脉冲单元电路
单元电路的原理和应用
单元电路的原理和应用概述单元电路是电子电路中的基本构建块，用于实现特定的功能。
本文将介绍单元电路的原理和应用，并通过列点的方式详细介绍各种常见的单元电路。
基本原理•单元电路是由电子器件组成的电路，可以独立地实现特定的功能。
•单元电路可以拓展到更复杂的电子电路中，实现更复杂的功能。
常见的单元电路及其应用1.放大器电路–基本原理：放大器电路用于放大电信号的幅度，常用于音频放大、视频放大以及通信系统中。
–应用场景：音响系统、电视系统、无线通信系统等。
2.滤波器电路–基本原理：滤波器电路用于滤除或选择特定频率的信号，常用于音频、射频等信号的处理。
–应用场景：音频滤波器、射频滤波器、通信系统等。
3.模拟信号处理电路–基本原理：模拟信号处理电路用于对模拟信号进行处理、转换和调整，常用于音频、视频处理等领域。
–应用场景：音频处理器、视频处理器、模拟信号转换器等。
4.数字信号处理电路–基本原理：数字信号处理电路用于对数字信号进行处理、转换和调整，常用于数字音频、数字视频处理等领域。
–应用场景：数字音频处理器、数字视频处理器、数字信号转换器等。
5.时钟电路–基本原理：时钟电路用于产生稳定的时钟脉冲信号，常用于数字电子系统中对时序进行控制。
–应用场景：计算机系统、通信系统、数码产品等。
6.驱动电路–基本原理：驱动电路用于将输入信号转换为足够的电流或电压来驱动负载，常用于激励各种传感器、执行器等。
–应用场景：电机驱动器、传感器驱动器、执行器驱动器等。
7.逻辑电路–基本原理：逻辑电路根据输入信号的逻辑关系产生相应的输出信号，常用于数字电子系统中进行逻辑运算和控制。
–应用场景：计算机系统、数字电视系统、控制系统等。
8.计数器电路–基本原理：计数器电路用于计数或记录输入脉冲的数量，常用于频率计、计时器等应用。
–应用场景：频率计、计时器、时序控制器等。
总结单元电路是电子电路中的基本构建块，可以独立地实现特定的功能。
本文介绍了常见的单元电路及其应用，包括放大器电路、滤波器电路、模拟信号处理电路、数字信号处理电路、时钟电路、驱动电路、逻辑电路和计数器电路。
高功率脉冲电源：脉冲成形网络放电模型
高功率脉冲电源：脉冲成形网络放电模型1、 脉冲成形单元放电模型为了简化分析，通常假设脉冲开关和续流硅堆均具有理想开关特性，即：处于正向导通的脉冲开关，一旦被施加反向电压或者反向电流就能立即关断；处于反向关断的续流硅堆，一旦被施加正向电压或者正向电流就能立即开通。
在此假设下，建立基本的PFU 放电电路模型。
由PFU 放电电路可知，若令R Z 为PFU的特征电阻，且z R =R Z 与负载电阻R 的比较，可将PFU 的脉冲放电分成如下3种情况：①当R >R Z 时，为过阻尼放电；②当R =R Z 时，为临界阻尼放电；③当R <R Z 时，为欠阻尼放电。
对于实际的电炮负载，通常能使PFU 满足欠阻尼放电条件，此时的脉冲放电过程将包括如下2个放电阶段：（1）RLC 电路放电阶段，自触发放电时刻开始，至脉冲开关反压关断时刻结束，可将该阶段视作RLC 二阶电路的零输入响应过程。
（2）RL 电路放电阶段，自脉冲开关反压关断时刻开始，直至放电结束，可将该阶段视作RL 一阶电路的零输入响应过程。
上述2个阶段的工作电路相对独立，在脉冲开关反压关断时刻（也就是续流硅堆开通时刻）相衔接，在该时刻前后，流经脉冲电感器的脉冲电流相同。
当PFU 在额定电压下对短路负载放电时，因等效负载电阻R 仅包含放电电路元件内阻，PFU 存储的电能会全部消耗在内部元件上，PFU 输出的脉冲电流幅值最大，本文称这种工况为“最大电流工况”。
研究最大电流工况具有重要意义：不仅能直接反映PFU 的电流输出能力，而且也能反映出大功率元件对脉冲大电流的承载能力。
2、 脉冲成形网络放电模型PFN 由多个PFU 并联组成，通常采用同步放电或者时序放电的工作模式。
由并联网络的拓扑结构可知，无论采用哪种放电模式，负载电流i P 与各PFU 输出电流i P k 都满足如下关系式()()P Pk 1nk i t i t ==∑ (2.1)式中，下标k 表示PFU 在网络中的编号。
填空与选择数电(6-9)
第6章时序逻辑电路一、填空题1. 任一时刻的稳定输出不仅决定于该时刻的输入，而且还与电路原来状态有关的电路叫时序逻辑电路。
2. 时序逻辑电路由组合逻辑电路和触发器两部分组成。
3. 时序逻辑电路的功能表示方法有特性表、特性方程、状态转化图和时序图。
4. 时序逻辑电路按触发器时钟端的连接方式不同可以分为同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路两类。
5. 可以用来暂时存放数据的器件叫寄存器。
6. N级环形计数器的计数长度是；N级扭环形计数器的计数长度是；N级最大长度移存型计数器的计数长度是。
7. 在工作速度要求较高时，在同步计数器和异步计数器两者之中，应选用同步计数器。
8. 3级触发器若构成环型计数器，其模值为 3 ，若构成扭环型计数器，则其模值为 6 。
9. 由4级触发器构成的寄存器可以存入 4 位二进制代码。
10. 由8级触发器构成的二进制计数器模值为。
11．由8级触发器构成的十进制计数器模值为。
12. 一般地说，模值相同的同步计数器比异步计数器的结构复杂，工作速度快。
13. 已知进制加法计数器的状态转换图如图6.1所示，它是采用5221bcd编码的计数器。
图6-1；14. 移位寄存器的主要功能有、、、。
15．按计数器中各触发器状态更新的情况不同，可将计数分为同步计数器、两种类型。
