最好的数电课件第六章脉冲单元电路
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精品课件-数字电子技术-第6章
X(t)=X(∞)+［X(0+)－X(∞)］e－t/τ (6.1.1) 或
t ln X () X (0 )
X () X (t)
(6.1.2)
第6章 脉冲波形的产生与变换
6.2 施密特触发器
6.2.1 施密特触发器的特点
施密特触发器的主要特点如下：
(1) 施密特触发器具有两个稳定状态。
(2) 施密特触发器具有两个翻转电平，即对正向和反向
当ui从高电平逐渐下降，并且降到 只有0.7 V左右时， iC1开始减小，于是又出现了另一个正反馈过程：
从而使电路迅速返回V1截止、V2饱和导通的状态。
第6章 脉冲波形的产生与变换
同时，由于R3<R2，因而就使得施密特触发器存在回差电
压。如果用 U及 U分 别表示V1由截止变为导通时的输入电
压及V1由导通变为截止时的输入电压，则可得到电路的回差电 压为
增长的输入信号，电路的触发转换电平不同，电路具有回差特
性，如图6.2.1所示。回差电压为
ΔU=U+－U－
(6.2.1)
第6章 脉冲波形的产生与变换
(3) 在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使 输出波形的边沿变得很陡。
图 6.2.1 施密特触发器的回差特性
第6章 脉冲波形的产生与变换
6.2.2 门电路构成的施密特触发器 1. 结构及符号 图6.2.2(a)给出了一个用门电路构成的施密特触发器的
U U U
(6.2.5)
图6.2.5给出了7413的电压传输特性。
第6章 脉冲波形的产生与变换
图 6.2.5 集成施密特7413的电压传输特性
第6章 脉冲波形的产生与变换
第6章 脉冲波形的产生与变换
t ln X () X (0 )
X () X (t)
(6.1.2)
第6章 脉冲波形的产生与变换
6.2 施密特触发器
6.2.1 施密特触发器的特点
施密特触发器的主要特点如下：
(1) 施密特触发器具有两个稳定状态。
(2) 施密特触发器具有两个翻转电平，即对正向和反向
当ui从高电平逐渐下降，并且降到 只有0.7 V左右时， iC1开始减小，于是又出现了另一个正反馈过程：
从而使电路迅速返回V1截止、V2饱和导通的状态。
第6章 脉冲波形的产生与变换
同时，由于R3<R2，因而就使得施密特触发器存在回差电
压。如果用 U及 U分 别表示V1由截止变为导通时的输入电
压及V1由导通变为截止时的输入电压，则可得到电路的回差电 压为
增长的输入信号，电路的触发转换电平不同，电路具有回差特
性，如图6.2.1所示。回差电压为
ΔU=U+－U－
(6.2.1)
第6章 脉冲波形的产生与变换
(3) 在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使 输出波形的边沿变得很陡。
图 6.2.1 施密特触发器的回差特性
第6章 脉冲波形的产生与变换
6.2.2 门电路构成的施密特触发器 1. 结构及符号 图6.2.2(a)给出了一个用门电路构成的施密特触发器的
U U U
(6.2.5)
图6.2.5给出了7413的电压传输特性。
第6章 脉冲波形的产生与变换
图 6.2.5 集成施密特7413的电压传输特性
第6章 脉冲波形的产生与变换
第6章 脉冲波形的产生与变换
数字电路(第六章脉冲电路)
VO 2
Vi1
RP
C
G2
1
VO1
Vi 2
1
VO2
29
RF
C
VDD
V DD
RP R ON
R ON
Vi1 R F + R ON
R ON
C
RF
C
放电
VDD R F + R ON
Vi1
R ON
RP
V DD
C
R ON
充电
RF
R ON
充电、放电时间均不能长久，电路在两个暂稳态之间不断变 化，形成连续脉冲输出。
34
6.5 555定时器及其应用 定时器及其应用
555定时器是多用途数字—模拟集成电路，利用它可以 方便地构成： 施密特触发器； 施密特触发器； 单稳态触发器； 单稳态触发器； 多谐振荡器
35
555电路结构 电路结构 基本组成： 比较器1；
G1
VCC
RD
8 5k
4
VCO Vi 1 (TH ( TH )
t
回差电压： Δ T = VT+ - VT V R1 R1 = (1 + ) VTH - (1 - ) VTH R2 R2
t
R1 =2 VTH R2
脉冲波形整形电路
t
9
VOL
电压传输特性：（ 电压传输特性：（CMOS） ：（ ）
R2
VO
ΔVT
Vi
R1
Vi '
1
G2
1
VO
VO '
G1
VO1
O
Vi VT - VTH VT+ VDD
C1 R F2
24
《脉冲单元电路》PPT课件
第三节 555定时器及其应用
一、555定时器 的电路结构 二、用 555定时器接成的施密特触发器 三、用 555定时器接成的单稳态触发器 四、用 555定时器接成的多谐振荡器
精选课件ppt
1
复习
多谐振荡器的特点？ 多谐振荡器的主要参数？ 若要求频率稳定性高，需采用怎样的多谐振荡器？
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2
