宽度tW
2.恢复时间tre
4.输出脉 冲幅度Um
3.分辨时间td
8.3 单稳态电路
8.3.3 集成单稳态电路
常用单稳态电路有 54/74121，54/74221， 54/74123，CD4098， CD4538等。
集成单稳态电路分为 可重复触发型和不可重复 触发型两种。如图8.3.7 所示，输入给电路的4个 触发脉冲分别作用于两种 单稳态电路。
8.4 多谐振荡电路
2.石英晶体多谐振荡器 前述的各种多谐振荡器由于阻容元件及门电路的阈值电压等随外界条
件（主要是温度）变化较大，其频率稳定性一般很难优于10－3。石英晶体 多谐振荡器具有极高的稳定性，用它作为谐振元件做成的石英晶体多谐振 荡器的频率稳定性可优于10－9。
石英晶体的等效电路如图8.4.7（a）所示，图8.4.7（b）是其电路符 号，图8.4.7（c）是其阻抗频率特性。
因为ui=uo,再经过3个tpd时间,uo自动返回到低电 平,如此循环反复,输出矩形脉冲,产生振荡信号。矩 形脉冲振荡信号波形图如图8.4.2（b）所示，其振荡 周期为T=2×3tpd =6tpd
8.4 多谐振荡电路
图8.4.2 环形多谐振荡器
8.4 多谐振荡电路
8.4.2 对称和谐振荡器
在介绍单稳态电路时，将RS锁存器一侧的反馈回路改为RC微 分电路，如图8.4.4(a)、(b)所示，结果使电路由具有两个稳态 变成了具有一个稳态和一个暂稳态。
第8章 脉冲波形的产生与整形
本章小结 ➢施密特触发器除了波形变换、脉冲鉴幅、脉冲整形外，还可以改善 输入脉冲的上升沿和下降沿，使脉冲接近理想脉冲信号。施密特触发 器除有反相传输和同相传输两种电路外，还有施密特与非门、施密特 或非门等。 ➢集成定时器电路有TTL构成的电路，也有CMOS构成的电路。除了作 为定时器外，还可作为施密特触发器、单稳态电路和多谐振荡器等。 ➢当需要产生的脉冲信号频率较高，并且频率稳定性较高时，通常采 用石英晶体振荡器。
数字电子技术-脉冲波形的产生与变换
3
锯齿波变换的应用
在数字电子技术中，锯齿波的变换常用于产生矩 形波等脉冲波形，这些波形在信号处理、测量和 控制等领域有广泛的应用。
04
脉冲波形产生与变换的方法
数字方法
数字方法是指通过数字电路和数字信号处理技术来产生 和变换脉冲波形。
数字方法可以通过编程实现各种不同的脉冲波形，如矩 形波、三角波、正弦波等。
数字电子技术-脉冲波形 的产生与变换
• 引言 • 脉冲波形的产生 • 脉冲波形的变换 • 脉冲波形产生与变换的方法 • 脉冲波形产生与变换的实际应用 • 结论
01
引言
主题简介
01
脉冲波形是指具有特定形状、幅 度、宽度和重复频率的波形，广 泛应用于数字电子技术中。
02
脉冲波形的产生与变换是数字电 子技术中的重要内容，涉及到信 号处理、通信、控制等多个领域 。
光纤通信
在光纤通信中，脉冲波形产生与变换技术用于生成高速光脉冲，实现大容量、高速的光信号传输。通 过调制技术，将数字信号加载到光脉冲上，提高通信系统的传输效率和可靠性。
在测量技术中的应用
时间测量
利用脉冲波形产生与变换技术，可以生成精确的时间间隔和频率，用于时间测量和计时 应用。例如，高精度计数器和频率计等测量仪器利用脉冲波形产生与变换技术实现高精
数字方法具有精度高、稳定性好、易于实现复杂波形等 优点。
数字方法还可以实现脉冲波形的调制和解调，广泛应用 于通信、雷达、测控等领域。
模拟方法
01
模拟方法是指通过模拟 电路和模拟信号处理技 术来产生和变换脉冲波 形。
02
模拟方法具有简单、直 观、易于实现等优点。
03
模拟方法可以通过简单 的RC电路、LC电路等实 现矩形波、锯齿波等基 本脉冲波形。
脉冲波形发生器与整形电路-555定时器ppt课件
1
× × 0 0 导通
1
2 3VCC
1 3
VCC
1
2 3VCC
1 3VCC
1
0 导通 1 截止
32VCC
1 3VCC
1
不变 不变
脉冲波形发生器与整形电路
简化功能表
输入
输出
使用要点
RD TH 0×
TR ×
OUT 0
V 状态 导通
(1) RD 低电平有效,优先级最高， 归不纳用出时：应T接H、高T电R平和。Q ：