16. 由8个触发器构成的二进制计数器，它的计数状态最多为256 个。
17．集成计数器的模值是固定的，但可以用反馈清零法和反馈置数法来改变它们的模值。
18．通过级联方法，把两片4位二进制计数器74LS161连接成为8位二进制计数器后，其最大模值是256 。
19. 通过级联方法，把3片4位十进制计数器74LS160连接成为12位十进制计数器后，其最大模值是1000。
20. 在设计序列信号检测器时，如果被检测的序列信号的序列长度是7位，则用于表示该电路的最简原始状态转换图的状态个数是7 个。
二、单向选择题1．由3级触发器构成的环型和扭环型计数器的计数模值依次为（）。
数字电路逻辑设计(第二版) 王毓银 电子科技大学
3.5.4 CMOS逻辑门电路
3.5.5 BiCMOS门电路
3.5.6 CMOS电路的正确使用方法
3.6 VHDL描述逻辑门电路
3.6.1 VHDL描述电路的基本方法
3.6.2 VHDL描述逻辑门电路
习题
第4章 组合逻辑电路
4.1 组合逻辑电路分析
6.4.1 设计给定序列信号的产生电路
6.4.2 根据序列循环长度M的要求设计发生器电路
6.5 时序逻辑电路的VHDL描述
6.5.1 移位寄存器的VHDL描述
6.5.2 计数器的VHDL描述
习题
第7章 半导体存储器
7.1 概述
7.1.1 半导体存储器的特点与应用
5.3 主从触发器
5.3.1 主从触发器基本原理
5.3.2 主从J-K触发器主触发器的一次翻转现象
5.3.3 主从J-K触发器集成单元
5.3.4 集成主从J-K触发器的脉冲工作特性
5.4 边沿触发器
5.4.1 维持一阻塞触发器
5.4.2 下降沿触发的边沿触发器
10.2.6 DAC的转换精度与转换速度
10.3 模数转换器（ADC）
10.3.1 模数转换基本原理
10.3.2 并联比较型ADC
10.3.3 逐次逼近型ADC
10.3.4 双积分型ADC
10.4 集成ADC及其应用举例
双积分型集成ADC
10.4.2 逐次逼近型集成ADC
2.1.3 真值表与逻辑函数
2.1.4 逻辑函数相等
2.1.5 三个规则
2.1.6 常用公式
2.1.7 逻辑函数的标准形式
数字电路与逻辑设计复习题
数字电路与逻辑设计复习题一、填空题1．将十进制数转换成等值的二进制数、八进制数、十六进制数。
(23.375)10=( )2=( )8=( )162．十进制数74的余3BCD码是。
3．逻辑函数BCCDBA+++))((的对偶式和反演式（用反演规则）分别为：对偶式：；反演式：；4．若采用奇较验方式，信息码为1000101的校验码为0 。
5．若采用偶较验方式，信息码1101101校验位为 1 。
6．钟控RS触发器的特征方程是Sd+!Rd*Qn ，约束条件是(!Sd)=(!Rd) 。
7．同步RS触发器的特性方程为Q n+1=S+!R*Qn_____；约束方程为RS=0。
8．四位同步二进制加法计数器的初始状态为Q3Q2Q1Q0=1101,经过3个CP时钟脉冲作用后，它的状态为Q3Q2Q1Q0= 。
9．触发器有个稳态，存储8位二进制信息要个触发器。
10．四位同步二进制减法计数器的初始状态为Q3Q2Q1Q0=1101,经过5个CP时钟脉冲作用后，它的状态为Q3Q2Q1Q0= 1000 。
11．OC门称为集电极开路门，多个OC门输出端并联到一起可实现线与功能12．三态门的三种可能的输出状态是高电平、低电平、高阻态。
13．具有16位地址码可同时存取8位数据的RAM集成片，其存储容量为64K*8位。
14．具有13位地址码可同时存取8位数据的RAM集成片HM6264，其存储容量为8K*8位。
16．（2008）10=（0101 0011 00111011 ）余3BCD。
17．若(,,)(0,1,3,5,7)mF A B C=∑，则：(F = !A*!B+C)*(,,)F A B C=1,3,5 ，(,,)F A B C=2,4,6 。
18数字电路按照是否有记忆功能通常可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。
19．74LS00是 TTL 类型的门电路，CC4069是 CMOS 类型的门电路。
（选择填TTL 或CMOS ）20．一数据选择器，A1A0为地址信号，D 1=1，D 2=1,D 0=D 3=C;当A1A0=01时，F= 1 ;当A1A0=10时，输出F= 1 。
电工与电子技术基础教学大纲
电工与电子技术基础教学大纲一、课程的任务通过本课程的学习，掌握汽车维修中级工必备的电工及电子技术基础理论、基本知识和基本技能。
同时，结合电工和电子技术在汽车上的应用实例，培养学生观察、分析、解决问题的能力。
二、课程的基本要求1．基本理论和基本知识方面(1)掌握电路的组成、直流电路的基本物理量、电路的基本定律，并能运用这些理论和定律对电路进行分析。
(2)掌握描述电磁现象的基本物理量，掌握电磁力及其在汽车上的具体应用，理解电磁继电器、霍尔效应的工作原理及应用；掌握楞次定律和法拉第电磁感应定律；理解自感现象、自感电动势的计算及自感现象的应用；了解互感、涡流现象，了解同名端的概念。
(3)掌握正弦交流电基本概念和正弦交流电路中的基本物理量，掌握用矢量法分析计算简单交流电路的方法，掌握三相电源与负载的连接方法及简单计算，熟悉变压器的基本构造和工作原理。
(4)熟悉二极管的基本结构、主要特性及其主要参数，熟悉单相整流、滤波和三相整流电路的结构和工作原理，了解晶闸管的结构、导通和关断的条件以及可控整流电路，理解滤波电路的组成、特点、工作原理及应用。