（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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6
（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
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
第三节 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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3
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。
单555型号的最后几位数码 双555型号的最后几位数码
1）。
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13
二 1. 、 555定时器接成的施密特触发器
思考：施密特触发器的特点？ 回差特性：上升过程和下降过程有不同的转换 电平UT＋和UT－。
如何与555定时器发生联系？ 内部比较器有两个不同的基准电压UR1和UR2。
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14
1. 构成施密特触发器
图7-29 555定时器构成的施密特触发器
（a）电路
一、555定时器 的电路结构 二、用 555定时器接成的施密特触发器 三、用 555定时器接成的单稳态触发器 四、用 555定时器接成的多谐振荡器
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1
复习
多谐振荡器的特点？ 多谐振荡器的主要参数？ 若要求频率稳定性高，需采用怎样的多谐振荡器？
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2
（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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6
（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
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
第三节 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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3
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。
单555型号的最后几位数码 双555型号的最后几位数码
1）。
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13
二 1. 、 555定时器接成的施密特触发器
思考：施密特触发器的特点？ 回差特性：上升过程和下降过程有不同的转换 电平UT＋和UT－。
如何与555定时器发生联系？ 内部比较器有两个不同的基准电压UR1和UR2。
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14
1. 构成施密特触发器
图7-29 555定时器构成的施密特触发器
（a）电路
精品课件-数字电子技术-第6章
可导出
t ln uC () uC (0)
uC () uC (t)
(6.1)
将τ=RC，uC(∞)=UCC，uC(0)=0， (6.1)，可得
uC (t)
2 3
U
代入式
CC
tW
RC ln UCC 0
U CC
2 3
U
CC
RC ln 3 1.1RC
(6.2)
第6章 脉冲波形发生器与整形电路
6.1.3 用555 (1) 输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时
对应的输入电平与输入信号从高电平下降过程中电路状态转换 对应的输入电平不同，分别称为正向阈值电压UT＋和负向阈值 电压UT－，正向阈值电压与负向阈值电压之差称为回差电压， 用ΔUT表示(ΔUT＝UT＋－UT－)
(2) 在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使
第6章 脉冲波形发生器与整形电路
2. (1) 输出脉冲宽度tWO。如图6-8(c)波形图可知，暂稳态 t1～t2的时间即为输出脉冲宽度tWO。为计算方便，以t1时刻作 为计算时间起点，由uC
uC(0＋)≈0， uC(∞)≈UDD，
uC(tWO)=UTH=
1 UDD, τ≈RC 2
第6章 脉冲波形发生器与整形电路
它由电阻分压器、电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电三 极管V、一个与非门和一个非门组成。
