脉冲波形的产生和整形知识分享
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二是电平触发，即当输入信号达到一定的电压 值时，输出电压会发生突变。这一特点对于缓慢变 化的信号仍然适用。因此施密特触发器是一种受输 入信号电平直接控制的双稳态电路。
vo 1
0 VT－ VT＋ ui 传输特性
逻辑符号
在此，称VT+为正向阈值电压，VT－为负向阈值电 压。显然，施密特触发器的正向和负向阈值电压
一、由门电路构成的单稳态触发器 1、微分型
VOH VD,D VOL 0,VTH 1 2VDD
当触发脉 vI加 冲到输入端时 Rd和 ，Cd在 组成的微分电路 得输 到出端 很窄的正、负 vd。脉当 v冲 d上升V到 TH以后 vd vO1 vI2 vO
使vO1迅速跳变为低电 使v平 O跳。变并为高电平， 入电 暂路 稳进 态。 电容 C开始充电，vI充 2 V电 TH时 至 ,vI2 又引起正反馈 vI2 vO vO1
由此可求出上升过程中电路发生转换时的输入电平VT+ 。
vA
VTH
R2 R1 R2
VI
R1
R2 R2
VT
VT
(1
R1 R2
)VTH
当vI 1时， vO1。 当vI下降v至 AVTH时，进入传输特 大性 区的 ，放 故
vAvO1vO
使电路迅速跳vO变V到 OL0
vA
VTH
(VDDVT)
R1 R1 R2
两种CMOS集成施密特触发器的引脚排列图
TTL集成施密特触发器74LS132的内部逻辑图和引脚排列图。 其内部包括4个互相独立的2输入施密特触发器，都是在基本施密 特触发电路的基础之上，在输入端增加了与的功能，在输出端增
加了反相器。因此称为施密特触发与非门，逻辑符号如图所示。 74LS132的输入、输出关系满足Y=AB两个输入变量必须同时低于 施密特触发器的负向阈值电压，输出Y才是高电平。
输出脉宽：
twRC lnV V(( )) V V((0t))
RC lnVOH VTH
tre(3~5)(RRO )C td tTRtre
输出脉 v O 0 时 冲间 宽 vA 从 ） 度 V O放 H 等 （ V 电 T 于 的 H至 时
t r e ( 3 ~ 5 )R / ( r D / 1 R O ) C N ( 3 ~ 5 ) R O C N 分辨时 td t间 wtre
2、积分型 G1和G2为TTL门电路
稳v 态 I 0 ,v O 下 1 ,( v O 1 V ： O )v H A , V O ； H vI后vO ， 0,进入暂 vO 1稳 0,C 开 态始 ，放电； 当放vA至 VTH 后， vO1,返回稳态； vI 后， C重新充VO 电 H ,恢 至复初始态；
VT
VT
(1
R1 R2
)VTH
vI VT (1R R12)VTH vI VT (1R R12)VTH
二、集成施密特触发器
施密特触发器应用十分广泛，目前市场上有专门的集成 电路产品出售。一些代表性的产品如CMOS集成施密特 触发器CC40106（六反相器）、CC4093（四2输入与非 门），TTL集成施密特触发器74LS13、74LS14、54132 等。TTL施密特触发器对于阈值电压和滞回电压均有温 度补偿，具有较强的带负载能力和抗干扰能力。
电路迅速返回 vO 稳 0,vO态 1 VDD,C放电至没有电稳 压态 ，。 恢复
输出脉宽：
输出脉 vO 1 冲 时宽 间 vI2 度 ） 从 0 充 （ 等 V 电 T的 于 H至 时
twRlC n V V (( )) V V ((0 t))RlC n V V D D D V D T 0H RlC n 2
三、知识点
1、重点掌握的知识点 （1）施密特触发器的工作原理及特点； （2）单稳态触发器的工作原理及特点； （3）多谐振荡器的工作原理及特点； （4）555定时器的工作原理及应用。 2、一般掌握的知识点 （1）施密特触发器的应用； （2）集成单稳态触发器的应用。
10.1 概述