(5)熟悉三极管的基本结构、主要特性及其主要参数；了解场效应管的结构及基本电路；熟悉小信号低频电压放大器的组成，并掌握其工作原理；理解反馈和振荡的概念及其对放大器性能的影响；熟悉射极输出器的组成和工作原理；了解振荡器的组成，并掌握其工作原理；理解集成运算放大器工作原理和应用；熟悉OTL功率放大器的组成，掌握其工作原理。
(6)掌握硅稳压管稳压的工作原理，熟悉晶体管串联型稳压电源、开关稳压电源的电路组成，掌握它们的工作原理，掌握集成三端稳压电源的使用方法。
(7)掌握基本逻辑门电路的工作原理和功能，理解编码器和译码器的工作原理，了解数字集成电路概况、分类及应用常识，了解模/数和数/模转换电路的使用，掌握计算机在汽车上的布置与应用表示该要求是针对汽车电工模块而言；非汽车电工模块对数字脉冲电路要求了解基本概念和工作原理*。
脉冲电路的用途和特点-看懂电路6
脉冲电路的用途和特点在电子电路中，电源、放大、振荡和调制电路被称为模拟电子电路，因为它们加工和处理的是连续变化的模拟信号。
电子电路中另一大类电路的数字电子电路。
它加工和处理的对象是不连续变化的数字信号。
数字电子电路又可分成脉冲电路和数字逻辑电路，它们处理的都是不连续的脉冲信号。
脉冲电路是专门用来产生电脉冲和对电脉冲进行放大、变换和整形的电路。
家用电器中的定时器、报警器、电子开关、电子钟表、电子玩具以及电子医疗器具等，都要用到脉冲电路。
电脉冲有各式各样的形状，有矩形、三角形、锯齿形、钟形、阶梯形和尖顶形的，最具有代表性的是矩形脉冲。
要说明一个矩形脉冲的特性可以用脉冲幅度Um 、脉冲周期T 或频率f 、脉冲前沿t r 、脉冲后沿t f 和脉冲宽度t k 来表示。
如果一个脉冲的宽度t k =1 ／2T ，它就是一个方波。
脉冲电路和放大振荡电路最大的不同点，或者说脉冲电路的特点是：脉冲电路中的晶体管是工作在开关状态的。
大多数情况下，晶体管是工作在特性曲线的饱和区或截止区的，所以脉冲电路有时也叫开关电路。
从所用的晶体管也可以看出来，在工作频率较高时都采用专用的开关管，如2AK 、2CK 、DK 、3AK 型管，只有在工作频率较低时才使用一般的晶体管。
就拿脉冲电路中最常用的反相器电路（图1 ）来说，从电路形式上看，它和放大电路中的共发射电路很相似。
在放大电路中，基极电阻R b2 是接到正电源上以取得基极偏压；而这个电路中，为了保证电路可靠地截止，R b2 是接到一个负电源上的，而且R b1 和R b2 的数值是按晶体管能可靠地进入饱和区或止区的要求计算出来的。
不仅如此，为了使晶体管开关速度更快，在基极上还加有加速电容 C ，在脉前沿产生正向尖脉冲可使晶体管快速进入导通并饱和；在脉冲后沿产生负向尖脉冲使晶体管快速进入截止状态。
除了射极输出器是个特例，脉冲电路中的晶体管都是工作在开关状态的，这是一个特点。
脉冲电路的另一个特点是一定有电容器（用电感较少）作关键元件，脉冲的产生、波形的变换都离不开电容器的充放电。
第七章脉冲单元电路
脉冲电路的研究重点与数字电路有何不同？ 常用脉冲波形的产生与变换电路有哪些？ 周期性矩形波的主要参数？ 施密特触发器的特点和主要应用？
1
二、集成门组成的单稳态触发器
工作特点： 第一，它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态； 第二，在外加脉冲作用下，触发器能从稳态翻转 到暂稳态； 第三，在暂稳态维持一段时间后，将自动返回稳 态，暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数， 与外加触发信号无关。 例：楼道的路灯 。
4
ui
0
t
VDD
VDD uo1
ui
1 G1
≥1
0C
R0
G2 ≥1
1
uo2
0 VDD uA
t
uo1
uA
t
uo2
tP
(a) 电路
0
t
(b) 波形
（2）外加触发信号使电路由稳态翻转到暂稳态 当正触发脉冲ui到来时，门G1输出uo1由1变为0。由于电容电压不 能跃变，uA也随之跳变到低电平，使门G2的输出uO2变为1。这个 高电平反馈到门G1的输入端，此时即使ui的触发信号撤除，仍能 维持门G1的低电平输出。但是电路的这种状态是不能长久保持的， 所以称为暂稳态。暂稳态时，uo1＝0，uo2＝1。
3
ui
0
t
VDD
VDD uo1
ui 0
G1 ≥1
1C
R1
G2
≥1 0 uo2
0 VDD uA
t
uo1
uA
0
t
uo2
tP
(a) 电路
0
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。
脉冲波形的产生与变换
脉冲波形的产生与变换脉冲信号是数字电路中最常用的工作信号。
脉冲信号的获得经常采用两种方法：一是利用振荡电路直接产生所需的矩形脉冲。
这一类电路称为多谐振荡电路或多谐振荡器；二是利用整形电路,将已有的脉冲信号变换为所需要的矩形脉冲。
这一类电路包括单稳态触发器和施密特触发器。
这些脉冲单元电路可以由集成逻辑门构成,也可以用集成定时器构成。
下面先来介绍由集成门构成的脉冲信号产生和整形电路。
9.1 多谐振荡器自激多谐振荡器是在接通电源以后,不需外加输入信号,就能自动地产生矩形脉冲波。
由于矩形波中除基波外,还含有丰富的高次谐波,所以习惯上又把矩形波振荡器叫做多谐振荡器。
多谐振荡器通常由门电路和基本的RC电路组成。
多谐振荡器一旦振荡起来后,电路没有稳态,只有两个暂稳态,它们在作交替变化,输出矩形波脉冲信号,因此它又被称作无稳态电路。