电管 V 迅速放电完毕，uC 0 V。
t
这时TR = UIH > 1/3 VCC，
TH = uC 0 < 2/3 VCC，uO 保持
低电平不变。因此，稳态时
t uC 0 V，uO 为低电平。
充电
UIL
uI 1323UVVuIOCCCHCC
uOO UOH UOL
O
tWI tWO
脉冲波形发生器与整形电路
0 1
导通
1
定时器 5G555 的功能表
输入
输出
TH
TR
RD OUT = Q V 状态
0
0
导通
0
×
×
2 3
VCC
1 3
VCC
1
0
导通
2 3VCC
1 3VCC
1
1
截止
32VCC
1 3
VCC
1
不变 不变
直接置 0 端 RD 低电 平有效，优先级最高。不用
时应使其为1.
脉冲波形发生器与整形电路
555 定时器的工作原理与逻辑功能
脉冲波形发生器与整形电路
数字电子技术脉冲波形的产生与整形
<1/3Vcc
1
不允许
出
TD 通 通 不变 截止 截止
6.5.2 用555构成施密特触发器
施密特触发器
功能特点：
1.输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时对应
的输入电平，及输入信号从高电平下降过程中对应的
输入转换电平不同。
2.在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出
电压波形的边沿变得很陡。 vO
555定时器是由于其型号的最后三位是555而命名的。世界上 各个厂家都有各自的555产品。尽管其型号各不相同，但其最后 几位都是555。
电路结构： ★
由分压器，C1、C2比较器,
基本 RS触发器， VCO
集电极开路的放电 vI1
三极管TD四部分构成。(TH)
vI2
主要原理：
(TR)
定时器的主要功能
Q=0不变， vO=0不变
vI2
vI<1/3VCC时， vC1 =1，vC2 =0， Q=1， vO =1，所以VT-=1/3VCC
VCC RD
84
5K
G1
VR1 5
－+C1vC1 & Q
6
5K
2 VR2
－+C2 5K
&
vC2 Q
G2
& G3
TD
7 1
1
3 vO
G4
电压传输特性：
vO
VT- VT+ vI
➢vI1>VR1，vI2<VR2时，
vC1=0，vC2=0，不定，
不允许
Q=Q=1，vO=1，TD截止
1
3 vO
G4
所以，CB555的功能如下表（VCO悬空时）
数字电路答案第八章
第八章脉冲产生与整形在时序电路中，常常需要用到不同幅度、宽度以及具有陡峭边沿的脉冲信号。
事实上，数字系统几乎离不开脉冲信号。
获取这些脉冲信号的方法通常有两种：直接产生或者利用已有信号变换得到。
本章主要讨论常用的脉冲产生和整形电路的结构、工作原理、性能分析等，常见的脉冲电路有：单稳态触发器、施密特触发器和多谐振荡器。
第一节基本知识、重点与难点一、基本知识（一）常用脉冲产生和整形电路1. 施密特触发器（1）电路特点施密特触发器是常用的脉冲变换和脉冲整形电路。
电路主要有两个特点：一是施密特触发器是电平型触发电路；二是施密特触发器电压传输特性具有回差特性，或称滞回特性。
输入信号在低电平上升过程中，电路输出状态发生转换时对应的输入电平称为正向阈值电压U T+，输入信号在高电平下降过程中，电路状态转换对应的输入电平称为负向阈值电压U T－，U T+与U T－的差值称为回差电压ΔU T。
（2）电路构成及参数施密特触发器有多种构成方式，如：门电路构成、集成施密特触发器、555定时器构成。
主要电路参数：正向阈值电压U T+、负向阈值电压U T－和回差电压ΔU T。
（3）电路应用施密特触发器主要应用范围：波形变换、波形整形和幅度鉴别等。
2. 单稳态触发器（1）电路特点单稳态触发器特点如下：①单稳态触发器有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；②在外加触发信号的作用下，触发器可以从稳态翻转到暂稳态，暂稳态维持一段时间，自动返回原稳态；③暂稳态维持时间的长短取决于电路参数R和C。