在时序逻辑电路中，为了控制各触发器同步协调一致 的工作，通常需要一个稳定精确的时钟脉冲信号。获得这 种脉冲信号的方法有两种，一种是通过多谐振荡器直接产 生脉冲信号；另一种是通过脉冲整形电路如单稳态触发器 、施密特触发器等，将已有的波形进行整形，获得稳定、 精确、规则的矩形时钟脉冲。
第十章 脉冲波形的产生和整形
一、内容提要
本章重点介绍矩形脉冲波形的产生和整形电路。 在脉冲整形电路中，介绍了最常用的两类整形电 路—施密特触发器和单稳态触发器。在脉冲振荡电路 中，介绍了多谐振荡器的几种常见形式。最后介绍了 555定时器和电路结构、工作原理及应用。
二、本章内容
10.1 概述 10.2 施密特触发器 10.3 单稳态触发器 10.4 多谐振荡器 10.5 555定时器及应用
7413
三、施密特触发器的应用 1、用于波形变换
2、用于鉴幅
3、用于脉冲整形
10.3 单稳态触发器
施密特触发器是双稳态电路，有0、1两个稳态，状态改变受外 加信号控制。而单稳态触发器是单稳态电路，有一个稳态（0 态或1态）和一个暂稳态，在外加输入信号的作用下电路由稳 态翻转到暂稳态，保持一段时间后又自动返回原来的稳态。单 稳态触发器的输出通常为宽度恒定的脉冲信号，而暂稳态的时 间仅取决于电路自身的相关参数。
在脉冲信号产生、整形电路中，常采用555时基集成 电路，只要在其外部配接少量阻容元件就可构成多谐振荡 器、施密特触发器和单稳态触发器。
Baidu Nhomakorabea
10.2 施密特触发器
施密特触发器是一种常用的脉冲波形整形电路， 能够将边沿变化缓慢的脉冲信号波形整形为边沿陡 峭的矩形波。它具有如下两个特点：
一是滞回特性，即对于正向和负向变化的输入 信号，分别有不同的临界阈值电压。
是不等的，定义二者之差ΔVT为回差电压，即 ΔVT= VT+－VT－。
一、用门电路构成的施密特触发器
假定图中CMOS反相器的阈值电压为VTH ≈1/2VDD，设电阻 R1＜R2。
当输入vI为0V时，G1截止、G2导通，输出vO为0V， vA≈0 。 当输入电压vI逐渐上升到vA =VTH时，G1进入电压特性的转折区， 所以电路将发生如下正反馈： vA ↑→vO1↓→vO↑ 使电路迅速跳变 到 vO=VOH ≈ VDD。
vo 1
0 VT－ VT＋ ui 传输特性
逻辑符号
在此，称VT+为正向阈值电压，VT－为负向阈值电 压。显然，施密特触发器的正向和负向阈值电压
一、由门电路构成的单稳态触发器 1、微分型
VOH VD,D VOL 0,VTH 1 2VDD
当触发脉 vI加 冲到输入端时 Rd和 ，Cd在 组成的微分电路 得输 到出端 很窄的正、负 vd。脉当 v冲 d上升V到 TH以后 vd vO1 vI2 vO
使vO1迅速跳变为低电 使v平 O跳。变并为高电平， 入电 暂路 稳进 态。 电容 C开始充电，vI充 2 V电 TH时 至 ,vI2 又引起正反馈 vI2 vO vO1
由此可求出上升过程中电路发生转换时的输入电平VT+ 。
vA
VTH
R2 R1 R2
VI
R1
R2 R2
VT
VT
(1
R1 R2
)VTH
当vI 1时， vO1。 当vI下降v至 AVTH时，进入传输特 大性 区的 ，放 故
vAvO1vO
使电路迅速跳vO变V到 OL0
vA
VTH
(VDDVT)
R1 R1 R2
两种CMOS集成施密特触发器的引脚排列图
TTL集成施密特触发器74LS132的内部逻辑图和引脚排列图。 其内部包括4个互相独立的2输入施密特触发器，都是在基本施密 特触发电路的基础之上，在输入端增加了与的功能，在输出端增
加了反相器。因此称为施密特触发与非门，逻辑符号如图所示。 74LS132的输入、输出关系满足Y=AB两个输入变量必须同时低于 施密特触发器的负向阈值电压，输出Y才是高电平。
输出脉宽：
twRC lnV V(( )) V V((0t))
RC lnVOH VTH
tre(3~5)(RRO )C td tTRtre
输出脉 v O 0 时 冲间 宽 vA 从 ） 度 V O放 H 等 （ V 电 T 于 的 H至 时
