数字电子技术第10章脉冲波形的产生与整形
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★实例分析2:
由TTL门电路组成的施密特触发器
山东轻工业学院
①R1 、 R2 较 小 （ 因 为 太 大，大于开门电阻RON， 将一直使vA＝1)； ②二极管D的作用：防止 vO＝VOH时G2的负载电流 过大。
（1）vI＝0，vO＝VOL＝0V；vI＝1，vO＝VOH。 （可知为同相输出的施密特触发器）
3、掌握555定时器的电路结构，熟练掌握由555定时器实现 上述功能的电路及分析方法。
《数字电子技术》多媒体课件
10.1 概述
山东轻工业学院
一、获取脉冲波形的方法：
1、利用各种形式的多谐振荡器直接产生；
2、通过各种整形电路把已有的周期性变化波形整形为所要求的 矩形脉冲。
二、矩形脉冲波形参数：
⒈脉冲周期T； ⒉脉冲幅度Vm； ⒊脉冲宽度Tw； ⒋上升时间tr； ⒌下降时间tf； ⒍占空比q= Tw /T
重点
四、集成单稳态触发器实例介绍。（自学了解）
《数字电子技术》多媒体课件
山东轻工业学院
一、1、单稳态触发器的特点：
（1）有稳态和暂稳态两个工作状态； （2）在外界触发脉冲作用下，输出能从稳态翻转到暂稳态，
在暂稳态维持一段时间后，再自动返回稳态；
（3）暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发 脉冲的宽度和幅度无关。
令：v A
VTH
1 2 VDD
求得：VT
vI
1 2
VDD
.(
1
R1 R2
)
（3）vI↓，vO＝VDD，
vI vA vA vO
R1
R2
vA
R2 R1 R2
vI
R1 R1 R2
vDD
令：v A
VTH
1 2 VDD
求得： VT
vI
1 2
VDD
.(
1
R1 R2
来自百度文库
)
《数字电子技术》多媒体课件
★实例分析1：
用CMOS反相器
组成的施密特触发器
《数字电子技术》多媒体课件
（1）vI＝0，vO＝0V；vI＝1，vO＝VDD。 （可知为同相输出的施密特触发器）
（2）vI↑，vO＝0V，
vI vA vA vO
R1
R2
vA
R2 R1 R2
vI
山东轻工业学院
问题：R1、R2取值 有何限制？
vA
《数字电子技术》多媒体课件
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(2)脉冲鉴幅
只有脉冲信号的幅度大于VT+的时，电路才输出一个 脉冲，而幅度小于VT+的脉冲，电路无输出脉冲。
《数字电子技术》多媒体课件
（3）脉冲整形
数字系 统中，矩形 脉冲经传输 后往往会发 生波形畸变， 可利用施密 特触发器进 行脉冲整形。
山东轻工业学院
VT
vI
R1
R2 R2
VTH
VD
（3）vI↓，vO＝VOH，D截止，∴当vI＝VTH时， G1翻转，从而G2也翻转，输出VO＝0V
∴VT－＝VTH
VT
VT
VT _
R1 R2
VTH
VD
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四、施密特触发器的应用 (1) 波形的变换
利用施密特触发器可将正弦波、三角波等变换成矩形波。
使输出波形的边沿很陡，改善了输出波形。
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类型：分为反相功能的和同相功能的施密特触发器两类。
负向或下限阈值电压
Vo
Vi
T-
T+
回差电压（滞回电压）： ΔVT＝ VT＋－VT－
正向或上限阈值电压
符合上述滞回特性的施 密特触发器具有反相功 能，否则，不具有反相 功能。
问题：①什么是稳态、暂稳态？二者什么关系？
外部触发
自动返回
稳定状态
暂稳态 稳定状态
☆ 稳态：电路在稳定情况下的状态（即加触发脉冲前的状态）。 ☆ 暂稳态：电路在触发脉冲作用下，翻转成的状态。
返回实例1
《数字电子技术》多媒体课件
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②如何确定触发脉冲的类型和为什么会自动返回？
当外加触发脉冲时，电路状态一定会从稳态翻转到暂稳态。
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第十章 脉冲波形的产生与整形
• 10.1 概述
• 10.2 施密特触发器 • 10.3 单稳态触发器
整形电路
• 10.4 多谐振荡器
波形产生电路
• 10.5 555定时器及应用
可组成上述任何一种电 路，应用非常灵活。
要求：1、 掌握脉冲波形的有关概念；
2、掌握由门电路组成的施密特触发器、单稳态触发器及 多谐振荡器的特点、分析思路及典型电路的分析过程；
《数字电子技术》多媒体课件
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★三、分析施密特触发器思路