9.1.1门电路组成的多谐振荡器多谐振荡器常由TTL门电路和CMOS门电路组成。
由于TTL门电路的速度比CMOS门电路的速度快, 故TTL门电路适用于构成频率较高的多谐振荡器,而CMOS门电路适用于构成频率较低的多谐振荡器。
(1)由TTL门电路组成的多谐振荡器由TTL门电路组成的多谐振荡器有两种形式：一是由奇数个非门组成的简单环形多谐振荡器；二是由非门和RC延迟电路组成的改进环形多谐振荡器。
①简单环形多谐振荡器uo(a) (b)图9－1 由非门构成的简单环形多谐振荡器把奇数个非门首尾相接成环状,就组成了简单环形多谐振荡器。
图9－1（ａ）为由三个非门构成的多谐振荡器。
若uo的某个随机状态为高电平,经过三级倒相后,uo跳转为低电平,考虑到传输门电路的平均延迟时间tpd,uo输出信号的周期为6tpd。
图9－1（ｂ）为各点波形图。
简单环形多谐振荡器的振荡周期取决于tpd,此值较小且不可调,所以,产生的脉冲信号频率较高且无法控制,因而没有实用价值。
改进方法是通过附加一个RC延迟电路,不仅可以降低振荡频率,并能通过参数 R、C控制振荡频率。
脉冲单元电路
二、集成门构成的单稳态触发器 前几章我们学过的触发器，都叫双稳态触发器，因 为它们都有两个稳定的状态。我们可以任意改变它们的 状态，而我们希望它们保持不变时，它们可以稳定地保 持。 单稳态触发器就不同了，当我们通过触发信号使它 们产生翻转后，它们不能一直保持下去，而是在一定时 间后，又回到原先的状态。 利用单稳态触发器，我们可以制作出许多有用的电 路，如自动楼道灯、自动门、自动冲水器等。 单稳态平时所处的状态称为常态，触发后暂时经历 的状态叫暂态。 下面我们对单稳态电路进行分析。
两个暂态时间的计算：
仍然是根据RC充放电的标准公式来计算：
Vd（最终）— Vd（暂态开始） TW = RC ln —————————————— Vd（ 最终）— Vd（暂态结束）
对放电周期： Vd（ 最终）= 0.3v
Vd（暂态开始）= 4.3v
Vd（暂态结束）= 1.4v
对充电周期： Vd（ 最终）= 3.6v
7、 8、 9、 10、计算R1、R2、 C值可以假设C=0.01u
集成单稳态触发器虽然各不相同，但基本形式是一 样的： 外接定时元件电容C，电阻R（有的内含电阻）。 触发信号的形式可以有多种，正沿触发、负沿触发 具有两个对称互补输出端 Q 和 /Q 上述集成单稳态触发器的定时周期通常在几十纳秒 到数百毫秒之间。
四、集成门构成的多谐振荡器 多谐振荡器又称无稳态振荡器，它也有两个状态， 但它不能稳定于任何一个状态，而是在两者之间来回 转换，所以它的输出不会是恒高或恒低，而是矩形波。 所以多谐振荡器常常作为方波发生器。 1、电容正反馈多谐振荡器 VDD GND GND VDD
各时刻各点电 压值的推导见书。 各点电压波形 见右图。 微分型指R、C 的为微分连接。 输入端的C1和 R1也是微分电路， 其作用是使V1在触 发后能够回高，与 VI低电平宽度无关。
fpga 脉冲电路
fpga 脉冲电路
FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，常用于实现各种数字电路和系统。
在 FPGA 中，可以使用逻辑单元和时钟资源来设计和实现脉冲电路。
脉冲电路是一种产生脉冲信号的电路，通常包括时钟信号源、计数器、分频器、延迟线等组件。
以下是一个简单的 FPGA 脉冲电路的设计示例：
1. 时钟信号源：使用 FPGA 内部的时钟资源或外部时钟输入，生成一个基准时钟信号。
2. 计数器：使用计数器对时钟信号进行计数，以控制脉冲的频率和宽度。
3. 分频器（可选）：如果需要生成不同频率的脉冲，可以使用分频器对计数器的输出进行分频。
4. 延迟线（可选）：可以使用延迟线来调整脉冲的相位或延迟时间。
5. 输出模块：将计数器或分频器的输出连接到 FPGA 的输出引脚，以产生脉冲信号。
在设计脉冲电路时，需要根据具体的需求选择合适的时钟频率、计数器位数、分频比、延迟时间等参数。
同时，还需要注意时序约束和时钟管理，以确保电路的稳定性和可靠性。
这只是一个简单的示例，实际的 FPGA 脉冲电路可能会更加复杂，并且可能包括其他功能，如脉宽调制、脉冲序列生成、触发电路等。
具体的设计将取决于你的具体应用和需求。
如果你需要更详细或特定的信息，我将很愿意帮助你。
请提供更多的背景和具体问题，以便我能够更好地为你提供帮助。
积分型单稳态电路
积分型单稳态电路
积分型单稳态电路是一种具有稳态和暂态两种工作状态的基本脉冲单元电路。
这种电路主要由两个集成逻辑门及RC积分电路构成。
当输入正脉冲后，电路会进入暂稳态，随着电容放电，当电压降至阈值后，电路会回到稳态。
这种电路具有较强的抗干扰能力，但其输出波形的边沿比较差，且触发脉冲的宽度必须大于输出脉冲宽度时才能正常工作。
在积分型单稳态电路中，TTL与非门常被用作基本元件。
电路的工作原理包括稳态和暂稳态两个阶段。
在稳态下，输入信号为0，两个门G1和G2同时截止，输出vO为高电平。
当输入正脉冲后，G1导通，输出v01产生负跳变。
由于电容C上的电压不能跳变，G2导通，使vO等于v01，电路进入暂稳态。
在暂稳态期间，电容开始放电，当vA电压降至阈值Vth后，G2截止，vO回到高电平，vA继续下降。
待输入信号回到低电平时，G1又截止，v01为高电平，电容开始充电。
经过一段恢复时间tre后，电路回到稳态，vA为高电平。
此外，积分型单稳态电路的输出脉冲宽度tW可以通过等效电路来计算。
