脉冲波形的产生和整形电路

资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
6.1 概 述
获得矩形脉冲的方法通常有两种：一种 是用脉冲产生电路直接产生；另一种是对已 有的信号进行整形，然后将它变换成所需要 的脉冲信号。
为了定量描述矩形脉冲的特性，通常给 出几个主要参数。这些参数是：
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
脉冲周期T：周期性重复的脉冲序列中，两 个相邻脉冲之间的时间间隔。
Ui
U＋ U－
0 Uo
0
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
t
t
图 6.1幅度鉴别
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
6.3 单稳态触发器
6.3.1门电路组成的单稳态触发器
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。
0.7
0
DS
&
0 G3
(a) 电路
uo uo
10
(b) 工作波形
UT+ UT－
t
t
（1）:ui＝0时,uo为高电平。 （2）ui＝UD=0.7V时,RS触发器不翻转，uo仍为高电平，电路 仍维持在第一种稳态。 （3）ui继续上升到UT+=UT=1.4V时，RS触发器翻转，uo为低 电平，这是第二稳态。电路翻转后ui再上升，电路状态不变。 （4）ui上升到最大值后下降时，若ui下降到UT，RS触发器不 翻转，电路仍维持在第二稳态。
② 脉冲整形。将不规则的电压波形整形为矩形 波。若适当增大回差电压，可提高电路的抗干扰能 力。图(a)为顶部有干扰的输入信号，图(b)为回差电 压较小的输出波形， 图(c)为回差电压大于顶部干扰 时的输出波形。
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
Ui
U＋
U－
(a)
U
' －
0
t
Uo (b)
0
t
Uo
(c)
（5）ui继续下降到UT-=UT-UD=0.7V时,RS触发器翻转，uo为高 电平，电路返回到第一种稳态。
uo
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
ui
0
UT－ UT+
ui
(a) 传输特性
uo (b) 逻辑符号
下限阈值电压
上限阈值电压
回差电压（滞后电压）： ΔUT＝ UT＋－UT－
回差电压为： ΔUT＝UT＋－UT－＝UT－(UT－UD)＝UD＝ 0.7V 回差太小，且不能调整。
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。
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
一.微分型单稳态触发器
（3）ui继续上升到UT+=UT=1.4V时，RS触发器翻转，uo为低 电平，这是第二稳态。电路翻转后ui再上升，电路状态不变。
（4）ui上升到最大值后下降时，若ui下降到UT，RS触发器不 翻转，电路仍维持在第二稳态。
ui 0
G1 R
1
1
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
G2
ui(V)
&
1.4
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
ui 1
G1 R
G2
1
&
0
DS
&
1
G3
(a) 电路
ui(V)
1.4 0.7
0 uo uo
00
(b) 工作波形
UT+ UT－
t
t
（1）第一稳态ui＝0时，uo为高电平。
（2）ui＝UD=0.7V时，RS触发器不翻转，uo仍为高 电平，电路仍维持在第一种稳态。
（3）ui继续上升到UT+=UT=1.4V时，RS触发器翻 转，uo为低电平，这是第二稳态。电路翻转后ui再上 升，电路状态不变。
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
6.2.2 集成施密特触发器
1. CMOS集成施密特触发器CC40106 2. TTL集成施密特触发器74LS14
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
6.2.3施密特触发器的应用
施密特触发器应用很广， 主要有以下几方面：
① 波形变换。可以将边沿变化缓慢的周期性信 号变换成矩形脉冲。
（1）第一稳态:ui＝0时，uo为高电平，
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
ui 0
G1 R
G2
1
&
1
DS &
1
G3
(a) 电路
ui(V)
1.4 0.7
0 uo uo
10
(b) 工作波形
UT+ UT－
t
t
（1）第一种态ui＝0时，uo为高电平，。
（2）ui＝UD=0.7V时,RS触发器不翻转，uo仍为高 电平，电路仍维持在第一种稳态。
ui 0
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
G1 R
G2
1
&
1
ui(V)
1.4 0.7
0
DS &
1 G3
(a) 电路
uo uo
0
0
(b) 工作波形
UT+ UT－
t
t
（1）ui＝0时，uo为高电平，这是第一稳态。
（2）ui＝UD=0.7V时，RS触发器不翻转，uo仍为高电平，电 路仍维持在第一稳态。
0
t
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
③ 脉冲鉴幅。图 6-1 是将一系列幅度不同的脉 冲信号加到施密特触发器输入端的波形，只有那些 幅度大于上触发电平U+的脉冲才在输出端产生输出 信号。因此，通过这一方法可以选出幅度大于U + 的脉冲， 即对幅度可以进行鉴别。
此外，施密特触发器还可以构成多谐振荡器等， 是应用较广泛的脉冲电路。
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
6.2 施密特触发器
6.2.1用门电路组成的施密特触发器
施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为 适合于数字电路需要的矩形脉冲的电路。
ui 0
G1 R
G2
11 &
DS
&
0 G3
(a) 电路
ui(V)
1.4 0.7
0 uo uo
UT+ UT－
t
10
t
(b) 工作波形
ui
0
t
VDD
VDD uo1
ui 0
G1 ≥1
1C
1 0 R
G2
≥1
uo2
0 VDD uA
t
uo1
uA
0
t
百度文库
uo2
(a) 电路
0
tP
t
(b) 波形
（1）没有触发信号时电路工作在稳态 当没有触发信号时，ui为低电平。因为门G2的输入
端经电阻R接至VDD，VA为高电平，因此uo2为低电平； 门G1的两个输入均为0，其输出uo1为高电平，电容C两端 的电压接近为0。这是电路的稳态，在触发信号到来之前， 电路一直处于这个状态：uo1＝1，uo2＝0。
脉冲幅度V m ：脉冲电压的最大变化幅度。 脉冲宽度 tW：从脉冲前沿到达0.5 V m起，到
脉冲后沿到达0.5 V m为止的一段时间。
上升时间 t r ：脉冲上升沿从0.1 V m上升到0.9V m
所需要的时间。
下降时间 t f ：脉冲下降沿从0.9 V m下降到0.1V m
所需要的时间。 占空比q：脉冲宽度与脉冲周期的比值。