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1、第 十 章,脉 冲 波 形 的产生和整形,教学内容,10.1 概述 10.2 施密特触发器 10.3 单稳态触发器 10.4 多谐振荡器 10.5 555定时器及其应用,教学要求,一.重点掌握的内容：,(1)555定时器及其应用. (2)石英晶体多谐振荡器.,二.一般掌握的内容：,(1)施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的工作特点和典型应用。 (2)施密特触发器、单稳态触发器输入电压与输出电压之间的关系；多谐振荡器振荡周期的估算方法。,10.1 概述,矩形脉冲信号的获取方法有两种：,产生:不用信号源，加上电源自激振荡，直接产生波形。,整形:输入信号源进行整形.,脉冲产生电路:多谐振荡器,脉
2、冲整形（变换）电路:施密特触发器、 单稳态触发器,脉冲周期T,脉冲幅度Vm,脉冲宽度,上升时间tr,下降时间tf,占空比：,施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适合于 数字电路需要的矩形脉冲的电路。,10.2 施密特触发器,施密特触发器（常用的一类脉冲整形电路） 10.2.1 用门电路组成的施密特触发器,正向阈值电压,负向阈值电压,回差电压：VT VTVT,滞回电压传输特性，即输入电压的上升过程和下降过 程的阈值电平不同。这是施密特触发器固有的特性。,同相输出的施密特触发器,反相输出的施密特触发器,10.2.2 集成施密特触发器 一、双极型IC 1.,2. 器件实例 74 13,二、CMO
3、S IC,施密特触发器的主要特点： 输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换的输入电平不同 电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边沿变陡,10.2.3 施密特触发器的应用,1.用于波形变换：,2.用于脉冲整形：,3.用于脉冲鉴幅：,施密特触发器能将幅度大于VT+的脉冲选出。,4.用于构成多谐振荡器：,本节小结,施密特触发器具有两个稳定的状态，是一种能够把输入波形整形成为适合于数字电路需要的矩形脉冲的电路。而且由于具有滞回特性，所以抗干扰能力也很强。 施密特触发器可以由分立元件构成，也可以由门电路及555定时器构成。 施密特触发器在脉冲的产生和整形电路中应用很广。,10.3 单稳态触发器,工作
4、特点： 1、电路中有一个稳态和一个暂稳态两个工作状态； 2、在外界触发脉冲作用下，电路能从稳态翻 转至暂稳态，在暂稳态维持一段时间后，再自动翻转至稳态； 3、暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的 参数与触发脉冲无关。,10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器,单稳态触发器因为电路具有一个稳定状态而得名。它由两个门电路、一个RC电路组成。它的暂稳态通常都是靠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。,一、积分型 （G1和G2为TTL门）,2. 性能参数计算 输出脉宽：,二、微分型 G1和G2为CMOS门 1. 原理分析,二、微分型 G1和G2为CMOS门,2、性
5、能参数计算 输出脉宽：,0,1,0,1,0,1,稳态 没有触发器电平时，vI为低电平，vO为低电平，vO1为高电平。,微分型,稳态至暂稳态 当vI正跳变时，vO1由高到低，vI2为低电平。于是vO为高电平。即使vI 触发器信号撤除，由于vO的作用，vO1仍可为低电平。,1,1,0,1,0,暂稳态至稳态 暂稳态期间，电源经电阻R和门G1对电容C充电，vI2升高，当vI2=VTH时，vO下降，vO1上升，但使vI2再次升高，最终vO1=1，vO=0。,0,0,1,0,1,脉冲宽度要窄,tW=0.69RC,当vI的脉冲宽度很宽时，在单稳态触发器的输入端加一个RC微分电路，否则，在电路由暂稳态返回到稳
6、态时，由于门G1被vI封住了，会使vo的下降沿变缓。,10.3.2 集成单稳态触发器,功能表见表10.3.1,tW=0.69RextCext,图10.3.10,外接电阻 （下降沿触发）,内部电阻 （上升沿触发）,目前使用的集成单稳态触发器有不可重复触发型和可重复触发型两种。不可重复触发的单稳态触发器一旦被触发进入暂稳态后，再加入触发脉冲不会影响电路的工作过程，必须在暂稳态结束后，才接受下一个触发脉冲而转入暂稳态。可重复触发的单稳态触发器进入暂稳态后，如果再次加入触发脉冲，电路将重新被触发，使输出脉冲再继续维持一个tW宽度。,不可重复触发型,可重复触发型,10.3.3 单稳态触发器的应用,1、定时,只有在脉冲宽度 tpo内的信号才能通过。,2、延时与整形,可将脉冲宽度不等的矩形脉冲整形成脉冲宽度相等的矩形波。,通常噪声多表现为尖脉冲，宽度较窄，而有用的信号都具有一定的宽度。因此，利用单稳态电路，将输出脉宽调节到大于噪声宽度而小于信号宽度即可消除噪声。,3、消除噪声,