第6章 脉冲波形发生器与整形电路
图6-1 CB555的电路和外引线排列
第6章 脉冲波形发生器与整形电路
555定时器的功能如表6-1 表6-1 555定时器的功能表
第6章 脉冲波形发生器与整形电路
6.1.2 用555 前面讲过的触发器有两个稳定状态，从一个稳定状态翻转
t ln uC () uC (0)
uC () uC (t)
(6.1)
将τ=RC，uC(∞)=UCC，uC(0)=0， (6.1)，可得
uC (t)
2 3
U
代入式
CC
tW
RC ln UCC 0
U CC
2 3
U
CC
RC ln 3 1.1RC
(6.2)
第6章 脉冲波形发生器与整形电路
6.1.3 用555 (1) 输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时
对应的输入电平与输入信号从高电平下降过程中电路状态转换 对应的输入电平不同，分别称为正向阈值电压UT＋和负向阈值 电压UT－，正向阈值电压与负向阈值电压之差称为回差电压， 用ΔUT表示(ΔUT＝UT＋－UT－)
(2) 在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使
第6章 脉冲波形发生器与整形电路
2. (1) 输出脉冲宽度tWO。如图6-8(c)波形图可知，暂稳态 t1～t2的时间即为输出脉冲宽度tWO。为计算方便，以t1时刻作 为计算时间起点，由uC
uC(0＋)≈0， uC(∞)≈UDD，
uC(tWO)=UTH=
1 UDD, τ≈RC 2
第6章 脉冲波形发生器与整形电路
它由电阻分压器、电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电三 极管V、一个与非门和一个非门组成。
第6章 脉冲波形发生器与整形电路
图6-1 CB555的电路和外引线排列
第6章 脉冲波形发生器与整形电路
555定时器的功能如表6-1 表6-1 555定时器的功能表
第6章 脉冲波形发生器与整形电路
6.1.2 用555 前面讲过的触发器有两个稳定状态，从一个稳定状态翻转
《数字电子技术教学课件》第06章 脉冲波形的产生与变换PPT资料80页
复习
触发器有什么特点？ 请画出与非门实现的基本RS触发器的电路图。 请列出基本RS触发器的功能表。 什么叫现态？次态？ 基本RS触发器的触发方式？
06.11.2020
1
复习
MSI时序逻辑电路的分析步骤？
06.11.2020
2
第6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。
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。
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。
06.11.2020
图6-16 74121的电路符号 37
功能： （1）触发方式：
06.11.2020
38
（2）定时元件接法：
图(a)：外接电阻
图(b)：用内部电阻
R=Rext（1.4~40kΩ图）6。-17 74121R应＝用R电in路t (约为2kΩ)。
输出脉冲uO的宽度：tw ≈ 0.7RCext
（2）外加触发信号，电路翻转到暂稳态。 当uI产生正跳变时，uO1产生负跳变，经过电容C
耦合，使uI2产生负跳变，G2输出uO产生正跳变；uO 的正跳变反馈到G1输入端，从而导致如下正反馈过程：
06.11.2020
28
使电路迅速变为G1导通、G2截止的状态，此时， 电路处于uO1=UOL、uO=uO2=UOH的状态。然而这一 状态是不能长久保持的，故称为暂稳态。
触发器有什么特点？ 请画出与非门实现的基本RS触发器的电路图。 请列出基本RS触发器的功能表。 什么叫现态？次态？ 基本RS触发器的触发方式？
06.11.2020
1
复习
MSI时序逻辑电路的分析步骤？
06.11.2020
2
第6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。
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。
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。
06.11.2020
图6-16 74121的电路符号 37
功能： （1）触发方式：
06.11.2020
38
（2）定时元件接法：
图(a)：外接电阻
图(b)：用内部电阻
R=Rext（1.4~40kΩ图）6。-17 74121R应＝用R电in路t (约为2kΩ)。
输出脉冲uO的宽度：tw ≈ 0.7RCext
（2）外加触发信号，电路翻转到暂稳态。 当uI产生正跳变时，uO1产生负跳变，经过电容C
耦合，使uI2产生负跳变，G2输出uO产生正跳变；uO 的正跳变反馈到G1输入端，从而导致如下正反馈过程：
06.11.2020
28
使电路迅速变为G1导通、G2截止的状态，此时， 电路处于uO1=UOL、uO=uO2=UOH的状态。然而这一 状态是不能长久保持的，故称为暂稳态。
