第6章脉冲信号
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若根据电路及工作状态的不同，单稳态电路又分为非可重触 发电路和可重触发电路两种。
第6章脉冲信号
6.3.1 555电路构成单稳态触发器
Vcc R
84
>1/3 Vcc VI
R1
7
Vcc D
－R
OUT
3
V0
6 TH
0 Vc
t
VI
＝
C1
2
C＝
— TR
1
CO 5
＝ 0.01µF
0 V0
t
0
t
(a)
(b)
电路接通后，触发输入信号为高电平（ 有效触发输入信号，电路工作于稳态。
0.9 Vm 0.5 Vm
0.1 Vm
tr
Vm
tf T
第6章脉冲信号
为衡量实际矩形脉冲信号的优劣，经常使用以下参数对其进行描 述。 1.脉冲幅度 2.上升时间（Rise Time） 3.下降时间（Fall Time） 4.脉冲宽度 5.脉冲周期T 6.脉宽比，也称为占空比。
数字电路中，获得矩形脉冲信号的方法主要有两种：一种是利用 各种形式的多谐振荡电路，直接产生所需要的周期性矩形脉冲信 号；另一种是利用脉冲信号的变换电路，将现有的脉冲信号变换 成所需要的矩形脉冲信号。在这种方法中，电路本身不产生脉冲 信号，而仅仅起脉冲波形的变换作用。
(a)
第6章脉冲信号
(b)
74121功能表
输入
输出
A1
A2
B
Q
Q
0
×
1
0
1
×
0
1
0
1
×
×
0
0
1
1
1
×
0
1
1
↓
1
↓
1
1
↓
↓
1
0
×
↑
×
0
↑ 第6章脉冲信号
该电路触发方式可以概括为以下三种：
①在A1或A2端使用触发脉冲信号的下降沿触发。此时，另外两 个触发输入端必须为高电平；
②在A1、A2端同时使用触发脉冲信号的下降沿触发。要求B端 为高电平；
数字电路中常见的脉冲信号波形 如下
正、负尖脉冲
Vm
矩形脉冲
方波脉冲
梯形脉冲
锯齿波脉冲
三角波脉冲
钟形脉冲
第6章脉冲信号
阶梯形脉冲
上图中所示的矩形脉冲信号波形是理想的，即波形的上升沿 与下降沿均是跳变的且波形幅度保持不变，一直保持幅度为。 而实际的矩形脉冲信号波形无理想跳变、顶部也不平坦。 具 体波形如下
单稳态触发器可以由分立元件构成；也可以通过门电路和RC 元件构成；或通过集成单稳态电路外接RC元件来实现；也可 以使用555定时器电路构成单稳态触发器。其中，RC元件组 成的电路部分称为定时电路，由电容的充放电时间决定单稳 态触发器暂稳态持续时间的长短。
根据RC电路连接方式的不同，单稳态电路分为微分型单稳和 积分型单稳。
3 ≥1 & 1
1
4
5
>
9 RI
Βιβλιοθήκη Baidu= C
10 —
Cx
＋
Vcc R
11 Rx/Cx
(a)
6Q
1
—
Q
3 ≥1 & 1
4
>
5
Vcc 9 RI
10
= C
— ＋
Cx
11 Rx/Cx
(b)
6Q
1
—
Q
第6章脉冲信号
6.3.3 单稳态电路的应用
VI
1.脉冲信号整形 V0
2.脉冲信号延时 VI
1
—
Q1
1
(a)
VI
5
电压控制端CO 决定电压比较器C1的反相输入电压
6
阈值输入端TH 决定电压比较器C1的同相输入电压
7
放电端口D
作为VT的集电极开路输出，并提供放电通路
第6章脉冲信号
555定时器功能表
阈值电压 TH
×
触发输入 ×
复位 0
放电管VT 输出OUT
导通
0
2 3
VCC
2 3 VCC
×
1 3
VCC
1 3
VCC
—
Q1
Q2
Q2 (V0)
3.脉冲信号定时 VI
1
G
Q
&
V0
Q
VI1
VI1 V0
(a)
第6章脉冲信号
(b)
(b)
6.3.4 门电路构成的单稳态电路
第6章脉冲信号
6.2 555定时器
6.2.1 555电路结构
555电路的逻辑图、外引线功能图、内部等效电路图如下
－
Vcc
R
1
GND X Cx
7
D X Rx/Cx —R 4 R
TH 6 >
T—R 2
CO 5 >
3 OUT
GT—NRD 1 OUT
—R 4
8 Vcc
R C1
D
TH
Δ
∞ +
TH
+
5 CO
第6章 脉冲信号的产生与变换
6.1 概述 6.2 555定时器 6.3 单稳态触发器（Monostable Multivibrator） 6.4 施密特触发器（Schmitt trigger） 6.5 多谐振荡器（Multividrator）
第6章脉冲信号
