11脉冲波形的变换与产生

A2
0
G4
&
a
G2 &
G5
G6
& ≥1 &
Rint G7 1
G8
1
Q1
G3
0
&
G9
1
Q0
触发信号控制电路
微分型单稳态触发器
(a) 逻辑图
输出缓冲电路
在暂稳态期间即使有触发信号输入,但由于G4门在此期间关闭， 不会被再次触发，电路属于不可重复触发单稳态触发器
集成单稳态触发器74121管脚图
Q1 NC 2 A1 3 A2 4 B5 Q6
vO1
vO2
vI
G1 vI
1 G2 vI2
R
与非门组成的微分 型单稳态触发器
R0.7K
vO1
vI2 VTH
vO2
vO1
vO2
vI
G1 vI
1 G2 vI2
R
tRClnvI2()vI2(0) vI2()vI2(t)
tW=RC ln
0 ‒ 3.6 0 ‒ 1.4
≈ 0.96 RC
vO1
vI2 VTH
触发信号控制电路 微分型单稳触发器 输出缓冲电路
输出脉冲宽度： tw≈0.7RC 电路的连接： C：外接电容（10pF~10μF)
R：外接电阻(2~30K)或采用 内部电阻(2K)
(1)工作原理 电路的不可重复触发特性
暂稳态: Q=1 Q=0
Cext
Rext
Rext/Cext Rint
B
G1
A1
&
但由于不存在G2输出到G1输入的反馈，输出 波形 VO2 边沿差。
8.1.2 集成单稳态触发器： 分为可重复触发，和不可重复触发两类。 不可重复触发型——
电路进入暂稳态中，不再接受触发信号； 只有返回稳态后才可以被再次触发。
可重复触发型电—路—在暂稳态中仍然可以接受触发信号， 每触发一次，电路暂稳态会继续保持tW。
vO2 tW
vI tpi
vO1
vA
vO2 tW
vI
1 vO1 G1
vA 1
vO2
G2
tRClnvA()vA(0) vA()vA(t)
tW=(R0+R)C
ln 0 ‒ 3.6 0 ‒ 1.4
≈ 0.96(R0+R)C
积分型单稳态触发器：
宽脉冲触发，触发脉冲宽度要求tpi>tW， 尖峰脉冲干扰不会引起足够宽度的脉冲， 抗干扰能力较强。
1、掌握门电路组成的： 单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器 电路组成，工作原理；
2、掌握555定时器的工作原理和应用
8.1 单稳态触发器
电路特点：
1) 电路有一个稳态、一个暂稳态
2) 外加触发信号，电路由稳态翻转到暂态
3) 经过一段时间，电路又自动回到稳态
4）暂态的持续时间只取决于RC充放电电路参数本身，
vO2
vO1
vO2
vI
G1
1 G2
vO1
vI2
R
vI
亦有 tre= (3~5)RC
vI2 VTH
(2)触发脉冲的间隔（周期） vO2 不得小与 tw+tre
fMAXT1
tW
1 tre
vO1
G1
vI
CD RD
vO2
1 G2 vI2
R
vI
vO1
vR VTH
vO2
也要求tpi<tw, 适合于窄脉冲触发
一般工程上认为： 经过（3~5)RC时间， 电容已经放电完毕
即
tre=(3~5)RC
或非门组成的微分性单稳态触发器
vI
vO1
vO2
G1 ≥1
1 G2
vO1
C
vI2
vI'
vI
CD RD
R
VDD
vI2
若输入脉冲过宽，vo2输出边沿变缓 vO2 可在输入端加微分电路
VDD+VTH VTH VDD+Δ+
为改善输出波形，可在输出端加一个反相器。
tW
tW
不被再次触发
tW
tW
被再次触发
1. 不可重复触发的集成单稳态触发器 74121 Rext
B
G1
A1
&
A2
G4 &
a
G2 &
Cext10 Rext/Cext11 Rint9
G5
G6
& ≥1 &
Rint G7 1
G8
1
Q
G9
G3 &
1
Q
触发信号控制电路
微分型单稳态触发器
输出缓冲电路
(a) 逻辑图
而与触发信号的宽度无关
vO1
vO2
8.1.1 微分型单稳态触发器
1.电路组成：
一与非门（或非门）与一反相器 经RC微分电路交叉耦合
G1 ≥1 vI
1 G2
C
vI2
R
VDD
vO1 1
vO2
vI
0
G1 ≥1
1 G2
vO1
0
0
C
vI2 1
0V R
vI
VDD
vI2
(1)电路稳态
电路稳态时，C断路
vO
又 VI2 经 R 接至 VDD
vO1 =0
vO2 =1
vI
G1 ≥1
1 G2
vO1
C
vI2=0
0V R
vI =1
VDD
vI2
(2) 进入暂态
vI外加触发脉冲
进入暂态
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vO2
正反馈→波形陡峭
vO2=1， vI即使恢复为低电平,暂态仍能维持
vO1 =0
vO2 =1
vI
G1 ≥1 vI =1
1 G2
C
vI2=0
0V R
VDD
vI2逐渐升高
vO1 G1 ≥1
vI
vO2 1 G2
vI2
VDD
tW=0.7RC
恢复时间tre vI2
VTH
VDD+VTH VDD+Δ+
vO2
vI 的最小工作周期：
TmintWtre
vI 的最大工作频率：
fMAXTm 1intW1tre
tRClnvI2()vI2(0) vI2()vI2(t)
RC lnVDD (VDD ) VDD VDD
vO1
vI2 VTH
vO2
1 vO1
0 vO2
vI
G1 ≥1
00
vI
1 G2
C
vI21
R
VDD
(3)当vI2=VTH
返回稳态
vO1
vI2
VDD+VTH
VTH VDD+Δ+
vO2
VI2应上升到VDD+VTH
由于保护二极管的作用，vI2只能上升到VDD+Δ+
1 vO1
0 vO2
vI
G1 ≥1
C 00
若输入脉冲过宽，vo2输出边沿变缓 可在输入端加微分电路 RD3.5K 为改善输出波形，可在输出端加一个反相器。
补充：积分型单稳态触发器：vI
tpi
vI
1 vO1 G1
vA
vO2
vO1
G2
vA
宽脉冲触发，触发脉冲
宽度要求 tpi > tW
否则脉冲宽度由 tpi 决 定，而不是由 RC 参 数决定
11脉冲波形的变换与产 生
第八章 脉冲波形的变换与产生
时序电路需连续的工作脉冲
①矩形脉冲产生电路
多谐振荡器
可由门电路组成也可由施密特触发器、单稳态触发器、555时 基电路组成
②通过施密特触发器把输入的三角波、正弦波变成矩形波。
矩形脉冲信号还可通过施密特触发器、单稳态触发器 整形——去除噪音、干扰
基本要求：
vI
(4) 恢复过程
电容放电
1 G2
vI21
R
VDD
VC=0 VI2=VDD
vO1
vI2
VDD+VTH
VTH VDD+Δ+
vO2
输出脉冲宽度tW
vI2
VDD+VTH
VTH VDD+Δ+
vO2
tRClnvI2()vI2(0) vI2()vI2(t)
RC ln VDD 0 VDD VTH
0.7RC