数字电路课件第六章
辽宁石油化工大学 电工电子教学系
《数字电子技术基础》第四版 数字电子技术基础》
第六章 脉冲波形的产生和整形
辽宁石油化工大学 电工电子教学系
《数字电子技术基础》第四版 数字电子技术基础》
6.1 概述 一,获取矩形脉冲的方法有: 1,脉冲波形发生电路 2,脉冲波形整形电路 二,描述矩形脉冲特性的主要参数
辽宁石油化工大学 电工电子教学系
《数字电子技术基础》第四版 数字电子技术基础》
2. 器件实例 74 13
附加部分: 附加部分: * 输入加"与门" 输入加"与门" * 输出加推拉式输出级" 反相" 输出加推拉式输出级" 反相"
' * VOL电压值较高,加入电平 偏移部分 电压值较高,
辽宁石油化工大学 电工电子教学系
V I 1 ↑→ V I 2 ↓→ V O 2 ↑ 使 V O 1 迅速 = 低,而 V O 2 迅速 = 高. 电路进入第一个暂稳态 C 开始放电 ,V I 1 ↓ ( 2 )V I 1 ↓ 至 VTH ,则有: 则有: V I 1 ↓→ V I 2 ↑→ V O 2 ↓ 使 V O 1 迅速 = 高,而 V O 2 迅速 = 低. 电路进入第二个暂稳态 C 开始充电 ,V I 1 ↑
*当放至 V A = VTH 后,VO = 1, 返回稳态; 返回稳态; * V I ↓ 后,C重新充电至 VOH ,恢复初始态; 恢复初始态;
辽宁石油化工大学 电工电子教学系
《数字电子技术基础》第四版 数字电子技术基础》
2,性能参数计算 输出脉宽:
t w = RC ln
V( ∞ ) V( 0 ) V( ∞ ) V( t )
二,微分型 G1和G2为CMOS门 G1和G2为CMOS门
《数字电子技术基础》第四版 数字电子技术基础》
第六章 脉冲波形的产生和整形
辽宁石油化工大学 电工电子教学系
《数字电子技术基础》第四版 数字电子技术基础》
6.1 概述 一,获取矩形脉冲的方法有: 1,脉冲波形发生电路 2,脉冲波形整形电路 二,描述矩形脉冲特性的主要参数
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2. 器件实例 74 13
附加部分: 附加部分: * 输入加"与门" 输入加"与门" * 输出加推拉式输出级" 反相" 输出加推拉式输出级" 反相"
' * VOL电压值较高,加入电平 偏移部分 电压值较高,
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V I 1 ↑→ V I 2 ↓→ V O 2 ↑ 使 V O 1 迅速 = 低,而 V O 2 迅速 = 高. 电路进入第一个暂稳态 C 开始放电 ,V I 1 ↓ ( 2 )V I 1 ↓ 至 VTH ,则有: 则有: V I 1 ↓→ V I 2 ↑→ V O 2 ↓ 使 V O 1 迅速 = 高,而 V O 2 迅速 = 低. 电路进入第二个暂稳态 C 开始充电 ,V I 1 ↑
*当放至 V A = VTH 后,VO = 1, 返回稳态; 返回稳态; * V I ↓ 后,C重新充电至 VOH ,恢复初始态; 恢复初始态;
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2,性能参数计算 输出脉宽:
t w = RC ln
V( ∞ ) V( 0 ) V( ∞ ) V( t )
二,微分型 G1和G2为CMOS门 G1和G2为CMOS门
数字电子技术 第06章 脉冲产生整形电路 多谐振荡器.ppt
（2）并联式振荡器
RF 10M Ω
G1
G2
1
1
vo
C2 20p F
C1 5～ 50pF
RF是偏置电阻，保证在静态时使G1工作转折区，构成一个反相放大器。 晶体工作在略大于fS与 fP之间，等效一电感，与C1、C2共同构成电容三点
式振荡电路。电路的振荡频率= f0。 反相器G2起整形缓冲作用，同时G2还可以隔离负载对振荡电路工作的影响。
2/3VCC
R&
(6)
C1
R2
vI1
5k Ω
vC
1/3VCC
& & S
(2)
C2
vI2
C
5k Ω
(7)
T
放电端
(1)
G 1 (3)
vO
2. 振荡频率的估算
（1）电容充电时间T1：（用三要素法计算）
T1
1
ln
vC () vC (0 ) vC () vC (T1 )
（2） 电容放电时间T2
C15
秒脉冲
f14
f
2Hz
1Hz
CMOS石英晶体多谐振荡器产生f=32768Hz的基准信号， 经T/触发器构成的15级异步计数器分频后，便可得到稳定度 极高的秒信号。 这种秒脉冲发生器可做为各种计时系统的 基准信号源。
练习一： 6.1 图为一心律失常报警电路，图中vI是经过放大后的心电信 号，其幅值vIm=4V。 （1）对应vI分别画出图中vo1、vo2、vo三点的电压波形； （2）说明电路的组成及工作原理。
1
VCC ln
VCC
vc
1 3 VCC 2 3 VCC
0.7(R1 R2 )C
数字电子技术 第六章 脉冲波形的产生课件50页PPT
综上所述，多谐振荡器的Байду номын сангаас点是电路没有稳定状态，
