脉冲波形的产生与整形电路
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
脉冲波形的整形电路中，最常用的电路有施密特 触发器和单稳态触发器；脉冲波形的产生电路中， 最常用的电路是多谐振荡器。
编辑ppt
10
7.2 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。
编辑ppt
17
集成施密特触发器CC40106的主要静态参数
电源 VT+ VT+ VT- VT- ΔVT ΔVT 单 电压 最小 最大 最小 最大 最小 最大 位 VDD 值 值 值 值 值 值
是不等的，定义二者之差ΔVT为回差电压，即 ΔVT= VT+－VT－。
编辑ppt
12
7.2.1 门电路构成的施密特触发器
1. 电路结构
假定图中CMOS反相器的阈值电压为VTH ≈1/2VDD， 设电阻R1＜R2。
R2
R1
UI
UI G1
UO1
G2
UO
编辑ppt
13
2. 工作原理
R2
R1
UI
UI G1
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。
编辑ppt
9
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。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。
UOL
0
VT-
VT+
UI
0
VT-
VT+
UI
同相传输特性
反相传输特性
编辑ppt
16
7.2.2 集成施密特触发器
1. CMOS集成施密特触发器
2.
1A 1 1Y 2 2A 3 2Y 4 3A 5 3Y 6 VSS 7
14 VDD 13 6A 12 6Y 11
5A 10 5Y 9
4A 8 4Y
集成施密特触发器CC40106的逻辑功能图
编辑ppt
6
（a） （d）
（b） （e）
（c） （f）
（g）
（h）
（a）方波（b）矩形波（c）梯形波（d）锯齿波（e）钟形波 （f）三角波（g）尖峰波（h）阶梯波
编辑ppt
7
V
Vm
脉冲幅度
V
t
tr
tf
T
Vm 0.9Vm
理想的矩形波波形
0.5Vm
下降时间
上升时间
0.1Vm 0
脉冲宽度
编辑ppt
tw
UO1
G2
UO
当输入UI为0V时，G1截止、G2导通，输出UO为0V，U I ≈0 。 当输入电压UI逐渐上升到 U I =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： U I↑→UO1↓→UO↑ 使电路迅 速跳变到 UO=VOH ≈ VDD。
由此可求出上升过程中电路发生转换时的输入电平VT+ 。
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。
编辑ppt
11
uo 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
编辑ppt
3
三、本章知识结构
基本概念
脉冲信号 脉冲电路
施密特触发器 脉
冲
波
形
的
产
单稳态触发器
生
与
整
形
多谐振荡器
Fra Baidu bibliotek
电路结构 电路应用 电路结构 电路应用 门电路结构 石英晶体结构
工作原理
555定时器
编辑ppt
应用与仿真
4
7.1 脉冲信号与脉冲电路
在电子技术中，脉冲信号是一个按一定电压幅度， 一定时间间隔连续发出的脉冲信号。脉冲信号之 间的时间间隔称为周期；而将在单位时间（如1秒） 内所产生的脉冲个数称为频率。频率是描述周期 性循环信号（包括脉冲信号）在单位时间内所出 现的脉冲数量多少的计量名称；频率的标准计量 单位是Hz（赫兹）。