t r e ( 3 ~ 5 )R / ( r D / 1 R O ) C N ( 3 ~ 5 ) R O C N 分辨时 td t间 wtre
2、积分型 G1和G2为TTL门电路
稳v 态 I 0 ,v O 下 1 ,( v O 1 V ： O )v H A , V O ； H vI后vO ， 0,进入暂 vO 1稳 0,C 开 态始 ，放电； 当放vA至 VTH 后， vO1,返回稳态； vI 后， C重新充VO 电 H ,恢 至复初始态；
VT
VT
(1
R1 R2
)VTH
vI VT (1R R12)VTH vI VT (1R R12)VTH
二、集成施密特触发器
施密特触发器应用十分广泛，目前市场上有专门的集成 电路产品出售。一些代表性的产品如CMOS集成施密特 触发器CC40106（六反相器）、CC4093（四2输入与非 门），TTL集成施密特触发器74LS13、74LS14、54132 等。TTL施密特触发器对于阈值电压和滞回电压均有温 度补偿，具有较强的带负载能力和抗干扰能力。
电路迅速返回 vO 稳 0,vO态 1 VDD,C放电至没有电稳 压态 ，。 恢复
输出脉宽：
输出脉 vO 1 冲 时宽 间 vI2 度 ） 从 0 充 （ 等 V 电 T的 于 H至 时
twRlC n V V (( )) V V ((0 t))RlC n V V D D D V D T 0H RlC n 2
三、知识点
1、重点掌握的知识点 （1）施密特触发器的工作原理及特点； （2）单稳态触发器的工作原理及特点； （3）多谐振荡器的工作原理及特点； （4）555定时器的工作原理及应用。 2、一般掌握的知识点 （1）施密特触发器的应用； （2）集成单稳态触发器的应用。
10.1 概述
在时序逻辑电路中，为了控制各触发器同步协调一致 的工作，通常需要一个稳定精确的时钟脉冲信号。获得这 种脉冲信号的方法有两种，一种是通过多谐振荡器直接产 生脉冲信号；另一种是通过脉冲整形电路如单稳态触发器 、施密特触发器等，将已有的波形进行整形，获得稳定、 精确、规则的矩形时钟脉冲。
第十章 脉冲波形的产生和整形
一、内容提要
本章重点介绍矩形脉冲波形的产生和整形电路。 在脉冲整形电路中，介绍了最常用的两类整形电 路—施密特触发器和单稳态触发器。在脉冲振荡电路 中，介绍了多谐振荡器的几种常见形式。最后介绍了 555定时器和电路结构、工作原理及应用。
二、本章内容
10.1 概述 10.2 施密特触发器 10.3 单稳态触发器 10.4 多谐振荡器 10.5 555定时器及应用
7413
三、施密特触发器的应用 1、用于波形变换
2、用于鉴幅
3、用于脉冲整形
10.3 单稳态触发器
施密特触发器是双稳态电路，有0、1两个稳态，状态改变受外 加信号控制。而单稳态触发器是单稳态电路，有一个稳态（0 态或1态）和一个暂稳态，在外加输入信号的作用下电路由稳 态翻转到暂稳态，保持一段时间后又自动返回原来的稳态。单 稳态触发器的输出通常为宽度恒定的脉冲信号，而暂稳态的时 间仅取决于电路自身的相关参数。
在脉冲信号产生、整形电路中，常采用555时基集成 电路，只要在其外部配接少量阻容元件就可构成多谐振荡 器、施密特触发器和单稳态触发器。
Baidu Nhomakorabea
10.2 施密特触发器
施密特触发器是一种常用的脉冲波形整形电路， 能够将边沿变化缓慢的脉冲信号波形整形为边沿陡 峭的矩形波。它具有如下两个特点：
一是滞回特性，即对于正向和负向变化的输入 信号，分别有不同的临界阈值电压。
是不等的，定义二者之差ΔVT为回差电压，即 ΔVT= VT+－VT－。
一、用门电路构成的施密特触发器
假定图中CMOS反相器的阈值电压为VTH ≈1/2VDD，设电阻 R1＜R2。
当输入vI为0V时，G1截止、G2导通，输出vO为0V， vA≈0 。 当输入电压vI逐渐上升到vA =VTH时，G1进入电压特性的转折区， 所以电路将发生如下正反馈： vA ↑→vO1↓→vO↑ 使电路迅速跳变 到 vO=VOH ≈ VDD。