在两个暂稳态之间不停地翻转。能够自动翻转的原因是电 容C的充放电，改变充放电的时间常数，就改变了两个暂 稳态持续的时间，也就改变了产生的脉冲宽度。当采用集 成逻辑门时，振荡周期的估算公式为:
T ≈ 2.2RC 2. 多谐振荡器的基本功能及应用 多谐振荡器能自动产生矩形脉冲输出，常作为矩形脉 冲信号源，为需要矩形脉冲的电路提供矩形脉冲信号，如 为时序逻辑电路提供时钟信号、为数字钟提供时基信号等。 图6.4所示的RC环形多谐振荡器的频率稳定性较差，只能 应用于对频率稳定性要求不高的场合。如果要求产生频率 稳定性很高的脉冲波形，就要采用图6.5虚线框中所示的石 英晶体多谐振荡电路。
图6.5 秒信号发生器的电路图
图6.5所示电路实际上是一款采用CD4060 构成的秒信 号发生器，它由石英晶体多谐振荡电路和15次二分频电路 组成。晶振的频率f = 32.768kHz，振荡电路产生的脉冲信 号经过整形、15次二分频后，就可获得频率稳定的1Hz脉 冲信号，即秒脉冲信号。
6.2 单稳态触发器及应用
图中，CD4060内部的G1门和外接电阻R、电容C1和C2、 石英晶振组成振荡电路，内部G2 门对振荡输出的信号进 行整形。石英晶振在电路中起选频作用，选频特性非常好， 只有频率等于石英晶振谐振频率的信号才能被选出，而其 他频率的信号均被衰减。因此，石英晶体多谐振荡器的输 出信号频率取决于石英晶振的频率，并且频率稳定性非常 高。
在电源接通的瞬间，若G2门输出为高电平，因电容电 压不能突变，G1门的输入为高电平、输出为低电平，维持 G态2）门。输出高电平，电路处于一种暂时稳定状态（也叫暂稳 延值是续时G接2，，门着电G的G1容输门2门电入的输压，输出升所出的高以由高，G低电2G电门平1平门的对变的输电为输出容高入由进电电高行平压电充。降平电因低变，，G为随1当低门着低电的充到平输电一，出的定电就 路处于另一种暂稳态。 的输路延出返G续由回2门，高到的电前G输1平一门出变种的变为稳输为低定入低电状电电平态压平，，升后又G高，2开，门电始当的容重高输开复到出始前一又放面定回电的值到，过时高随程，电着。平G放1，门电电的
06脉冲电路数电
第六章脉冲电路教学大纲学时：8l、本章教学目的要求通过教学，使学生掌握脉冲的产生与变换，理解555定时器的结构及逻辑功能，了解555定时器的其他应用。
2、教学内容及要求（注明掌握内容A，理解内容B，了解内容C）（1）脉冲基本知识 C（2）555定时器 A（3）多谐振荡器 B（4）施密特触发器 B（5）单稳态触发器 B3、重点、难点重点：各种脉冲电路。
难点：555定时器逻辑功能。
4、教学方法教学手段说明讲授、自学讨论、图表模型、采用多媒体辅助教学，理论和实践密切结合。
第六章脉冲电路（8学时——第49～56学时）目的有求：通过本章学习，掌握脉冲电路的构成与作用。
教学内容：本章主要包括二个方面内容：脉冲变换与产生、555定时器。
教学重点：脉冲变换与产生。
教学难点：脉冲的产生。
基本要求：掌握脉电路的构成与分析方法。
教学方法：启发式、讨论式、探究时，理论、实验和实际应用有机结合。
教具：多媒体装置、投影机、幻灯片等。
课件：Powpoint、Flash、photoshop等制作的课件。
作业：见各节具体教学内容。
[第49学时]脉冲概念脉冲信号是指既非直流又非正弦的信号。
如矩形波、三角波、锯齿波等。
一．脉冲分类根据波形的不同，分为如下几类：矩形脉冲尖脉冲三角脉冲锯齿脉冲阶梯脉冲二．脉冲参数一般脉冲波形关于脉冲的几个参数：脉冲幅度U m——电压最大值上升时间（前沿时间）t r ——由0.1U m上升到0.9U m所需的时间下降时间（后沿时间）t f ——由0.9U m下降到0.1U m所需的时间脉冲宽度t w ——前后沿0.5U m之间的时间脉冲周期T——两相邻脉冲对应点之间的时间占空比D——D = t w /T[第50学时]6.1 555定时器一．555定时器结构555定时器是一种功能强大的模拟数字混合集成电路（8pins ），电路图如下：555定时器结构图555定时器内部由三个5k Ω电阻组成的分压器（555定时器由此得名）；使得比较器C 1（同相端）和C 2（反相端）分别获得CC32V 和CC 31V 的分压值；比较器输出至基本RS 触发器（R 为置0端）；触发器输出一方面通过非门（起缓冲作用）输出，另一方面控制放电三极管T 导通或截止（对外电路的元件提供放电通路，同时为外界电容提供充放电回路）。
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2、C通过7脚构成放电回路 (TD导通时) ；
3、电路从3脚输出；
4、从2脚 端输入触发 5接负、在脉6冲脚；TTRH端与地之间
C ，所以UC的变化是
分
二、工析作电过路程的关键点。 1、当无负触发信号输入
P
1 0时
N
0 1
电路为稳定状态： uO 0
可以看出TD管导通，
UC=0、 UD=0。
2、当有负触发信号输入
4路、电路从3脚向外输出
矩 工作过程的关键点)；
形波uO 。
二、工作过程
P
0
1 1、设第一个暂稳态TH为：
N
0
可看u出O TD1管截止，
电
路出现了一条充电回路。