等效电路可以简化为电容C与电阻RO（G1输出为低电平时的输出电阻）串联。
利用公式脉冲宽度tW= (3～5)(RR0')C可以计算出脉冲宽度，其中R0'是G1输出高电平时的输出电阻。
第10章-电子技术基础(第2版)-虞文鹏-清华大学出版社
单稳态触发器的暂稳态通常是靠RC电路的充电、放电过程来维持的。根据RC电路的不同 接法(是接成微分形式还是接成积分形式)，可将单稳态触发器分为微分型和积分型 两种。
(3) t>t2为电路的恢复期 (4) 输出脉冲宽度tW的计算。
脉冲单元电路>>> 10.1 集成逻辑门构成的脉冲单元电路
2．积分型单稳态触发器 积分型单稳态触发器的电路如图 (a)所示。图中RC构成积分电路连接在与非门G1和G2 之间。门G2的输出uo2作为触发器的输出。 触发器的工作波形如图 (b)所示，下面讨论它的工作过程。 (1) 0～t1为稳定状态 (2) t1～t2为暂稳态
波形变换及整形示意图
脉冲单元电路>>> 10.1 集成逻辑门构成的脉冲单元电路
(2) 抑制干扰。
抑制干扰示意图
脉冲单元电路>>> 10.1 集成逻辑门构成的脉冲单元电路
(3) 脉冲幅度鉴别
脉冲幅度鉴别示意图
脉冲单元电路>>> 10.1 集成逻辑门构成的脉冲单元电路
4．集成施密特触发器 施密特触发器具有良好的波形整形功能，因此无论是在TTL门电路还是在CMOS门电路 中，都具有带施密特触发器作为输入的反相器和与非门，并且手册上都会标注。如 CC40106是CMOS六反相器(施密特触发)、CC14093是CMOS二输入与非门(施密特触发)、 CT5414/CT7414是TTL六反相器(施密特触发)、CT54132/CT74132是TTL四2输入与非门(施 密特触发)等。图1和图2所示为带有施密特触发器作为输入的非门和与非门的逻辑符号。
数字电子技术第5单元脉冲信号产生和变换电路
• 该电路的暂稳态时间即定时时间为 T=（0.7～1.3）RC
2．由或非门构成的单稳态电路
• 图5-7是由或非门构成的单稳态电路。
• 平时第二个或非门（此处连接成非门状 态）的输入端通过电阻R成为高电平，所 以它的输出是低电平。 • 该低电平又送到第一个或非门的一个输 入端B上。
图5-7 由或非门构成的于将波 形变陡峭，以形成定宽、定幅的脉冲信号。
5.2 单稳态触发器
5.2.1 分立元件微分型单稳电路
• 图5-5是一种典型的分立元件集基耦合微 分型单稳电路。 • 该电路也是由两级反相器交叉耦合而成 的正反馈电路。
图5-5 分立元件集基耦合微分型单稳电路
• 它的一部分电路结构与多谐振荡器十分 相似，另一部分电路结构又和双稳电路十 分相似，再加上该电路也有一个微分触发 电路。 • 由此可见，它是由半个无稳态电路和半 个双稳态电路组合而成的，所以该电路有 一个稳态和一个暂稳态。
4．下降时间tf
• 下 降 时 间 是 指 脉 冲 后 沿 从 0.9Um 下 降 至 0.1Um时所需要的时间，用tf来表示。
5．脉冲宽度tW
• 脉冲宽度是指从脉冲前沿0.5Um处开始， 到脉冲后沿下降到0.5Um为止的宽度，又称 为半值脉冲宽度，用tW来表示。
• 有时也可以用上升沿与下降沿0.1Um之间 的宽度来表示脉冲宽度。
图5-1 由分立元器件多谐振荡器构成的低电压土壤 缺水告知电路
• 图5-2则是由集成块双稳态电路与多谐振 荡器构成的双闪灯电路。
• 该电路中的IC1-1与IC1-2、RP1等组成了 多谐振荡器，IC2构成了双稳态电路。
图5-2 由集成块双稳态电路与多谐振荡器构成的双闪灯电路
• 除了以上两种实际应用外，单稳态触发 器、双稳态触发器、多谐振荡器电路还广 泛应用于自动控制与调节系统、自动检测 系统、汽车电子、电子仪表及其他各种数 字电子电路等方面。
脉冲单元电路
VOL 0
VT－
VT＋
vI
23
9.3.2 用555定时器构成施密特触发器 工作原理
❖电 入当 令当压电vDv为压IIV≤≥TV为=T—V—＋2313VT，VVT－＋CCC称，C时－时称为，，V为接Tvv－OO关通===断电VV—13OO电压VLHC，，压VC T此称此V＋T时为=时－相=回相—13应—差23应VV旳电C旳CCC输压输入
1
1
1
1
0
0
VT＋
⑤VT－
t
t
VO 1
1
0
0
⑤ 1
22
9.3.2 用555定时器构成施密特触发器
工作原理
VCC
84
5 vCO VCC R
vI
6 vI1 555 vO 3
2 vI2
7 vO′
0.01mF
1
vI
—23 VCC —13 VCC
0 vO vO VOH
VOL 0
vO
VOH
VT＋ VT－
t
t
DVT
2 vI2
—23 VCC
① vO
—13 VCC
0
vO
7 vO′
VOH
0.01mF
1
VOL
0
VI VI＜—13 VCC
C1(SD) C2(RD) Q
1
0
0
VT＋ VT－
t
t
VO
1①
18
②
VCC
vI
vI
84 5 vCO VCC R
6 vI1 555 vO 3
2 vI2
—23 VCC
vO
—13 VCC
0
第12章常用中大规模数字集成电路
时，输出uo立即跳变为高电平，三极管V截止，电路返 回第一个暂稳态。 电路重复以上过程，在输出端得到矩形脉冲波。
矩形脉冲的周期
T=T1+T2=0.7(R1+2R2)· C
改变R1、R2和C的数值就可以得到不同频率、不同宽 度的矩形脉冲波。
20
多谐振荡器应用举例 光电报警器
R1
UCC
D