1、（求目出的vI:=确0和定v类I=型1时或输跳出变v方O的向状) 态。 2、求找v出A 与引v起I、输v出O的状关态系翻式转：的关键点，并把该点电压记为vA，
①上升过程中的关系式，记为： vA=f1(vI，vO) ②下降过程中的关系式，记为： vA=f2(vI，vO) 3、在关系式①中，令vA=VTH，求出vI=VT+ 在关系式②中，令 vA=VTH，求出vI=VTΔVT= VT+ - VT-
《数字电子技术》多媒体课件
小结
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1、脉冲波形的有关概念； 2、施密特触发器的特点、分析方法； 3、典型施密特触发器电路的分析。
课堂： 10.4，10.5
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10.3 单稳态触发器 主要内容
一、单稳态触发器的特点、类型及应用；
二、单稳态触发器的分析方法； 三、典型单稳态触发器实例分析。
暂稳态是依靠电容的充放电来维持的，当充放电到一定程 度时，电路状态就会自动返回到稳态。
③如何确定暂稳态维持时间？
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一、定义
10.2 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。
二、特点和类型
⒈输入信号在变化过程中会引起电路输出状态的变化；
⒉输入信号在上升过程中引起电路状态翻转时的输入电压
值（记做UT+或VT+）与降低过程中引起电路输出状态翻转 时的输入电压值（记做UT-或VT-）不同，即形成滞回特性； ⒊在电路输出状态转换时，通过电路内部的正反馈过程，
（2）vI↑，vO＝0V，（忽略G1的输入电流列方程）：
vI VD vA vA vO
R1
R2
vA
R2 R1 R2
( vI
VD
)
vI升至 VTH时，vO保持； 当vI升至vA= VTH时， vO跳变。
VT
vI
R1 R2 R2
VTH
VD
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vI＝0，vO＝VOL＝0V；vI＝1，vO＝VOH。 （同相输出的施密特触发器）
由TTL门电路组成的施密特触发器
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①R1 、 R2 较 小 （ 因 为 太 大，大于开门电阻RON， 将一直使vA＝1)； ②二极管D的作用：防止 vO＝VOH时G2的负载电流 过大。
（1）vI＝0，vO＝VOL＝0V；vI＝1，vO＝VOH。 （可知为同相输出的施密特触发器）
3、掌握555定时器的电路结构，熟练掌握由555定时器实现 上述功能的电路及分析方法。
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10.1 概述
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一、获取脉冲波形的方法：
1、利用各种形式的多谐振荡器直接产生；
2、通过各种整形电路把已有的周期性变化波形整形为所要求的 矩形脉冲。
二、矩形脉冲波形参数：
⒈脉冲周期T； ⒉脉冲幅度Vm； ⒊脉冲宽度Tw； ⒋上升时间tr； ⒌下降时间tf； ⒍占空比q= Tw /T
重点
四、集成单稳态触发器实例介绍。（自学了解）
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一、1、单稳态触发器的特点：
（1）有稳态和暂稳态两个工作状态； （2）在外界触发脉冲作用下，输出能从稳态翻转到暂稳态，
在暂稳态维持一段时间后，再自动返回稳态；
（3）暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发 脉冲的宽度和幅度无关。
令：v A
VTH
1 2 VDD
求得：VT
vI
1 2
VDD
.(
1
R1 R2
)
（3）vI↓，vO＝VDD，
vI vA vA vO
R1
R2
vA
R2 R1 R2
vI
R1 R1 R2
vDD
令：v A
VTH
1 2 VDD
求得： VT
vI
1 2
VDD
.(
1
R1 R2
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)
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★实例分析1：
用CMOS反相器
组成的施密特触发器
《数字电子技术》多媒体课件
（1）vI＝0，vO＝0V；vI＝1，vO＝VDD。 （可知为同相输出的施密特触发器）
（2）vI↑，vO＝0V，
vI vA vA vO
R1
R2
vA
R2 R1 R2
vI
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问题：R1、R2取值 有何限制？