V c R 1 c R 2 C 地
01
充电时间常数为：
如H 果(没R 1有其R 2 它)变C化，
C
上的电压将朝VCC的终值
按
2表、) 当C上的电压充电到uC指2数V规c律/c3增加。时(见下
×
触发输入U TR
×
<2Vcc/3(U >2VcP)c/3(U
<Vcc/3(UN) >Vcc/3(UN)
<2VcP)c/3(U >Vcc/3(UN)
P)
输 出 uO
0 1 0
不变
放电管TD
导通 截止 导通 不变
注:不 意U 允 T H U 许 P ,U T R U N ,否 R 则 锁 S 存。 器不
时，从电下路表为可暂以稳看态：
出
TD管截止，uO=1，
C
被充电。充电时间常 数为只RC要。UC上的充电电压小于2Vcc/3，电路就 维持
这个暂稳态不变。
复位 R
1 1
阈值输入
<2VUcTcH/3(U
触发输入U TR
1、第一暂稳态及电路的自动翻转过程
假定uO1=UOH，
uO2=uI=UOL为第一
1
0
暂稳态(G1截止，G2
导通)。
C将会被充电，
+_
充电路线如图所示：
随着C上的电压增加，将出现一个正反馈过程：
uI
uO1
uO2 UC
当uI上升到Uth门坎电压时，电路发生翻转进入
第二
uO1=UOL，
暂稳态(G1导通，G2截止)。uO2=UOH
VDDUth
Uth
RCln(VD
DVU D2 tDh)UthRCln41.4RC
6.1.2 用555定时器构成的多谐振荡器
一、电路结构
1、R1、R2与C构成充 电
回路(当TD截止时)；
2、R2与C构成放电的回 路(当TD导通时)；
3、6 脚与2 脚短接，两 个
运放共用一个参考输 1入
电压 uc (这是分析电
6.1 多谐由振于荡矩器形波中除基波分量外还含有极丰 富的 高次谐波，因此常将产生矩形波的电路称为 多谐 波振荡器。简称多谐振荡器。
6.1.1 用门电路构成的多谐振荡器
一、电路组成 由两级CMOS非
门组成的、具有延迟 环节的、正反馈网络 的多谐振荡器。
二、内部结构
D1、D2、D3、D4均为保护二极管。 三、工假作定原门理电路的传输特性为理想值，其开门电 平UON 和关门电平UOFF近似相等，我们称其为门坎(阈值) 电压 Uth，从上电路中可以看出Uth =VDD/2左右。
2、第二暂稳态及电路的自动翻转过程
+_
0
1
+_
电容开始反充电， 其路∵线电如容图电所压示不：能 突
变，uI上的电压本应
升 到Uth+VDD，由于D1 的
导通uI被箝在VDD+∆U。
1 uI
+_
0 uO1
随着反充电时间 的 延长，C上的电压也开
始反向增加，uI开始
下 降，又出现一个正反 馈 过程：
复位 R
1
阈值输入
>2VUcTcH/3(U
触发输入U TR
>Vcc/3(UN)
输 出 uO
0
放电管TD
导通
1
<2VcP)c/3(U >Vcc/3(UN)
不变
不变
可看出uO为0 ，P) TD管导通，电路出现了一条放电回
路。
U C R 2 T D (c)e 地
101
放电时间常数为：
电路L 进入R了2第C二个暂 稳
T H H lU U n C C ( ( ) ) U U C C ( ( T 0 H ) ) (R 1 R 2 )C lV n V C C 2 C V C V C C //3 3 C C
整理得：
UC 2VCC/ 3
T H ( R 1 R 2 ) C l2 n 0 . 7 ( R 1 R 2 据) C 再根 电路分析
一、矩形波
0.9Um
Um
0.5Um
tw
0.1Um
tr
tf
T
1、脉冲幅度Um ；2、脉冲宽度t w 3；、脉冲周期T ； 4、上升时间(上升沿t)r ；5、下降时间(下降沿t)f 。
注：理想的上升时间t r 和下降时间tf 都有为0。
二、5555定55时定器时器属中规模集成电路，只要在外 部配 上适当的阻容元件，就可组成各种脉冲单元电 路。
1、555 内部结构
由五大部分组成： ⑴ 分压器； ⑵ 电压比较器； ⑶ 基本RS锁存器； ⑷ 输出缓冲器； ⑸ 晶体管开关。
2、555 芯片各引脚功能
⑴ 1脚：接地端；
8
4
⑵ 2脚：
5
3
触发输入端TR ；
6
⑶ 3脚：输出端uO
；
2
7 ⑷ 4脚：
⑸
复位输入端R
5脚：
D
；
1
控制输入端CO
； ⑹ 6脚：阈值电压输入端TH；
2、振荡周期 T ：
T T H T L 0 . 7 R 1 C 0 . 7 R 2 C 0 . 7 ( R 1 R 2 ) C 3、占空比 q ：
q TH
T
0.7 R 1 C 0.7(R 1 R 2 ) C
R1
所R 1 以 R调2 整电位器(改变R1和R2的比例)就可获得
“1当”；T H 2V/c 3 c U P 时： C2 输出高电平
“1T ”。R Vc/3cUN
RS触发器 不变。
Q n1Q n,Q n1Q n
，状态
⑸ 当R 0，导时致：输 出 Q1
P
返回 0 10
电压uO为低电平， N 其TD功管能饱表和如导下通：。
0 1
复位 R
0 1 1 1
阈值输入
UTH
RCln VDD VDDUth
2、第二暂稳态的时间 T1 的估算
T 2 R lC u u n I I( ( ) ) u u I I( (0 T 2 ) ) R l0 n 0 C V U D th D R ln V C U D thD