（2）电路构成及参数单稳态触发器有多种构成方式，如：门电路构成的积分型单稳态触发器、门电路构成的微分型单稳态触发器、集成单稳态触发器、555定时器构成的单稳态触发器等。
主要电路参数：暂稳态的维持时间t w、恢复时间t re 、分辨时间t d、输出脉冲幅度U m。
（3）电路应用单稳态触发器主要应用范围：定时、延时、脉冲波形整形等。
3. 多谐振荡器多谐振荡器是一种自激振荡器，接通电源后，就可以自动产生矩形脉冲，是数字系统中产生脉冲信号的主要电路。
脉冲波形的产生与整形(全)
2020/8/16
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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
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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。
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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 。
王海光数字电子技术基础 第8章 脉冲产生和整形电路
电路有哪些？ 多谐振荡器功能特点是什么？常用的多谐振荡器电路有
哪些？ 555定时器的电路结构和功能？ 如何用555定时器构造施密特触发器、单稳态触发器和
多谐振荡器电路？
第8章 脉冲产生和整形电路
• 概述 脉冲信号是指作用时间很短的突变电压信号或电
流信号的统称，从广义上说，凡是非直流而不具有连 续正弦波的信号，均可称为脉冲信号。如矩形脉冲、 三角脉冲、锯齿脉冲等。
vI1
vo1
vo
vI1
vo1
vo
迅速转换为G1截止、G2导通，输出 vO VOL ，电路回到第一稳态。
此时的 vI 值称为施密特触发器的负向阈值电压VT 。显然，vI 继续下
降，电路的状态不会改变，处于第一稳态。
同 理 ， 因 第 二 稳 态 输 出 vO V ， O H 则
vI1
VTH
R 压
VTH
1 2 VDD
, VOL 0 ， VOH VDD
。
2
vI
R1
1 vo1 1
vI G1
G2
vI
vo
vI
vo
vo vo
（a（）a）电电路路
（b）逻辑符号
图6.2.1 用图8C.1M.1 O用S集反成相门电器路构构成成的的施施密特密触特发触器 发器
8.1.2 常见的施密特触发器
别出来。
1 VI
VO
VI
VT+ VT-
0
t
VO
利用施密特触发电路的电压滞回传输特性，可以构成
R1
R2 R2
VT
R1
R1 R2
VOH
，所以反向阈值电压为：VT
哪些？ 555定时器的电路结构和功能？ 如何用555定时器构造施密特触发器、单稳态触发器和
多谐振荡器电路？
第8章 脉冲产生和整形电路
• 概述 脉冲信号是指作用时间很短的突变电压信号或电
流信号的统称，从广义上说，凡是非直流而不具有连 续正弦波的信号，均可称为脉冲信号。如矩形脉冲、 三角脉冲、锯齿脉冲等。
vI1
vo1
vo
vI1
vo1
vo
迅速转换为G1截止、G2导通，输出 vO VOL ，电路回到第一稳态。
此时的 vI 值称为施密特触发器的负向阈值电压VT 。显然，vI 继续下
降，电路的状态不会改变，处于第一稳态。
同 理 ， 因 第 二 稳 态 输 出 vO V ， O H 则
vI1
VTH
R 压
VTH
1 2 VDD
, VOL 0 ， VOH VDD
。
2
vI
R1
1 vo1 1
vI G1
G2
vI
vo
vI
vo
vo vo
（a（）a）电电路路
（b）逻辑符号
图6.2.1 用图8C.1M.1 O用S集反成相门电器路构构成成的的施施密特密触特发触器 发器
8.1.2 常见的施密特触发器
别出来。
1 VI
VO
VI
VT+ VT-
0
t
VO
利用施密特触发电路的电压滞回传输特性，可以构成
R1
R2 R2
VT
R1
R1 R2
VOH
，所以反向阈值电压为：VT
数字电路习题-第八章
