第10章 脉冲波形的产生与整形.ppt

VO 0
VA
R2 R1 R2
VI
VTH
R2 R1 R2
V T
VT
R1
R2 R2
VTH
1
R1 R2
VTH
I R1
I R2
VT VTH R1
VTH R2
2、当VI从VDD逐渐下降到使得VA ≤ VTH时,
电路发生正反馈,如图所示:
VDD
VA
Vo1
Vo
VT-
VTH
电路状态迅速转换为Vo=VOL 0
脉冲宽度 tw 下降时间 tf
3
10.2 施密特触发器 （常用的一类脉冲整形电路）
特点：
1、输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换时对应
的输入电平不同。 （VT+≠VT-） 2、电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边沿变陡。
符号：
vO
施密特传输门
′ 施密特非门
应用：
施密特与非门
0 VT-
VT+
当放至VA VTH后，VO 1,返回稳态； VI 后，C重新充电至VOH ,恢复初始态；
稳态: V0=1 暂稳态: V0=0 上升沿触发
tw
RC ln V() V( )
V(0) V(t )
RC ln VOH VTH
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单稳态触发器的应用 1. 延时与定时
vI
1
vo1
单稳
vF 与门
vI
vO1
第一，它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；
第二，在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在 暂稳态维持一段时间以后，电路能自动返回稳态；
第三，暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触 发脉冲的宽度和幅度无关。
应用： 单稳态触发器被广泛用于脉冲整形、延时（产生滞后于
触发脉冲的输出脉冲）以及定时（产生固定时间宽度的脉冲 信号）等
第十章 脉冲波形的产生和整形
10.1 概述 10.2 施密特触发器 （特点及其应用） 10.3 单稳态触发器 （特点及其应用） 10.4 多谐振荡器（特点及其应用）
10.5 555定时器及其应用 *****
1
10.1 概述 获取矩形脉冲波形的途径有两种：
1、脉冲波形发生电路：利用多谐振荡器直接产生。 2、脉冲波形整形电路：利用整形电路把周期性变化的
V T
R2
R2
R1
VTH
1
R1 R2
VTH
正向阈值电压VT+ 负向阈值电压VT-
VT
1
R1 R2
VTH
VT
1
R1 R2
VTH
回差电压 ∆VT=VT+— VT电压传输特性曲线：
VT
2
R1 R2
VTH
以V'0 作输出端
vO
2
R1 R2
VTH
v'O
2
R1 R2
VTH
0 VT-
VT+
输出脉冲宽度：
tw
RCln VC ( ) VC ( 0 VC ( ) VTH
)
RC ln VDD 0 VDD VTH
ln 2RC
0.7 RC
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二、积分型单稳态触发器: 采用TTL门电路
稳态下：VI 0,VO 1, (VO1 VOH ),VA VOH；
VI 后，VO 0 ,进入暂稳态， VO1 0 ,C开始放电；
tW
vF
vO
vI
1
vO
单稳
vI
1
vO
O
单稳
（1）延时
vO
图中，vO1 的下降沿比vI的
触发沿滞后了时间tW。
（2）定时
当 vO1=1 时 ， 与 门 打 开 ， vO= vF 。 当 vO1=0 时 ， 与 门 关 闭 ， vO 为 低 电 平 。 显然与门打开的时间是
负向阈值电压VT- ： VI下降过程中电路状态发生转换时对应
的输入电平。即VA = VTH时的VI=VT-
VI VDD ,VO VDD
VI
V T
VA
VTH ,
VO VDD
I R1 I R2
VTH
V T
VDD VTH
2VTH VTH
VTH
R1
R2
R2
R2
R2VTH R2VT R1VTH
加 触 发 信 号VI , Vd VO1 VI 2 VO
电路迅速进入暂稳态VO 1, VO1 0 ,C开始充电
充电至VI 2 VTH时,VI 2 又引起正反馈 电路迅速返回稳态VO 0 ,
VI 2 VO VO1
VO1 VDD ,C放电，恢复稳态。
工作波形
输出脉冲幅度：Vm=VOH-VOLVDD
单稳态触发器的暂稳态通常是靠RC电路的充、放电过 程来维持的。根据RC电路的不同接法，分为微分型和积分 型两种.
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一、微分型单稳态触发器: 采用CMOS门电路和RC微分电路
稳态: V0=0
暂稳态: V0=1
上升沿触发
VOH
VDD ,VOL
0,VTH
1 2
VDD
稳态下：VI 0,Vd 0,VI 2 VDD,VO 0, (VO1 VDD), C上无电压；
vI
常用于波形变换、鉴幅和脉冲整形。
4
10.2.1 用门电路组成的施密特触发器 将两级反相器串接起来，同时通过分压电阻把输出端
的电压反馈到输入端，即构成施密特触发器。
电路：
符号：
′
G1，G2为CMOS反相器。
VOH
VDD，VOL
0，VTH
1 2
VDD，且R1
R2
VI=0时，VO=VOL 0，VA 0
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1、当VI从0逐渐升高到使得VA ≥VTH时， 电路发生正反馈，如图所示:
0
VA
Vo1
Vo
VT+
VTH
电路状态迅速转换为Vo=VOH VDD
正向阈值电压VT+ ： VI上升过程中电路状态发生转换时对应 的输入电平。即VA = VTH时的VI=VT+
VI 0,VO 0
VI
V T
VA
VTH ,
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3.脉冲整形： 在数字系统中，矩形脉冲经传输后往往发生 波形畸变，可通过施密特触发电路整形成矩形脉冲。
边沿 变坏
传输线较长，且接收端与传输线的阻抗不 匹配时，上升沿和下降沿产生振荡
其他脉冲信号通过导线间的分布电容
或公共电源线叠加到矩形脉冲信号上
时，产生附加噪声
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10.3 单稳态触发器 特点：
vI
同相输出的施密特触发器
′
0百度文库VT-
VT+
vI
反相输出的施密特触发器
8
10.2.2 集成施密特触发器 自学了解
10.2.3施密特触发电路的应用
1.波形变换: 将边沿变化缓慢 的周期性信号变换为边沿 很陡的矩形脉冲信号。
2.脉冲鉴幅： 可在输入的一系 列幅度各异的脉冲信号中选出 幅度大于VT+的脉冲输出。
波形变换为符合要求的矩形脉冲。
在同步时序电路中，作为时钟信号的时钟脉冲控制 和协调着整个电路的工作。因此，时钟脉冲的特性直接 关系到系统能否正常的工作。
为了定量描述矩形脉冲的特性，给出几个主要参数:
2
描述矩形脉冲特性的主要参数:
脉冲周期 T(两个相邻脉冲之间的时间间隔）
脉冲频率 f=1/T
脉冲幅度 Vm 上升时间 tr 占空比 q=tw/T