3、振荡周期 T
TT1T2
RCln VDD RClnVDD
不同
占空比的矩形波输出。当R1=R2时，可输出对称方
波。
6.1.2 用石英晶体构成的多谐振荡器
一、石振英荡晶频体率振的荡稳器定的性优极点高，其振荡频率不受
温度、 电源和器件参数的变化而改变（见模电课件第
九章
波形发由生石器英）晶，体仅的与电石英晶体内部特性有关。
抗 频率特性可以看出，在 f等于fS时，其电抗为0， 在其它频率时，呈现较 大的容抗或感抗。
路。
V c R 1 c R 2 C 地
101
充电时间常数为：
电H 路又(R 回1 到R 了2)第C 一个
暂
稳态 TH，如此周而复始
地
产4、生工连作续波矩形形分波析的：输出。
UC 2VCC/ 3
VCC/ 3
0
UO
第一个暂稳态
第二个暂稳态
注意：充 电时输出 t 高电平， 放电时则
"1"
"0" TH TL TH TL TH TL TH TL
电时则输出
高电平。
VDD
T1 T2
T1
T2
T1 T2
T1
T2
t
0
五、振荡周期的估算 振荡周期 T 实际上就是这两个暂稳态时
间的 叠加 ( T=T1+T2 ) ，可以根据三要素法则估算。
1、第一暂稳态的时间 T1 的估算
T1 RClnuuII(( ))uuII((0T1))
RCln VDD0 VDDUth
uO2 UC
当uI下降到Uth门坎电压时，电路又发生翻转回
到第
uO1=UOH，
一暂稳态(G1截止，G2导通)u。O2=UOL
结论：电路在这两种状态中不断地重复，因此
可以
在输出端获得方波输出。 四、多谐振荡 u I VDDU
器
的波形图
U th
0
t
U
当 C充
电时输出低
第一暂稳态
第二暂稳态
电平，反充 u O 2
感 性
容性 容性
二1、、R电1、路R结2可构以使两个非门(倒相器)工作在放大区
域。对于TTL型非门： R 1R 2取 0.7k ~2k 2、C对1、于CC2M起O耦S合型作非用门(：也R 可1 R 以2 取 不1 要M ，0 直~接1耦M 0 合 方0式
三)。、工作原理
这是一个
典型的正反馈
电路，其振荡 频率仅由石英
此“时0T ”R。R S锁V存c器/3cUN
，导致TD管截
止。
Q1 ,Q0
P
0 10
3、电路从3脚输出；
4、从2脚 端输入触发 5接负、在脉6冲脚；TTRH端与地之间
C ，所以UC的变化是
分
二、工析作电过路程的关键点。 1、当无负触发信号输入
P
1 0时
N
0 1
电路为稳定状态： uO 0
可以看出TD管导通，
UC=0、 UD=0。
2、当有负触发信号输入
4路、电路从3脚向外输出
矩 工作过程的关键点)；
形波uO 。
二、工作过程
P
0
1 1、设第一个暂稳态TH为：
N
0
可看u出O TD1管截止，
电
路出现了一条充电回路。
V c R 1 c R 2 C 地
01
充电时间常数为：
如H 果(没R 1有其R 2 它)变C化，
C
上的电压将朝VCC的终值
按
2表、) 当C上的电压充电到uC指2数V规c律/c3增加。时(见下
×
触发输入U TR
×
<2Vcc/3(U >2VcP)c/3(U
<Vcc/3(UN) >Vcc/3(UN)
<2VcP)c/3(U >Vcc/3(UN)
P)
输 出 uO
0 1 0
不变
放电管TD
导通 截止 导通 不变
注:不 意U 允 T H U 许 P ,U T R U N ,否 R 则 锁 S 存。 器不
时，从电下路表为可暂以稳看态：
出
TD管截止，uO=1，
C
被充电。充电时间常 数为只RC要。UC上的充电电压小于2Vcc/3，电路就 维持
这个暂稳态不变。
复位 R
1 1
阈值输入
<2VUcTcH/3(U
触发输入U TR
1、第一暂稳态及电路的自动翻转过程
假定uO1=UOH，
uO2=uI=UOL为第一
1
0
暂稳态(G1截止，G2
导通)。
C将会被充电，
+_
充电路线如图所示：
随着C上的电压增加，将出现一个正反馈过程：
uI
uO1
uO2 UC
当uI上升到Uth门坎电压时，电路发生翻转进入
第二
uO1=UOL，
暂稳态(G1导通，G2截止)。uO2=UOH
VDDUth
Uth
RCln(VD
DVU D2 tDh)UthRCln41.4RC
6.1.2 用555定时器构成的多谐振荡器
一、电路结构
1、R1、R2与C构成充 电
回路(当TD截止时)；
2、R2与C构成放电的回 路(当TD导通时)；
3、6 脚与2 脚短接，两 个
运放共用一个参考输 1入
电压 uc (这是分析电
6.1 多谐由振于荡矩器形波中除基波分量外还含有极丰 富的 高次谐波，因此常将产生矩形波的电路称为 多谐 波振荡器。简称多谐振荡器。
6.1.1 用门电路构成的多谐振荡器
一、电路组成 由两级CMOS非
门组成的、具有延迟 环节的、正反馈网络 的多谐振荡器。
二、内部结构
D1、D2、D3、D4均为保护二极管。 三、工假作定原门理电路的传输特性为理想值，其开门电 平UON 和关门电平UOFF近似相等，我们称其为门坎(阈值) 电压 Uth，从上电路中可以看出Uth =VDD/2左右。
2、第二暂稳态及电路的自动翻转过程
+_