U IV T HR 1R 2 R 2U IR 1R 2 R 2V T
编辑pV ptTR1R 2R2V TH (1 R R1 21)4 V TH
当UI从高电平下降时，U I 也下降；当UI下降使 U I
趋于G1门的阈值电压VTH时，G1门和G2门又处在 要翻转的边缘；当UI下降使 U I =VTH时，UO1=UOH， UO=UOL≈0。由此可求出此电路在UI下降过程中的 负向阈值电压VT－。
t
T
脉冲周期 实际的矩形波波形
8
7.1.2 脉冲电路
脉冲有各种各样的用途，有对电路起开关作用的 控制脉冲，有起统帅全局作用的时钟脉冲，有做 计数用的计数脉冲，有起触发启动作用的触发脉 冲等等。这些脉冲波形的获取，通常采用两种方 法：一种是利用脉冲信号产生器直接产生；另一 种则是对已有信号进行整形，使之满足系统的要 求。
U IV T H V D D (V D D V T )R 1 R 2 R 2
UI
VTR1R 2R2VTH R R1 2VDDVVTT+-
t
VT
(1 R1 R2
)VT
H
UO UOH
ΔVT＝VT+-VT－＝
2 R1 R2
VTH
编辑pUpOt L 0
15 t
3. 电压传输特性
UO UOH
UO UOH
UOL
第七章
脉冲波形的产生与整形电路
编辑ppt
1
一、本章内容
7.1 脉冲信号与脉冲电路 7.2 施密特触发器 7.3 单稳态触发器 7.4 多谐振荡器 7.5 555定时器及其应用 7.6 用Multisim 10分析555定时器
编辑ppt
2
二、本章教学目的与要求
1. 掌握施密特触发器的工作原理。 2. 掌握单稳态触发器的工作原理。 3. 掌握多谐振荡器的工作原理。 4. 掌握555定时器电路结构及其应用。 5. 掌握基本脉冲电路的设计。
脉冲的原意被延伸出来即隔一段相同的时间发出的 波等机械形式，学术上把脉冲定义为在短时间内 突变，随后又迅速返回其初始值的物理量称之为
脉冲。
编辑ppt
5
7.1.1 脉冲信号
脉冲信号现在一般指数字信号，它已经是一个周 期内有一半时间（甚至更长时间）有信号。
脉冲信号是一种离散信号，与普通模拟信号（如 正弦波）相比，波形之间在时间轴不连续（波形 与波形之间有明显的间隔）但具有一定的周期性 是它的特点。脉冲信号可以用来表示信息，也可 以用来作为载波，比如脉冲调制中的脉冲编码调 制（PCM），脉冲宽度调制（PWM）等等，还 可以作为各种数字电路、高性能芯片的时钟信号。
编辑ppt
10
7.2 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。
编辑ppt
17
集成施密特触发器CC40106的主要静态参数
电源 VT+ VT+ VT- VT- ΔVT ΔVT 单 电压 最小 最大 最小 最大 最小 最大 位 VDD 值 值 值 值 值 值
是不等的，定义二者之差ΔVT为回差电压，即 ΔVT= VT+－VT－。
编辑ppt
12
7.2.1 门电路构成的施密特触发器
1. 电路结构
假定图中CMOS反相器的阈值电压为VTH ≈1/2VDD， 设电阻R1＜R2。
R2
R1
UI
UI G1
UO1
G2
UO
编辑ppt
13
2. 工作原理
R2
R1
UI
UI G1
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。
编辑ppt
9
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。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。
UOL
0
VT-
VT+
UI
0
VT-
VT+
UI
同相传输特性
反相传输特性
编辑ppt
16
7.2.2 集成施密特触发器
1. CMOS集成施密特触发器
2.