uo R2 TR 光电二极管无光照时，呈 3 2 现高电阻，相当于断开， 6 TH 电路复位端（管脚4）经电 C + C 1 5 u -阻R3接地，相当于接低电 0.01μF 平，定时器复位，电路停 振，扬声器不发声。 当有光照时，光电二极管呈现极低电阻，电路复位端 （管脚4）接通正电源+UCC ，振荡器振荡，扬声器发声。 元件参数 电位器R1 (0～50kΩ ) C= 0.06μF 振荡频率 R2= 1kΩ
111
110 101
100 011
B 010 001
000 A
A --D 、 D – A转换存在转换误差。 例如处于A、 B点之间的模拟量均与第3级台阶对应，都 用数字量011表示。而数字量011对于A、 B点之间的模 拟量的变化是分辨不出来的。 数字量的位数越多(台阶数越多)转换误差越小。
30
一.数--模转换器( D／A转换器---DAC)
功能:将输入的数字信号转换成模拟信号。
D／A转换器输入的是数字信号,输出的是与之成正比的 模拟信号(模拟电压或模拟电流)。
（一）D／A转换器的工作原理
数字信号 一组二进制数码,可以表示成按“权”的展 开式→ 对应的十进制数。 例如二进制数码 1101 (8-4-2-1BCD码)
D 1 2 1 2 0 2 1 2 13
单触发脉冲发生电路
单触发脉冲发⽣电路⼀、概述单触发脉冲发⽣电路是⼀种常⻅的脉冲信号源，其主要功能是产⽣单次的⾼频脉冲。
这种电路在许多应⽤中都有使⽤，例如雷达、⽆线通信、⾃动控制系统等。
单触发脉冲发⽣电路的特点是结构简单、⼯作可靠，并且能够产⽣重复性较好的脉冲信号。
本⽂将对单触发脉冲发⽣电路的基本原理、结构、⼯作过程以及应⽤进⾏详细介绍。
⼆、基本原理单触发脉冲发⽣电路的基本原理是基于电⼦元器件的开关特性。
当电路中的某个元器件被触发时，会产⽣⼀个瞬间的⾼频脉冲。
常⻅的触发⽅式有电触发、光触发和机械触发等。
在单触发脉冲发⽣电路中，通常采⽤晶体管或场效应管作为开关元件，通过改变其⼯作状态来控制脉冲的产⽣。
三、电路结构单触发脉冲发⽣电路的结构通常包括以下⼏个部分：输⼊触发电路、开关元件、储能元件和脉冲输出电路。
输⼊触发电路的作⽤是将外部的触发信号转化为适合开关元件的触发信号。
开关元件是整个电路的核⼼，通常采⽤晶体管或场效应管，⽤于控制储能元件的状态。
储能元件通常采⽤电容或电感，⽤于存储能量并在开关元件导通时产⽣脉冲。
脉冲输出电路的作⽤是将产⽣的脉冲信号进⾏适当的调整和整形，以满⾜应⽤需求。
四、⼯作过程单触发脉冲发⽣电路的⼯作过程如下：当输⼊触发信号到达时，输⼊触发电路将其转化为适合开关元件的触发信号。
开关元件在接收到触发信号后迅速导通，储能元件开始充电。
当储能元件的电压达到⼀定程度时，开关元件突然断开，储能元件中的能量通过脉冲输出电路迅速释放，产⽣⼀个⾼频脉冲信号。
整个过程由开关元件的控制状态决定，当开关元件处于截⽌状态时，电路处于等待状态，等待下⼀次触发信号的到来。
五、应⽤单触发脉冲发⽣电路在雷达、⽆线通信、⾃动控制系统等领域有着⼴泛的应⽤。
在雷达系统中，单触发脉冲发⽣电路可以⽤于产⽣探测脉冲，通过向⽬标发射探测脉冲并接收回波信号，实现对⽬标的距离、速度等参数的测量。
在⽆线通信中，单触发脉冲发⽣电路可以⽤于产⽣载波信号或调制信号，实现信息的传输。
电路图电源电路单元知识详解(整流电路 全波整流 倍压整流 脉冲电路 编码器和译码器 光电告警电路)
电路图电源电路单元知识详解一、电源电路的功能和组成每个电子设备都有一个供给能量的电源电路。
电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三种。
常见的家用电器中多数要用到直流电源。
直流电源的最简单的供电方法是用电池。
但电池有成本高、体积大、需要不时更换（蓄电池则要经常充电）的缺点，因此最经济可靠而又方便的是使用整流电源。
电子电路中的电源一般是低压直流电，所以要想从 220 伏市电变换成直流电，应该先把220 伏交流变成低压交流电，再用整流电路变成脉动的直流电，最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分后才能得到直流电。
有的电子设备对电源的质量要求很高，所以有时还需要再增加一个稳压电路。
因此整流电源的组成一般有四大部分，见图 1 。
其中变压电路其实就是一个铁芯变压器，需要介绍的只是后面三种单元电路。
二、整流电路整流电路是利用半导体二极管的单向导电性能把交流电变成单向脉动直流电的电路。
（ 1 ）半波整流半波整流电路只需一个二极管，见图 2 （ a ）。
在交流电正半周时 VD 导通，负半周时 VD 截止，负载 R 上得到的是脉动的直流电（ 2 ）全波整流全波整流要用两个二极管，而且要求变压器有带中心抽头的两个圈数相同的次级线圈，见图2 （ b ）。
负载 R L 上得到的是脉动的全波整流电流，输出电压比半波整流电路高。
（ 3 ）全波桥式整流用 4 个二极管组成的桥式整流电路可以使用只有单个次级线圈的变压器，见图 2 （ c ）。
负载上的电流波形和输出电压值与全波整流电路相同。
（ 4 ）倍压整流用多个二极管和电容器可以获得较高的直流电压。
图 2 （ d ）是一个二倍压整流电路。
当 U2 为负半周时 VD1 导通， C1 被充电， C1 上最高电压可接近 1.4U2 ；当 U2 正半周时 VD2 导通， C1 上的电压和 U2 叠加在一起对 C2 充电，使 C2 上电压接近 2.8U2 ，是C1 上电压的 2 倍，所以叫倍压整流电路。
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第9章脉冲单元电路本章主要介绍了（1）脉冲信号（矩形脉冲）的波形及其参数。