0
1
+_
电容开始反充电， 其路∵线电如容图电所压示不：能 突
变，uI上的电压本应
升 到Uth+VDD，由于D1 的
导通uI被箝在VDD+∆U。
1 uI
+_
0 uO1
随着反充电时间 的 延长，C上的电压也开
始反向增加，uI开始
下 降，又出现一个正反 馈 过程：
复位 R
1
阈值输入
>2VUcTcH/3(U
触发输入U TR
>Vcc/3(UN)
输 出 uO
0
放电管TD
导通
1
<2VcP)c/3(U >Vcc/3(UN)
不变
不变
可看出uO为0 ，P) TD管导通，电路出现了一条放电回
路。
U C R 2 T D (c)e 地
101
放电时间常数为：
电路L 进入R了2第C二个暂 稳
T H H lU U n C C ( ( ) ) U U C C ( ( T 0 H ) ) (R 1 R 2 )C lV n V C C 2 C V C V C C //3 3 C C
整理得：
UC 2VCC/ 3
T H ( R 1 R 2 ) C l2 n 0 . 7 ( R 1 R 2 据) C 再根 电路分析
一、矩形波
0.9Um
Um
0.5Um
tw
0.1Um
tr
tf
T
1、脉冲幅度Um ；2、脉冲宽度t w 3；、脉冲周期T ； 4、上升时间(上升沿t)r ；5、下降时间(下降沿t)f 。
注：理想的上升时间t r 和下降时间tf 都有为0。
二、5555定55时定器时器属中规模集成电路，只要在外 部配 上适当的阻容元件，就可组成各种脉冲单元电 路。
1、555 内部结构
由五大部分组成： ⑴ 分压器； ⑵ 电压比较器； ⑶ 基本RS锁存器； ⑷ 输出缓冲器； ⑸ 晶体管开关。
2、555 芯片各引脚功能
⑴ 1脚：接地端；
8
4
⑵ 2脚：
5
3
触发输入端TR ；
6
⑶ 3脚：输出端uO
；
2
7 ⑷ 4脚：
⑸
复位输入端R
5脚：
D
；
1
控制输入端CO
； ⑹ 6脚：阈值电压输入端TH；
2、振荡周期 T ：
T T H T L 0 . 7 R 1 C 0 . 7 R 2 C 0 . 7 ( R 1 R 2 ) C 3、占空比 q ：
q TH
T
0.7 R 1 C 0.7(R 1 R 2 ) C
R1
所R 1 以 R调2 整电位器(改变R1和R2的比例)就可获得
“1当”；T H 2V/c 3 c U P 时： C2 输出高电平
“1T ”。R Vc/3cUN
RS触发器 不变。
Q n1Q n,Q n1Q n
，状态
⑸ 当R 0，导时致：输 出 Q1
P
返回 0 10
电压uO为低电平， N 其TD功管能饱表和如导下通：。
0 1
复位 R
0 1 1 1
阈值输入
UTH
RCln VDD VDDUth
2、第二暂稳态的时间 T1 的估算
T 2 R lC u u n I I( ( ) ) u u I I( (0 T 2 ) ) R l0 n 0 C V U D th D R ln V C U D thD
3、振荡周期 T
TT1T2
RCln VDD RClnVDD
不同
占空比的矩形波输出。当R1=R2时，可输出对称方
波。
6.1.2 用石英晶体构成的多谐振荡器
一、石振英荡晶频体率振的荡稳器定的性优极点高，其振荡频率不受
温度、 电源和器件参数的变化而改变（见模电课件第
九章
波形发由生石器英）晶，体仅的与电石英晶体内部特性有关。
抗 频率特性可以看出，在 f等于fS时，其电抗为0， 在其它频率时，呈现较 大的容抗或感抗。
路。
V c R 1 c R 2 C 地
101
充电时间常数为：
电H 路又(R 回1 到R 了2)第C 一个
暂
稳态 TH，如此周而复始
地
产4、生工连作续波矩形形分波析的：输出。
UC 2VCC/ 3
VCC/ 3
0
UO
第一个暂稳态
第二个暂稳态
注意：充 电时输出 t 高电平， 放电时则
"1"
"0" TH TL TH TL TH TL TH TL
电时则输出
高电平。
VDD
T1 T2
T1
T2
T1 T2
T1
T2
t
0
五、振荡周期的估算 振荡周期 T 实际上就是这两个暂稳态时
间的 叠加 ( T=T1+T2 ) ，可以根据三要素法则估算。
1、第一暂稳态的时间 T1 的估算
T1 RClnuuII(( ))uuII((0T1))
RCln VDD0 VDDUth
uO2 UC
当uI下降到Uth门坎电压时，电路又发生翻转回
到第
uO1=UOH，
一暂稳态(G1截止，G2导通)u。O2=UOL
结论：电路在这两种状态中不断地重复，因此
可以
在输出端获得方波输出。 四、多谐振荡 u I VDDU
器
的波形图
U th
0
t
U
当 C充
电时输出低
第一暂稳态
第二暂稳态
电平，反充 u O 2
感 性
容性 容性
二1、、R电1、路R结2可构以使两个非门(倒相器)工作在放大区
域。对于TTL型非门： R 1R 2取 0.7k ~2k 2、C对1、于CC2M起O耦S合型作非用门(：也R 可1 R 以2 取 不1 要M ，0 直~接1耦M 0 合 方0式
三)。、工作原理
这是一个
典型的正反馈
电路，其振荡 频率仅由石英
此“时0T ”R。R S锁V存c器/3cUN
，导致TD管截
止。
Q1 ,Q0
P
0 10