第二节 典型题解
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 。
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
振荡周期为
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
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
数字电子技术脉冲波形的产生和整形
数字电子技术脉冲波形的产生和整形数字电子技术在现代电子领域中扮演着重要的角色。
脉冲波形的产生和整形是数字电子技术中的一项基础技术，它在数字信号处理、通信系统、计算机科学等领域中得到广泛应用。
本文将探讨数字电子技术脉冲波形的产生和整形的原理、方法以及应用。
一、数字电子技术脉冲波形的产生原理数字电子技术脉冲波形的产生基于逻辑门电路的输出状态变化。
逻辑门电路由多个逻辑门组成，逻辑门的输入和输出可以是0或1。
通过逻辑门的组合和控制，可以产生各种复杂的波形。
例如，当使用非门电路时，其输出与输入相反。
如果输入为0，则输出为1；如果输入为1，则输出为0。
通过在非门电路后面串联非门电路，可以得到一个稳定的高电平或低电平信号。
通过适当的时钟控制和信号切换，可以产生各种脉冲波形。
二、数字电子技术脉冲波形的整形方法1. 单稳态整形电路单稳态整形电路可将输入的窄脉冲波形整形为较宽的方波信号，以确保输入脉冲的稳定性和准确性。
单稳态整形电路的核心是单稳态多谐振器，其通过一个触发器和适当的电容电阻网络实现。
输入脉冲触发触发器，逐渐充放电电容，最终输出一个较宽的方波脉冲。
2. 升降沿整形电路升降沿整形电路能够将输入脉冲波形的上升沿和下降沿进行整形，使其变得更为陡峭和准确。
升降沿整形电路由施密特触发器、比较器和延时电路等组成。
在输入脉冲波形的上升或下降沿触发触发器，输出经过比较器和延时电路后得到整形后的脉冲波形。
三、数字电子技术脉冲波形的应用1. 数字信号处理数字信号处理是数字电子技术的重要应用领域之一。
脉冲波形的产生和整形技术在数字信号处理中起到至关重要的作用。
通过产生和整形不同的脉冲波形，可以实现信号滤波、频率分析、解调等功能。
2. 通信系统在通信系统中，数字电子技术脉冲波形的产生和整形对信号的传输和接收起着重要作用。
通过产生和整形不同的脉冲波形，可以实现数据的编码、解码、调制和解调等功能，提高信号传输的可靠性和效率。
3. 计算机科学在计算机科学领域，数字电子技术脉冲波形的产生和整形广泛应用于时序控制、时钟信号生成、数据同步等方面。
数字电路PPT
阻
R，使
B点
触发后，A很快回到高电平， 当QA维负持跳1变，时电，阻电当压A逐=1步时下，降。
单稳G态1门输B出点为电由高压电于下平B降=，，0 ，Q达由因到0此阈变为1。
触发B器值跟电随压Q上以升下Q，时=1，，QQ翻=转0 。回电1，
QQ由翻1转变为0。路工作在稳定状
Q
态。
第一节 单稳态触发器
1
<2UDD/3 <UDD/3
1
0 不变
1
T管 导通
导通 不变 截止
D(引脚7) 0 0
不变 1
集成定时器7555的主要参数： 电源电压： UDD= 3～18V
复位电流： ≤100pA
最大功耗 300mW
触发电流： < 50pA
输出电压 UOL ≤ 0.1V(UDD=15V, IOL=3.2mA) UOH ≥ 14.8V(UDD=15V, IOH=1mA)
O
t
O
t
uO
uO
UOH
UOH
UOL
UOL
t
t
O
O
反相传输
同相传输
第三节 施密特触发器
施密特触发器符号：
1
1
具有施密特触发器特性的电路(自学)：
1. 带有正反馈的运算放大器 uI
uO
比较的基准电压：
UP
UP
R1 R1 Rf
u O
R1
Rf
UP总是与uO同相、与uI反相，因而形成回差。
第三节 施密特触发器
TR 2 0
R
R0 4
G1 1 1
≥ 1 Q0 1
C1
≥1
Q
C2
G2
