实验一 触发器实现波形整形

A2
Q
B
Q
VCC
vI
0 vO1
t1 tw1
0 vO
tw2
0
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t tw1
t
tw2 t
第二次实验任务 （1） 用与非门构成图 3.40所示的微分型单稳
态触发器，输入接 20KHZ TTL 信号，改变 RW2, 用双踪示波器观测 Vin 和 Vi’,Va,Vb,Vc,VOut 的波形变化情况并画出波形图（标出周期、幅 度及脉宽）。 （2）用与非门构成图 3.43 所示的积分型单稳 态触发器 , 输入接 20KHZ TTL 信号，改变 RW3,用双踪示波器观测 Vin 和 Vi’,Va,Vb,Vc,VOut 的波形变化情况。
整形 延时的研究
及脉冲
一、实验目的
1 ．掌握使用集成门电路构成施密特触发器 和单稳态触发器的基本方法。 2 ．掌握集成施密特触发器在波形整形电路中 的作用。 3 ．掌握集成单稳触发器在脉冲延时电路中的 作用。
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二、实验原理及内容
1、施密特触发器 （1）双稳态电路的特点
电路具有两个稳定状态： 无外触发信号时，电路保持固有的稳定状态 外加触发信号时，电路才由一个稳定状态转
换到 一稳定状态。
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（2）工作原理 触发信号不是脉冲触发，而是电位（连续波） 触发。当输入信号达到某一定电压值时，输出 电压会发生突变。
（3）应用 波形变换（将正弦波、三角波变换为矩形波） 消除干扰 脉冲幅度鉴别
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CMOS 门电路组成的施密特触发器
图 3.34 CMOS 反相器组成的施密特触发器及其逻辑符号
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(2) 单稳态触发器的分 类
门电路组成的单稳态触发器 按电路形式不同
MSI集成单稳态触发器
用555定时器组成的单稳态触发器
工作特点划分
不可重复触发单稳态触发器 可重复触发单稳态触发器
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（3）用与非门组成的单稳态触发器 微分型单稳态触发器
图 3.40 微分型单稳态触发器
主要构成：
• 两个TTL与非门； • C2和R5构成输入微分 电路，作用是将输入的
（2）用 CD40106 实现图 3.38所示集成施密特触发器整形 电路。输入端 Vin 接 2KHZ 的正弦波， 按表 3.13 中所
给不同幅度的输入情况，观测输出 Vout ，并将输出结果
填入表3.13中。讨论并说明输入信号幅度的改变与输出变 化的关系。
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2、单稳态触发器 单稳态触发器只有一个稳定的状态。这个稳定
CMOS反相器的阈值电压Vth≈VDD/2
RW1应小于R4 ，电路参数如下：
正向阈值电压
Vth (1RRW 41)Vth
负向阈值电压
Vth (1RRW 41)Vth
回差电压
△VT=VT+ - VT- ≈ 2(RW1 /R4 )V
改变RW1和R4的值可以改变VT+和VT-
本实验中： VT+为（2.5v~4.775v） VT-为（0.225v~2.5v）
（1）实现图 3.34 所示 CMOS 门电路组成的施密特触发器。 输入端接 2KHZ、 Vp-p=10v（带载实测）的三角波信号， 改变 RW1 的值，用双踪示波器观测两组Ui 和 Uo 的波形变 化情况（测量时将两个波形的参考点调至重合），画出输 入输出波形并标出VT+及VT-。 讨论并说明 RW1 的改变与输 出变化的关系。
1. 定时
vI
vO
O
t
vB
与门
tW
O
t
tW
vA
vA vB 单稳
O vO
t
态
触发
器Βιβλιοθήκη BaiduvI
O
该电路可用于频率计
t
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2. 延时
C1
R1 VCC
C2
R2 VCC
C ext R ext/ C ext
74121
vO1
A1 （ 1）
C ext R ext/ C ext
74121 （ 2）
vO
A1
A2 B vI
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集成施密特触发器CD40106
图 3.37 CD40106 的引脚图及功能框图
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表 3.11 CD40106 阈值数值
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V’
图3.38 CD40106测试电路
V’=（10k/16.8k) x 5v =3v 说明CD4016的输入信号是叠加在3v的直流电平上。
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第一次实验任务
矩形脉冲微分成尖脉冲，
用以触发单稳态电路；
• R=（R6+RW2）和C3构成 微分定时电路，用以调
节tw，tw ≈ (0.71.3)RC3 。
图3.42 74LS00引脚图 精品课件
t t2
1
1. 0<t<t1时 2. 输入端无信号触发，处于稳态。 3. 因为R5>2K(开门电阻），相当
于门1输入高电平（Vi’为高）， 所以门1导通，Va为低。 4. 又因为R<0.7K（关门电阻）， 相当于门2输入低电平（Vb为低）， 所以门2截止，Vc为高。 5.
状态要么是 0 ，要么是 1 。 （1）特点： 在没有受到外界触发脉冲作用的情况下，单稳态触发
器保持在稳态； 外加触发脉冲时，从这个稳定状态转换到另一个暂稳
状态
由于电路中RC延时环节的作用，暂稳态不能长保持,
经过一段时间(tW)后，电路会自动返回到稳态。暂稳态 的持续时间仅取与RC参数值有关。
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t t2
1
2. t=t1时 门1由导通转换为截止，Va由
低电平突跳到高电平，Vb也跃升到 高电平，使门2由截止转为导通， Vc为低，电路进入暂稳状态。
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t t2
1
3. t1< t≤ t2 期间 4. 当t>t1后，电容C3开始放电。 5. 当Vb下降到Vth时，门2截止，Vc 6. 为高。电路自动返回到门1导通 7. (Va为低）、门2截止的稳态。 4. t>t2后 5. C3开始充电，形成恢复期。电路 6. 回到起始稳定状态。
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t t2
1
图3.41 微分型单稳态触发器波形精品课件
采用负脉冲触发
R (100 ~ 600 ) C 3 4700 p Tw (0.7 ~ 1.3)RC 3 (0.32 ~ 3.6) 10 6 s
积分型单稳态触发器
图3.43 积分型单稳态触发器
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图3.44 波形图
（4）单稳态触发器的应用
电路中两个CMOS反相器串联，分压电阻RW1和R4将 输出端的电压反馈到输入端，对电路产生影响。
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电路中G1和G2两个CMOS反相器可用 CD4069代替, 其引脚图如图 。
由6反相器 构成
图 3.35 CD4069 引脚图
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补充数字逻辑信号的几个专业术语（书p35）
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