脉冲波形的产生和整形

t 0
图 6-2 从U(0+)到UT所经历的时间tM
第6章 脉冲波形的产生与整形资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
tr
tfFra Baidu bibliotek
0.9 U m
0.5 U m
Um
0.1 U m
tw
T
脉冲幅度：Um 上升时间：tr 下降时间：tf 脉冲宽度：tw 脉冲周期：T
占空：比qtw
T
6.2 多谐振荡器 第6章 脉冲波形的产生与整形资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
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6.2.2 石英晶体多谐振荡器
X
电感性
f0
0
电容性
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石英晶体多谐振荡电路
U 1A
U 2A
U 3A
u1i1
C1
2
1
U2O11
2 uo
7 4 LS 0 4 R1
0 .22 u 7 4 LS 0 4 R2
① 开关转换的一瞬间，电容器上电压不能突变，满足 开关定理UC(0+)=UC(0-)。
② 暂态过程结束后，流过电容器的电流iC(∞)为0，即电 容器相当于开路。
③ 电路的时常数τ=RC, τ决定了暂态时间的长短。根据 三要素公式，可以得到电压(或电流)随时间变化的方程为
x (t) x ( ) [x (0 ) x ( )e ] t/
7 4 LS 0 4
1k
1k
C2
1 .00 0 MHZ
0 .22 u
C起耦合作用，经晶体支路的反馈信号Ui1在频率fo处与Uo1同相。 则电路振荡频率为fo
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6.3 单稳态触发器
• 特点：
（1）电路只有一个稳态，另一个是暂稳态； （2）在外加触发脉冲作用下，电路才能从稳态转到暂稳
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6.1.1 脉冲产生电路和整形电路的特点
获得矩形脉冲的方法通常有两种：一种是用脉冲产生 电路直接产生；另一种是对已有的信号进行整形，然后将 它变换成所需要的脉冲信号。
脉冲产生电路能够直接产生矩形脉冲或方波，它由开 关元件和惰性电路组成，开关元件的通断使电路实现不同 状态的转换，而惰性电路则用来控制暂态变化过程的快慢。
典型的矩形脉冲产生电路有双稳态触发电路、单稳态触 发电路和多谐振荡电路三种类型。
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双稳态触发电路具有两个稳定状态，两个稳定状态的 转换都需要在外加触发脉冲的推动下才能完成。
单稳态触发电路只有一个稳定状态，另一个是暂时稳 定状态，从稳定状态转换到暂稳态时必须由外加触发信号 触发，从暂稳态转换到稳态是由电路自身完成的，暂稳态 的持续时间取决于电路本身的参数。
多谐振荡电路能够自激产生脉冲波形，它的状态转换 不需要外加触发信号触发，而完全由电路自身完成。因此 它没有稳定状态，只有两个暂稳态。
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脉冲整形电路能够将其它形状的信号，如正弦波、 三角波和一些不规则的波形变换成矩形脉冲。施密特触 发器就是常用的整形电路，它有两个特点：① 能把变化 非常缓慢的输入波形整形成数字电路所需要的矩形脉冲； ② 有两个触发电平，当输入信号达到某一额定值时，电 路状态就会转换，因此它属于电平触发的双稳态电路。
如果U(tM)=UT，它是U(0+)和U(∞）之间的某一转换值， 那么从暂态过程的起始值U(0+)变到UT所经历的时间tM(见图
6-2)可用下式计算： tMRC 1nUU ( ( ))UU (0T)
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U(t)
U(∞ ) UT
U(0+)
tM
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6.1.2 脉冲电路的基本分析方法 C
U C(t)
x (t) x ( ) [x (0 ) x ( )e ] t/
S E
R U R(t)
tMRC 1nUU ( ( ))UU (0T)
图 6-1 RC开关电路
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据RC电路的不同接法，单稳态触发器分为微分型 和积分型两种。
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1. 微分型单稳态触发器
ui
C 1 ui1 2
U1A
U1B
1uo15
4 uo
1u
3
74LS02
6
74LS02
R1
1k
UR C
1u
gnd
R
1k
gnd
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6.2.1 自激多谐振荡器
A
1u i
A
2 1uo1
2 uo2
R
C
1k
1u
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第一暂稳态及自动翻转
A
1u i
A
2 1uo1
R 1k
2 uo2
C 1u
ui uo1 uo2
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第二暂稳态及自动翻转
ui
ui
C
1
C
u1 i1
2
ui1 uo1 1u
3
U1A
U1B
2
U1A1uo15
5
U1B
4
uo
74LS02
6 1 74LS02
4 uo
1u R 1
3
74LS02
6
74LS02
1k R 1 UR C
1k
UR1u C
gnd
R
1k
1u
gnd
R
1k
gnd
gnd
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（1）工作原理
CMOS或非门电路：UOH≈UDD，UOL≈0，UTH≈UDD/2
A
1u i
A
2 1uo1
R 1k
2 uo2
C 1u
ui uo1 uo2
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振荡周期：
T1
RC
ln
UD D
(UDD Uth) UDD Uth
T2
RC ln
0(UDD Uth) 0 Ut h
若Uth 12UDD, 则振荡周期为
T T1 T2 2RCln3 2.2RC
态，经一段时间之后，电路自动返回到稳态； （3）暂稳态持续的时间取决于电路本身参数，与外加触
发脉冲无关。
单稳态触发器广泛用于数字系统的脉冲整形，延 时和定时等。
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6.3.1 门电路构成的单稳态触发器
单稳态触发器的暂稳态通常由RC电路的充放电过 程来维持。