6.1 概述
数字电路中的信号大多数是矩形脉冲信号。将在较短时间间 隔内作用于电路的电压或电流信号，称为脉冲信号。这个时 间间隔可以和电路过渡过程持续时间（3τ～5τ）相比拟。
CO
－
R
1R －R
－Q
G 1
OUT
(a)
C2
1S
(b)
Δ
∞
—
+
D
TR
+
VT
－
R
第6章脉冲信号
(c)
555电路主要由以下几部分构成：
1.一个RS触发器
2.两个电压比较电路
3.放电开关与反相输出
6.2.2 555定时器功能描述
555集成电路端口介绍
管脚
表示方法
作用
2
触发输入端 TR 决定电压比较器C2的反相输入电压
③在B端用触发脉冲信号的上升沿触发，且A1、A2所加信号中 至少有一个是低电平。
74121的工作波形如下：
A1
0 A2
t
0
t
B
0
t
Q
第6章脉冲信号
0
t
2.电路连接方式
74121的输出脉冲宽度取决于电路中定时元件RC值。根据想 要获得脉冲宽度的不同，可以外接定时电阻，以获得较宽输 出脉冲信号；也可以使用电路内部固定的定时电阻。如下图 所示。
1 3
V
CC
），这时没有
触发输入信号 v i 由高电平变为低电平时，电路进入暂稳态。
随着放电管VT的导通，电路恢复稳态。
第6章脉冲信号
6.3.2 集成单稳态触发器
集成单稳态触发器具有温度特性好、抗干扰能力强、电源稳 定性好、输出脉宽调节范围大、外围元件少等优点。集成单 稳态触发器分为两大类：可重触发单稳电路和不可重触发单 稳电路。
1 3 VCC
1
导通
1
原状态
1
截止
第6章脉冲信号
0 原状态
1
6.3 单稳态触发器（Monostable Multivibrator）
单稳态触发器是具有一个稳态的触发器。它具有两种状态： 一个稳态和一个暂稳态。
电路暂稳态持续时间的长短，与外加触发脉冲信号的宽度没 有关系，仅取决于电路本身定时元件的参数值。
1.电路介绍
74121是一种典型的TTL集成不可重触发单稳态触发器
A1 3 =1 & 1
A2 4
D
5
>
Rext X 9 RI Cext X 10 Cx Rxex X 11 Rx/Cx
6Q
1—
Q
—Q
1
NC
A1
A2
B
Q GND 7
14 Vcc NC NC Rxcx Cext Rext
8 NC
Vcc: 14; GND: 7
第6章脉冲信号
6.3.1 555电路构成单稳态触发器
Vcc R
84
>1/3 Vcc VI
R1
7
Vcc D
－R
OUT
3
V0
6 TH
0 Vc
t
VI
＝
C1
2
C＝
— TR
1
CO 5
＝ 0.01µF
0 V0
t
0
t
(a)
(b)
电路接通后，触发输入信号为高电平（ 有效触发输入信号，电路工作于稳态。
0.9 Vm 0.5 Vm
0.1 Vm
tr
Vm
tf T
第6章脉冲信号
为衡量实际矩形脉冲信号的优劣，经常使用以下参数对其进行描 述。 1.脉冲幅度 2.上升时间（Rise Time） 3.下降时间（Fall Time） 4.脉冲宽度 5.脉冲周期T 6.脉宽比，也称为占空比。
数字电路中，获得矩形脉冲信号的方法主要有两种：一种是利用 各种形式的多谐振荡电路，直接产生所需要的周期性矩形脉冲信 号；另一种是利用脉冲信号的变换电路，将现有的脉冲信号变换 成所需要的矩形脉冲信号。在这种方法中，电路本身不产生脉冲 信号，而仅仅起脉冲波形的变换作用。
(a)
第6章脉冲信号
(b)
74121功能表
输入
输出
A1
A2
B
Q
Q
0
×
1
0
1
×
0
1
0
1
×
×
0
0
1
1
1
×
0
1
1
↓
1
↓
1
1
↓
↓
1
0
×
↑
×
0
↑ 第6章脉冲信号
该电路触发方式可以概括为以下三种：
①在A1或A2端使用触发脉冲信号的下降沿触发。此时，另外两 个触发输入端必须为高电平；
②在A1、A2端同时使用触发脉冲信号的下降沿触发。要求B端 为高电平；
数字电路中常见的脉冲信号波形 如下
正、负尖脉冲
Vm
矩形脉冲
方波脉冲
梯形脉冲
锯齿波脉冲
三角波脉冲
钟形脉冲
第6章脉冲信号
阶梯形脉冲
上图中所示的矩形脉冲信号波形是理想的，即波形的上升沿 与下降沿均是跳变的且波形幅度保持不变，一直保持幅度为。 而实际的矩形脉冲信号波形无理想跳变、顶部也不平坦。 具 体波形如下
