触发器实现波形整形及脉冲延时的研究

CD4098实现脉冲延时的原理图
现代电子技术实验
TWI=CX1*RX1 TW2=CX2*RX2
决定从触发信号(Ui)有效 到 灯亮的时间 决定灯亮的时间
电路第一个单稳态设 成上升沿触发，第二个单稳 态设成下降沿触发。
实验目的 实验原理 实验内容 注意事项
三、实验内容
现代电子技术实验
1、利用所给器件，实现图3.34所示CMOS门电
于VTH，故Vc仍为低。电路处于暂稳态。
t1 t2
恢复期：t=t2时， Vb下降至VTH， G2关闭，
Vc为高。 C3电容放电，进入恢复期。
②积分型单稳触发器
现代电子技术实验
采用正脉冲触发。
TW=1.1RC4 R=R7+RW3=(100---600)欧; C4=4700P TW=(0.52—3.1) us
1、施密特触发器
施密特触发器具有幅值比较功能并且输出波 形边沿陡峭，所以常用于脉冲幅度鉴别、脉冲整形 和脉冲变换等。施密特触发器不同于其它的各类触 发器，它具有以下特点：
① 施密特触发器属于电平触发，对于缓慢变 化的信号仍然适用，当输入信号达到某一定电压值 时，输出电压会发生突变。
② 输入信号增加和减小时，电路有不同的阈 值电压，它具有如下页右图所示的传输特性。
VOUT 5.0
1.5 3.5 5.0 VIN CMOS非门电压传输特性
VTH=VDD/2
VOUT 5.0
现代电子技术实验
VT- VT+
VIN 2.1 2.9 5.0
施密特触发电路电压传输特性
采用内部反馈，边沿更陡
输
VT+
入 VT-
回差电压：两个门限电压之差
现代电子技术实验
Vin
VT+ VT
0
路组成的施密特触发器。输入端接2kHz、VPP=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Vi和Vout的波形变化情况（测量时将两个波形 的参考点调至重合，注意测试的是哪一个源），画出输
入、输出并标出VT+及VT。讨论并说明RW1的改变与输 出变化的关系。
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，并将输出的 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。
现代电子技术实验
3、用与非门构成图3.40所示的微分型单稳态触发 器，输入Vin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（定 量记录Vin、Vc、Vout波形，标出周期、幅度及脉宽）。
（二）设计性实验
1．设计任务
（1）通过分析CD4098组成的延时电路设计一个延时灯 电路，可通过触摸按钮打开指示灯，延时一定时间后使指 使灯灭并且延时时间在10秒内连续可调。
延时（把输入信号延迟一定时间后输出） 定时（产生一定宽度的矩形波）
现代电子技术实验
（1）、用与非门组成的单稳态触发器
① 微分型单稳态触发器
74LS00引脚图
如图所示,负脉冲触发, C2和R5构成输入微分电路 R=(R6+RW2) 和 C3 构 成 微 分 定 时 电 路 。 输 出 脉 宽 tw≈(0.7-
最小值/ V 最大值/ V 典型值
VT+
5
上限阈值
10
电压
15
2.2
3.6
2.9
4.6
7.1
5.9
6.8
10.8
8.8
VT-
5
下限阈值
10
电压
15
0.9
2.8
1.9
2.5
5.2
3.9
4
7.4
5.8
△VT
5
滞回电压
10
15
0.3
1.6
0.9
1.2
3.4
2.3
1.6
5.0
3.5
现代电子技术实验
单稳态触发器只有一个稳定的状态。这个稳定状态 要么是0，要么是1。单稳态触发器的工作特点是：
思考题?
现代电子技术实验
1． 施密特触发器的阈值电平都是固定的吗？
3. 实 验 中 CD4098 集 成 单 稳 态 触 发 器 组 成 图 3.2.7 的延时电路中，若使输出脉冲宽度为3ms， RX2应为多少？
常见问题回答 施密特触发器与反相器的区别？
现代电子技术实验
现代电子技术实验
VTH
静止期：0~t1，输入端无信号触发，Vin为 高，Va、Vb为低、Vc为高。G1开， G2关。电 路处于稳定状态。
工作期：t2>t≥t1。
t=t1时：Vin↓， V’i↓， Va ↑， Vb↑， Vc↓。
VTH
此时，G1关， G2开。即使Vin回到高，Vc低仍
将维持。
t2>t>t1时：电容C3充电，Vb下降，但仍高
1.3)RC3。
现代电子技术实验
VTH
R=(100----600)欧;
C3=4百度文库00P
TW=(0.7—1.3)RC3
=(0.32---3.6) *10 –6 S
单稳态触发器主要有4个参数：输出脉
冲宽度T
w、输出脉冲幅度V
、恢复
m
时间T re和分辩时间Td。
VTH
t1 t2 微分型单稳态触发器波形图
Vout
VOH
Vin
VT+
t
VT
t
0
Vout
VOH
VOL
t
0
反向传输
VOL
0
同向传输
t
施密特触发器的输入输出波形
实验目的
现代电子技术实验
（1）门电路组成的施密特触发器
电路中两个反相器串联，分压电阻RW1、R4将输出
端的电压反馈到输入端对电路产生影响。
实验原理
实验内容 注意事项
反相器CD4069组成的施密特触发器及其引脚图
VTH
工作波形图
(2)、集成单稳态触发器 现代电子技术实验
输入 输出
+TR -TR RE Q Q
↑ 11
↑ 01QQ
功能
上升沿 连续触发 触发沿无效
1 ↓ 1 Q Q 触发沿无效
0 ↓1
下降沿 连续触发
XX0 0
1
复位为初态
CD4098是一片双单稳态触发器，每个触发器均可单独设置为 上升沿触发或下降沿触发。当选择上升沿触发时，触发脉冲由＋TR端 输入，－TR端接正电源；选择下降沿触发时，触发脉冲由－TR端输入， ＋TR端接地。
VT

(1
R W1 R4
)VTH
VT

(1
R W1 R4
)VTH
改变RW1及R4的值可改变VT+、 VT- 。注意： RW1应小于R4。
本实验中:
VT+为 (2.5V~4.775V) VT-为 (0.225V~2.5V)
现代电子技术实验
（2）集成施密特触发器CD40106
参数名 称
VDD / V
触发器实现波形整形及脉 冲延时的研究
现代电子技术实验
实验目的 实验原理 实验内容 注意事项
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。
二、实验原理
现代电子技术实验
实验目的 实验原理 实验内容 注意事项
①、它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。 ②、在触发脉冲的作用下，能从稳态翻转到暂稳态， 在暂稳态维持一段时间后，再自动返回稳态。
③、暂稳态维持时间的长短仅仅取决于单稳触发器 电路本身的参数，与触发脉冲无关。
现代电子技术实验
单稳态触发器广泛应用于脉冲整形、延时 和定时的电路中 :
整形（把不规则的波形转换成宽度、幅度 都相等的波形）