（2）施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器工作原理及其应用。
（3）用门电路构成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的基本原理及主要参数计算。
（4）555定时器的电路结构和工作原理。
（5）用555定时器构成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的电路结构和参数计算。
教学基本要求掌握施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的工作原理及应用。
掌握555定时器构成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的电路结构和主要参数计算。
理解集成单稳态触发器和晶体多谐振荡器基本工作原理；了解用门电路构成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的电路结构。
重点与难点本章重点：555定时器构成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的电路以及主要参数计算。
本章难点：定时电路中电容充、放电过程和定时参数的计算。
主要教学内容9.1 脉冲信号9.2.1 施密特触发器9.2.2 单稳态触发器9.2.3 多谐振荡器9.3 555定时器的应用9.3.1 用555定时器构成施密特触发器9.3.2 用555定时器构成单稳态触发器9.3.3 用555定时器构成自激多谐振荡器9.1 脉冲信号从广义上讲，凡不具有连续正弦波形状的信号，几乎都可以统称为脉冲信号。
最常见的脉冲波形是方波和矩形波，如图9–1–1所示。
图9–1–1 常见脉冲波形实际脉冲电压波形从零值跃升到最大值，或从最大值降到零值时，都需要经历一定的时间，一般用上升时间t r和下降时间t f表示。
图9–1–2为矩形脉冲信号的实际波形图。
图9–1–2 矩形脉冲信号的实际波形图9.2.1 施密特触发器常用的脉冲单元电路有施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器，脉冲单元电路可由集成逻辑门构成。
1. 施密特触发器特点施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路。
它有两种稳定工作状态，触发器处于哪一种工作状态，取决于输入信号电平的高低。
当输入信号由低电平逐步上升到上限触发电平（V T+）时，电路状态发生一次转换；当输入信号由高电平逐步下降到下限触发电平（V T–）时，电路状态又会发生转换。
两次状态转换时对应的输入电平值是不同的。
施密特触发器电压传输特性如图9–2–1所示。
施密特触发器的上限触发电平V T+和下限触发电平V T–的差值称为施密特触发器的回差电压ΔV T。
在脉冲与数字技术中，施密特触发器常用于波形变换、脉冲整形及脉冲幅度鉴别等。
图9–2–1 施密特触发器电压传输特性2. 用两级CMOS反相器构成的施密特触发器用两级CMOS反相器构成的施密特触发器如图9–2–2所示。
设CMOS 电源为V DD，阈值电压为，则施密特触发器的上限触发电平V T+、下限触发电平V T–和回差电压ΔV T分别为图9–2–2 用两级CMOS反相器构成的施密特触发器改变电阻R1和R2的大小，可以调整回差电压值的大小。
3. 用TTL门构成的施密特触发器用TTL门构成的施密特触发器如图9–2–3所示。
设TTL阈值电平为V th，则施密特触发器的上限触发电平V T+、下限触发电平V T–和回差电压ΔV T分别为图9–2–3 用TTL门构成的施密特触发器改变电阻R1和R2的大小，可以调整回差电压值的大小。
4. 集成施密特触发器在集成门电路中，有带施密特触发器输入的反相器和与非门，带施密特触发器的反相器逻辑符号如图9–2–4所示。
图9–2–4 带施密特触发器的反相器逻辑符号9.2.2 单稳态触发器1. 单稳态触发器特点单稳态触发器是广泛应用于脉冲整形、延时和定时的常用电路，它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。
在外界触发脉冲的作用下，能从稳定状态翻转到暂稳态，暂稳态维持一段时间后，电路又自动地翻转到稳态。
暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与外界触发脉冲无关。
2. 集成门构成的单稳态触发器（1）微分型单稳态触发器。
微分型单稳态触发器及其输出波形如图9–2–5所示。
触发器由两个TTL与非门组成。
其中R i、C i构成输入端微分电路，R、C构成微分型定时电路。
其输出脉宽t W取决于RC充电速度，近似估算公式为t w≈0.7(R o + R)C R o= 100 Ω图9–2–5 微分型单稳态触发器及其输出波形在定时电路中，为了调整t W，通常以改变C作为粗调，改变R作为细调。
R值选取应在64 Ω＜R＜0.91 kΩ之间。
（2）积分型单稳态触发器。
积分型单稳态触发器及其输出波形如图9–2–6所示，此电路要求输入v I比输出v O脉冲宽。
如果要求在输入窄的触发脉冲时能够得到较宽的输出脉冲，可以采用如图9–2–7所示的电路，这时输入与输出均为负脉冲。
图9–2–6 积分型单稳态触发器及其输出波形图9–2–7 宽脉冲输出电路（3）施密特触发器构成单稳态触发器。