1A 1 1Y 2 2A 3 2Y 4 3A 5 3Y 6 VSS 7
14 VDD 13 6A 12 6Y 11
5A 10 5Y 9
4A 8 4Y
集成施密特触发器CC40106的逻辑功能图
编辑ppt
6
（a） （d）
（b） （e）
（c） （f）
（g）
（h）
（a）方波（b）矩形波（c）梯形波（d）锯齿波（e）钟形波 （f）三角波（g）尖峰波（h）阶梯波
编辑ppt
7
V
Vm
脉冲幅度
V
t
tr
tf
T
Vm 0.9Vm
理想的矩形波波形
0.5Vm
下降时间
上升时间
0.1Vm 0
脉冲宽度
编辑ppt
tw
UO1
G2
UO
当输入UI为0V时，G1截止、G2导通，输出UO为0V，U I ≈0 。 当输入电压UI逐渐上升到 U I =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： U I↑→UO1↓→UO↑ 使电路迅 速跳变到 UO=VOH ≈ VDD。
由此可求出上升过程中电路发生转换时的输入电平VT+ 。
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。
编辑ppt
11
uo 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
编辑ppt
3
三、本章知识结构
基本概念
脉冲信号 脉冲电路
施密特触发器 脉
冲
波
形
的
产
单稳态触发器
生
与
整
形
多谐振荡器
Fra Baidu bibliotek
电路结构 电路应用 电路结构 电路应用 门电路结构 石英晶体结构
工作原理
555定时器
编辑ppt
应用与仿真
4
7.1 脉冲信号与脉冲电路
在电子技术中，脉冲信号是一个按一定电压幅度， 一定时间间隔连续发出的脉冲信号。脉冲信号之 间的时间间隔称为周期；而将在单位时间（如1秒） 内所产生的脉冲个数称为频率。频率是描述周期 性循环信号（包括脉冲信号）在单位时间内所出 现的脉冲数量多少的计量名称；频率的标准计量 单位是Hz（赫兹）。
U IV T HR 1R 2 R 2U IR 1R 2 R 2V T
编辑pV ptTR1R 2R2V TH (1 R R1 21)4 V TH
当UI从高电平下降时，U I 也下降；当UI下降使 U I
趋于G1门的阈值电压VTH时，G1门和G2门又处在 要翻转的边缘；当UI下降使 U I =VTH时，UO1=UOH， UO=UOL≈0。由此可求出此电路在UI下降过程中的 负向阈值电压VT－。
t
T
脉冲周期 实际的矩形波波形
8
7.1.2 脉冲电路
脉冲有各种各样的用途，有对电路起开关作用的 控制脉冲，有起统帅全局作用的时钟脉冲，有做 计数用的计数脉冲，有起触发启动作用的触发脉 冲等等。这些脉冲波形的获取，通常采用两种方 法：一种是利用脉冲信号产生器直接产生；另一 种则是对已有信号进行整形，使之满足系统的要 求。
U IV T H V D D (V D D V T )R 1 R 2 R 2
UI
VTR1R 2R2VTH R R1 2VDDVVTT+-
t
VT
(1 R1 R2
)VT
H
UO UOH
ΔVT＝VT+-VT－＝
2 R1 R2
VTH
编辑pUpOt L 0
15 t
3. 电压传输特性
UO UOH
UO UOH
UOL
第七章
脉冲波形的产生与整形电路
编辑ppt
1
一、本章内容
7.1 脉冲信号与脉冲电路 7.2 施密特触发器 7.3 单稳态触发器 7.4 多谐振荡器 7.5 555定时器及其应用 7.6 用Multisim 10分析555定时器
编辑ppt
2
二、本章教学目的与要求
1. 掌握施密特触发器的工作原理。 2. 掌握单稳态触发器的工作原理。 3. 掌握多谐振荡器的工作原理。 4. 掌握555定时器电路结构及其应用。 5. 掌握基本脉冲电路的设计。
脉冲的原意被延伸出来即隔一段相同的时间发出的 波等机械形式，学术上把脉冲定义为在短时间内 突变，随后又迅速返回其初始值的物理量称之为
脉冲。
编辑ppt
5
7.1.1 脉冲信号
脉冲信号现在一般指数字信号，它已经是一个周 期内有一半时间（甚至更长时间）有信号。
脉冲信号是一种离散信号，与普通模拟信号（如 正弦波）相比，波形之间在时间轴不连续（波形 与波形之间有明显的间隔）但具有一定的周期性 是它的特点。脉冲信号可以用来表示信息，也可 以用来作为载波，比如脉冲调制中的脉冲编码调 制（PCM），脉冲宽度调制（PWM）等等，还 可以作为各种数字电路、高性能芯片的时钟信号。