单稳态触发器可以由分立元件构成；也可以通过门电路和RC 元件构成；或通过集成单稳态电路外接RC元件来实现；也可 以使用555定时器电路构成单稳态触发器。其中，RC元件组 成的电路部分称为定时电路，由电容的充放电时间决定单稳 态触发器暂稳态持续时间的长短。
根据RC电路连接方式的不同，单稳态电路分为微分型单稳和 积分型单稳。
3 ≥1 & 1
1
4
5
>
9 RI
Βιβλιοθήκη Baidu= C
10 —
Cx
＋
Vcc R
11 Rx/Cx
(a)
6Q
1
—
Q
3 ≥1 & 1
4
>
5
Vcc 9 RI
10
= C
— ＋
Cx
11 Rx/Cx
(b)
6Q
1
—
Q
第6章脉冲信号
6.3.3 单稳态电路的应用
VI
1.脉冲信号整形 V0
2.脉冲信号延时 VI
1
—
Q1
1
(a)
VI
5
电压控制端CO 决定电压比较器C1的反相输入电压
6
阈值输入端TH 决定电压比较器C1的同相输入电压
7
放电端口D
作为VT的集电极开路输出，并提供放电通路
第6章脉冲信号
555定时器功能表
阈值电压 TH
×
触发输入 ×
复位 0
放电管VT 输出OUT
导通
0
2 3
VCC
2 3 VCC
×
1 3
VCC
1 3
VCC
—
Q1
Q2
Q2 (V0)
3.脉冲信号定时 VI
1
G
Q
&
V0
Q
VI1
VI1 V0
(a)
第6章脉冲信号
(b)
(b)
6.3.4 门电路构成的单稳态电路
第6章脉冲信号
6.2 555定时器
6.2.1 555电路结构
555电路的逻辑图、外引线功能图、内部等效电路图如下
－
Vcc
R
1
GND X Cx
7
D X Rx/Cx —R 4 R
TH 6 >
T—R 2
CO 5 >
3 OUT
GT—NRD 1 OUT
—R 4
8 Vcc
R C1
D
TH
Δ
∞ +
TH
+
5 CO
第6章 脉冲信号的产生与变换
6.1 概述 6.2 555定时器 6.3 单稳态触发器（Monostable Multivibrator） 6.4 施密特触发器（Schmitt trigger） 6.5 多谐振荡器（Multividrator）
第6章脉冲信号
6.1 概述
数字电路中的信号大多数是矩形脉冲信号。将在较短时间间 隔内作用于电路的电压或电流信号，称为脉冲信号。这个时 间间隔可以和电路过渡过程持续时间（3τ～5τ）相比拟。
CO
－
R
1R －R
－Q
G 1
OUT
(a)
C2
1S
(b)
Δ
∞
—
+
D
TR
+
VT
－
R
第6章脉冲信号
(c)
555电路主要由以下几部分构成：
1.一个RS触发器
2.两个电压比较电路
3.放电开关与反相输出
6.2.2 555定时器功能描述
555集成电路端口介绍
管脚
表示方法
作用
2
触发输入端 TR 决定电压比较器C2的反相输入电压
③在B端用触发脉冲信号的上升沿触发，且A1、A2所加信号中 至少有一个是低电平。
74121的工作波形如下：
A1
0 A2
t
0
t
B
0
t
Q
第6章脉冲信号
0
t
2.电路连接方式
74121的输出脉冲宽度取决于电路中定时元件RC值。根据想 要获得脉冲宽度的不同，可以外接定时电阻，以获得较宽输 出脉冲信号；也可以使用电路内部固定的定时电阻。如下图 所示。
1 3
V
CC
），这时没有
触发输入信号 v i 由高电平变为低电平时，电路进入暂稳态。
随着放电管VT的导通，电路恢复稳态。
第6章脉冲信号
6.3.2 集成单稳态触发器
集成单稳态触发器具有温度特性好、抗干扰能力强、电源稳 定性好、输出脉宽调节范围大、外围元件少等优点。集成单 稳态触发器分为两大类：可重触发单稳电路和不可重触发单 稳电路。
1 3 VCC
1
导通
1
原状态
1
截止
第6章脉冲信号
0 原状态
1
6.3 单稳态触发器（Monostable Multivibrator）
单稳态触发器是具有一个稳态的触发器。它具有两种状态： 一个稳态和一个暂稳态。
电路暂稳态持续时间的长短，与外加触发脉冲信号的宽度没 有关系，仅取决于电路本身定时元件的参数值。
1.电路介绍
74121是一种典型的TTL集成不可重触发单稳态触发器
A1 3 =1 & 1
A2 4
D
5
>
Rext X 9 RI Cext X 10 Cx Rxex X 11 Rx/Cx
6Q
1—
Q
—Q
1
NC
A1
A2
B
Q GND 7
14 Vcc NC NC Rxcx Cext Rext
8 NC
Vcc: 14; GND: 7