利用CMOS施密特触发器的回差特性，可以方便地构成单稳态触发器，如图9–2–8所示。
图9–2–8 施密特触发器构成的单稳态电路及其输出波形3. 集成单稳态触发器（1）非可重触发集成单稳态触发器。
非可重触发单稳态触发器，是指在暂稳态定时时间t W之内，若有新的触发脉冲输入，电路不会产生任何响应，其波形示意图如图9–2–9所示。
常用的非可重触发集成单稳态触发器有CT54121/CT74121、CT54221/CT74221、CC74HC123等。
图9–2–9 非可重触发单稳态触发器波形（2）可重触发集成单稳态触发器。
可重触发单稳态触发器，是指在暂稳态定时时间t W之内，若有新的触发脉冲输入，可被新的输入脉冲重新触发，其波形示意图如图9–2–10所示。
常用的可重触发集成单稳态触发器有CT54122/CT74122、CT54123/CT74123、CC14528、CC14538等。
图9–2–10 可重触发单稳态触发器波形9.2.3 多谐振荡器多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源后，不需要外加触发信号，能自动地产生矩形脉冲。
它是常用的矩形脉冲产生电路。
多谐振荡器有电容正反馈多谐振荡器、带RC定时电路的环形振荡器、施密特触发器构成的多谐振荡器和晶体稳频的多谐振荡器等类型，如图9–2–11所示。
如果对频率稳定性要求不高且要求的振荡频率较低，可采用前三种主要依靠电容C充、放电构成的多谐振荡器。
在这类多谐振荡器中，可以调节振荡器的输出频率，一般以电容C作为粗调，电阻R用电位器细调。
在要求多谐振荡器的频率稳定度较高的情况下，通常采用晶体稳频的多谐振荡器。
图9–2–11 四种多谐振荡器9.3 555定时器的应用9.3.1 用555定时器构成施密特触发器555定时器是一种多用途单片集成电路，利用它可以极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。
555定时器内部电路结构如图9–3–1所示。
图9–3–1 555定时器内部电路结构用555定时器构成施密特触发器电路如图9–3–2（a）所示。
图中0.01 μF电容起滤波作用，以提高比较器参考电压的稳定性。
其工作波形如图9–3–2（b）所示。
图9–3–2 用555定时器构成施密特触发器其施密特触发器的上限触发电平V T+、下限触发电平V T–和回差电压ΔV T分别为9.3.2 用555定时器构成单稳态触发器用555定时器构成单稳态触发器电路如图9–3–3（a）所示，电阻R 和电容C构成积分型单稳态触发器，其工作波形如图9–3–3（b）所示。
图9–3–3 用555定时器构成单稳态触发器暂稳态的持续时间主要取决于外接电阻R和电容C，输出脉冲的宽度t W为9.3.3 555定时器的应用用555定时器构成自激多谐振荡器电路如图9–3–4（a）所示，其工作波形如图9–3–4（b）所示。
图9–3–4 用555定时器构成多谐振荡器在电容C充电时，暂稳态持续时间为在电容C放电时，暂稳态持续时间为因此，电路输出矩形脉冲的周期和占空比分别为自我检测题1.已知如图P9–1所示电路由CMOS组成，试分析（1）稳态时v I、v O、v C的逻辑电平；（2）画出一个工作周期内v I、v O、v C的工作波形，并说明该电路的名称。
图P9–12.有一电路如图P9–2所示，门1和门2构成单稳态触发器，暂稳态持续时间为5μs，R2C2电路起延迟作用，延迟时间为1.5μs。
已知输入信号v I的周期为10μs，脉宽t W1为1 μs。
试画出A、B和Q的波形（Q初态为0），并说明该电路功能。
图P9–23.如图P9–3所示电路，分析电容C的充放电回路，说明E的作用及该电路的功能。
图P9–34.由J–K触发器和555定时器组成的电路如图P9–4所示，已知CP 为10 Hz方波，R1=10 kΩ，R2=56 kΩ，C1=1 000 pF，C2=4.7 μF，J–K 触发器输出Q和555输出v O初始均为0，试（1）画出J–K触发器输出Q及v1、v O的波形。
（2）求输出波形的周期。
图P9–45.图P9–5是由555定时器构成的脉冲发生器，试回答（1）每一个555定时器各构成什么电路？（2）开关S在右端时，计算v O1和v O2的频率fⅠ和fⅡ。
（3）开关S在左端时，画出v O1和v O2的波形。
图P9–56.在如图P9–6（a）所示电路中，R1C1构成微分电路，G为具有施密特性能的非门，其阈值电压分别为0.8 V和1.6 V，由555定时器构成的单稳态电路暂稳态持续时间为3.5 ms。
求在如图P9–6（b）输入波形v I作用下，画出A、B、C、D和Y1、Y2的波形。
图P9–67.图P9–7为一个电子门铃电路，要求每按一次开关按钮S，扬声器就以1.2 Hz的频率鸣响10 s，请确定电路中R1、R2和R3的值。
图P9–7思考题1.什么是脉冲信号？矩形脉冲的主要技术参数有哪些？2.施密特触发器电压传输特性有什么特点？上限触发电平、下限触发电平及回差电压的定义是什么？3.施密特触发器的主要应用？4.单稳态触发器有什么特点？微分型和积分型单稳态触发器在电路结构上有什么不同点？如何计算暂态时间？5.什么是可重触发单稳态？它的暂稳态持续时间如何计算？6.单稳态触发器的主要应用？7.如何计算多谐振荡器的工作频率？8. 555定时器的电路结构？采用555定时器构成施密特触发器、单稳态触发器及多谐振荡器的电路特点和区别？各电路的主要技术参数如何计算？。