vA
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(2)脉冲鉴幅
只有脉冲信号的幅度大于VT+的时，电路才输出一个 脉冲，而幅度小于VT+的脉冲，电路无输出脉冲。
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（3）脉冲整形
数字系 统中，矩形 脉冲经传输 后往往会发 生波形畸变， 可利用施密 特触发器进 行脉冲整形。
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VT
vI
R1
R2 R2
VTH
VD
（3）vI↓，vO＝VOH，D截止，∴当vI＝VTH时， G1翻转，从而G2也翻转，输出VO＝0V
∴VT－＝VTH
VT
VT
VT _
R1 R2
VTH
VD
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四、施密特触发器的应用 (1) 波形的变换
利用施密特触发器可将正弦波、三角波等变换成矩形波。
使输出波形的边沿很陡，改善了输出波形。
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类型：分为反相功能的和同相功能的施密特触发器两类。
负向或下限阈值电压
Vo
Vi
T-
T+
回差电压（滞回电压）： ΔVT＝ VT＋－VT－
正向或上限阈值电压
符合上述滞回特性的施 密特触发器具有反相功 能，否则，不具有反相 功能。
问题：①什么是稳态、暂稳态？二者什么关系？
外部触发
自动返回
稳定状态
暂稳态 稳定状态
☆ 稳态：电路在稳定情况下的状态（即加触发脉冲前的状态）。 ☆ 暂稳态：电路在触发脉冲作用下，翻转成的状态。
返回实例1
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当外加触发脉冲时，电路状态一定会从稳态翻转到暂稳态。
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第十章 脉冲波形的产生与整形
• 10.1 概述
• 10.2 施密特触发器 • 10.3 单稳态触发器
整形电路
• 10.4 多谐振荡器
波形产生电路
• 10.5 555定时器及应用
可组成上述任何一种电 路，应用非常灵活。
要求：1、 掌握脉冲波形的有关概念；
2、掌握由门电路组成的施密特触发器、单稳态触发器及 多谐振荡器的特点、分析思路及典型电路的分析过程；
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★三、分析施密特触发器思路
1、（求目出的vI:=确0和定v类I=型1时或输跳出变v方O的向状) 态。 2、求找v出A 与引v起I、输v出O的状关态系翻式转：的关键点，并把该点电压记为vA，
①上升过程中的关系式，记为： vA=f1(vI，vO) ②下降过程中的关系式，记为： vA=f2(vI，vO) 3、在关系式①中，令vA=VTH，求出vI=VT+ 在关系式②中，令 vA=VTH，求出vI=VTΔVT= VT+ - VT-
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1、脉冲波形的有关概念； 2、施密特触发器的特点、分析方法； 3、典型施密特触发器电路的分析。
课堂： 10.4，10.5
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10.3 单稳态触发器 主要内容
一、单稳态触发器的特点、类型及应用；
二、单稳态触发器的分析方法； 三、典型单稳态触发器实例分析。
暂稳态是依靠电容的充放电来维持的，当充放电到一定程 度时，电路状态就会自动返回到稳态。
③如何确定暂稳态维持时间？
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一、定义
10.2 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。
二、特点和类型
⒈输入信号在变化过程中会引起电路输出状态的变化；
⒉输入信号在上升过程中引起电路状态翻转时的输入电压
值（记做UT+或VT+）与降低过程中引起电路输出状态翻转 时的输入电压值（记做UT-或VT-）不同，即形成滞回特性； ⒊在电路输出状态转换时，通过电路内部的正反馈过程，
（2）vI↑，vO＝0V，（忽略G1的输入电流列方程）：
vI VD vA vA vO
R1
R2
vA
R2 R1 R2
( vI
VD
)
vI升至 VTH时，vO保持； 当vI升至vA= VTH时， vO跳变。
VT
vI
R1 R2 R2
VTH
VD
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vI＝0，vO＝VOL＝0V；vI＝1，vO＝VOH。 （同相输出的施密特触发器）