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§8.3 由555定时器组成的单稳态触发器
接通电源
+UCC
UCC 8
4 (复位端)
R1
ui 1 uC
>2/3 UCC
5KΩ
5 6
VA
+C1 + 01
5KΩ 2
VB
+C2 + 1
7 5KΩ
T
导通 (地)1
稳定状态
1
RD Q
SD Q 0
3uO
Q=0
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§8.3 由555定时器组成的单稳态触发器
tWR1 CnUC U (C () )ห้องสมุดไป่ตู้ C U (T 0)
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6
8.2 555定时器
555定时器是一种将模拟电路和数字电路集成 于一体的电子器件。用它可以构成单稳态触发器、 多谐振荡器和施密特触发器等多种电路。 555定 时器在工业控制、定时、检测、报警等方面有广 泛应用。
6.5.1 555定时器的结构
0
t
③ 电路的时间常数τ=RC，τ决定了暂态时间的长短。根据
三要素公式，可以得到电压随时间变化的方程为
u C ( t) U C ( ) [ U C ( 0 ) U C ( )e ] t/
④令uC(tW)=UT，则从暂态过程的起始值UC(0+)变到UT所经历 的时间tW（脉冲宽度）可用下式计算：
10
8.2 555定时器
555定时器的功能表：
RD
0 1 1 1
输入
u6
×
2 3 U CC
2 3 U CC
2 3 U CC
u2 ×
1 3 U CC
1 3 U CC
1 3 U CC
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输出
uO 0 1 0 不变
VT 导通 截止 导通 不变
11
555定时器能在很宽的电源电压范围内 工作，并可承受较大的负载电流。
由外界触发
暂稳态
自动返回
稳定状态
恢复期 稳定状态
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§8.3 由555定时器组成的单稳态触发器
单稳态触发器只有一个稳定状态。在未加触发 脉冲前，电路处于稳定状态；在触发脉冲作用下， 电路由稳定状态翻转为暂稳定状态，停留一段时 间后，电路又自动返回稳定状态。
暂稳定状态的长短，取决于电路的参数，与 触发脉冲无关。
+UCC R1
0
ui uC
< 1/3 UCC
UCC 8
5KΩ
5 6
VA
+C1 + 1
5KΩ 2
VB
10
+C2+
7 5KΩ
T
截止 (地)1
4 (复位端)
暂稳状态
10
RD Q SD Q 01
3uO
Q=1
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§8.3 由555定时器组成的单稳态触发器
+UCC
UCC 8
4 (复位端)
R1
1
ui uc
双极性555： 5～16V 200mA
CMOS型7555：3～18V 4mA
利用555，可方便地构成施密特触发器、 单稳态触发器、多谐振荡器。
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8.3 单稳态触发器
单稳态触发器是一种常用的脉冲整形电路，简称单稳。
工作特性： ① 它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态； 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，电路能自动返回稳态； ③ 暂稳态不能长久保持，其维持时间的长短取决于电路 自身参数，与外界触发脉冲无关。
(d)锯齿波
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2
8.1 概述
在数字系统中常常需要用到各种幅度、宽度以及具有
陡峭边沿的矩形脉冲信号，如触发器的时钟脉冲（CP）。
获取这些脉冲信号的方法通常有两种： ①脉冲产生电路直接产生； ②利用已有的周期信号整形、变换得到。
脉冲整形、变换电路——单稳态触发器 施密特触发器；
脉冲产生电路——多谐振荡器； 多用途的定时电路——555定时器。
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3
8.1 概述
二、脉冲信号的参数
上升时间
下降时间
0.9 Um 0.5 Um 0.1 Um
tr
tf
t W脉冲宽度 T
脉冲周期
矩形脉冲信号的主要参数
脉
Um
冲 幅
度
占空比D－－脉冲宽度与脉冲周期的比值，D＝tW/T 。
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4
8.1 概述
三、脉冲产生电路的暂态分析
脉冲波形产生与整形电路多是由RC充放电电路构成的。
第8章 脉冲波形的产生与整形
8.1 概述 8.2 555定时器 8.3 单稳态触发器 8.4 施密特触发器 8.5 多谐振荡器
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1
8.1 概述
一、脉冲信号
脉冲是脉动和短促的意思，凡是具有不连续波形的信 号均可称为脉冲信号。广义讲，各种非正弦信号都是脉冲 信号。
(a)矩形波
(b)方波
(c)尖脉冲
>2/3 UCC
5KΩ
5 6
VA
单稳态触发器一般用做定时、整形及延时。
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14
8.3 单稳态触发器
1.工作原理
③②①恢暂稳复稳态期态：：：
到u稳2触稳态V无当T发态，导触uC脉＝。u通发O冲＝0，信时下1电号。，降容时当电沿C，路迅到uu进速CI达为入放时高23稳电U（电C态，C平u：直I时。u到，电O31＝使Uu容0OCu＝。C先C≈）0充，0，，电暂电电后稳路路放态进又电结入恢，束暂复。
3 输出端
VT是一个集电极开路的 放电三极管。
当uO＝0时，VT导通； 当uO＝1时，VT截止。
R-S触发器
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8
6.5.1 555定时器的工作原理
2/3 UCC
UCC
比较结果
5 6
5KΩ. VA
+
C1 +
RD
V6 <2/3 UCC
V2 <1/3 UCC
RD 1
SD 0
5KΩ
>2/3 UCC >1/3 UCC 0 1
C
UC(t )
UC(t)
S
R
U
UT
UC(0+) tM 0
UC(∞ ) t
① 开关闭合的一瞬间，电容器上电压不能突变，满足开关
定理UC(0+)=UC(0-)。 ② 充电暂态过程结束后，流过电容器的电流iC(∞)为0，即
电容器相当于开路。
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5
8.1 概述
UC(t )
UT
UC(∞ )
UC(0+) tW
1.分压器：由三个等值电阻构成 2.比较器：由电压比较器C1和C2构成 3.R-S触发器 4.集电极开路的放电三极管T
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7
UCC 8
4 复位端
电压 控制端
5
高电平 触发端
6
低电平 触发端
2
5KΩ
VA
5KΩ
VB
+
C1+
+ C2
+
5KΩ
放电端 7 放电管 T
调转
1 分压器
地
比较器
RD Q SD Q
2
.VB
+C2 + SD
<2/3 UCC >1/3 UCC >2/3 UCC <1/3 UCC
1 0
1 0
5KΩ
1/3 UCC
2.电压比较器
U+≥U-时，Ci＝1；
不允许
U+＜U-时，Ci＝0。
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9
RD Q
RD SD Q T
T
SD Q
10 输出
01
1 截止 0 导通
1 1 保持 保持
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