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1、掌握脉冲波形的主要参数及常见脉冲波形； 了解非门组成的多谐振荡器的电路形式和工作原理； 会用集成门电路搭接多谐振荡器； 了解石英晶体多谐振荡器电路的构成； 掌握单稳态触发器的工作特点； 熟悉集成单稳态触发器的功能及其应用； 掌握施密特触发器的工作特点； 熟悉集成施密特触发器的功能及其应用； 会测试集成施密特触发器的主要参数。,10.1.1 脉冲的基本概念,一、脉冲的概念,脉冲是指一种瞬间突变、持续时间极短的电压或电流信号。它可以是周期性变化的，也可以是非周期性的或单次的。如图所示电路是一个简单的矩形脉冲波信号发生器，反复接通和断开开关S，在电阻 上得到的输出电压 ， 就是一串矩形脉冲波。波形如
2、图所示。,10.1.1 脉冲的基本概念,二、常见的几种脉冲波形,脉冲信号种类繁多，常见的脉冲波形有矩形波、锯齿波、尖峰波、梯形波、阶梯波等，如图所示。数字电路中用到的脉冲波形通常为矩形波。,10.1.1 脉冲的基本概念,三、矩形脉冲波的参数,1. 脉冲幅值 脉冲从起始值到最大值之间的变化量，表征脉冲信号强弱的参数。,2. 脉冲上升时间 脉冲从起始值开始突变的一边称脉冲前沿。脉冲前沿从0.1 上升到0.9 所需的时间称上升时间 。 值越小，脉冲前沿越陡直，波形越接近理想的脉冲波形。,3. 脉冲下降时间 脉冲从峰值跃变到起始值的一边称脉冲后沿。脉冲后沿从0.9 下降到0.1 所需的时间称下降时间
3、。 值越小，脉冲后沿越陡直。,4. 脉冲宽度 在0.5 处从一个脉冲的前沿到后沿之间的时间称脉冲宽度 。 越大，脉冲出现后持续时间越长。,6. 占空比 脉冲宽度 与脉冲周期 之比称占空比即 。占空比为50%的矩形波即为方波。,5. 脉冲周期 周期性重复的脉冲，两个相邻脉冲前沿（或后沿）之间的时间间隔称脉冲周期 。其倒数为脉冲的频率 ， 。,各参数如图所示。,10.1.2 多谐振荡器,一、集成门电路组成的多谐振荡器,1.电路组成,如图所示是一个常用的非门电路多谐振荡器，图中两个非门接成RC耦合正反馈电路，使之产生振荡。RC的另一个重要作用是组成定时电路，决定多谐振荡器的振荡频率和脉冲宽度。,多谐
4、振荡器图形符号,常用的非门电路多谐振荡器,10.1.2 多谐振荡器,一、集成门电路组成的多谐振荡器,2. 振荡周期的估算,矩形脉冲的周期是由电容充、放电时间决定，可按下式估算在实际应用中，常通过调换电容C的容量来粗调振荡周期，通过改变电阻R的值来细调振荡周期，使电路的振荡频率达到要求。用RC作为定时元件和非门电路组成的多谐振荡器有多种电路形式。如图所示。,两个非门和两个RC电路的多谐振荡器,三个非门和两个RC电路的环形多谐振荡器,10.1.2 多谐振荡器,二、石英晶体多谐振荡器,在多谐振荡器中接入石英晶体，就可以构成石英晶体多谐振荡器。如图所示。当信号频率与石英晶体固有的谐振频率 相等时，它的
5、阻抗为0，使该信号容易通过，形成正反馈，产生振荡。而对其他频率，石英晶体呈现高阻抗，正反馈的路径被切断，不能起振。因此，振荡器输出矩形波的频率 就等于石英晶体的谐振频率 ， 与电路其他元件参数无关。石英晶体的温度系数很小，振荡频率 稳定，常用于电子设备的基准时间信号。,10.1.3 单稳态触发器,单稳态触发器是指有一个稳态和一个暂稳态的波形变换电路。它的工作特性具有如下显著特点：第一、 它有一个稳定状态和一个暂稳定状态。若无外界触发脉冲作用，电路将始终保持稳定状态。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，再自动返回稳态。第三、 暂稳态维持时间的长短通常都是
6、靠RC 电路的充、放电过程来维持的。与触发脉冲的宽度和幅度无关。,10.1.3 单稳态触发器,一、不可重复触发的集成单稳态触发器,不可重复触发型的单稳态触发器一旦被触发进入暂稳态以后，再加入触发脉冲，电路的输出脉冲宽度 不受其影响，仍由电路中的R、C参数确定，必须在暂稳态结束以后，它才能接收下一个触发脉冲而转入暂稳态。不可重复触发的集成单稳态触发器的图形符号和工作波形。如图所示。,10.1.3 单稳态触发器,一、不可重复触发的集成单稳态触发器,1. 引脚排列及逻辑符号， TTL集成单稳态触发器74LS21的引脚排列和逻辑符号如图所示。,10.1.3 单稳态触发器,一、不可重复触发的集成单稳态触
7、发器,2. 逻辑功能,1) 禁止触发状态当B为高电平， 中有一个输入为低电平时，电路为禁止触发状态， 端维持0。当B为低电平时，电路为禁止触发状态， 端维持0。当 两个输入全为高电平时，电路为禁止触发状态， 端维持0。,2) 单稳态触发功能当B为高电平， 中有一个或两个产生由1到0的负跳变时， 端有正脉冲输出。当 两个输入中有一个或两个为低电平，B产生由0到1的正跳变时， 端有正脉冲输出。功能表如图所示。,10.1.3 单稳态触发器,二、可重复触发的集成单稳态触发器,可重复触发的单稳态触发器在电路被触发而进入暂稳态以后，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 宽度 。
8、它的输出脉冲脉宽度可根据触发脉冲的输入情况的不同而改变。可重复触发的集成单稳态触发器的图形符号和工作波形。所图所示。,10.1.3 单稳态触发器,1. 引脚排列及逻辑符号 ，TTL集成可重复触发器的单稳态触发器74LS123的引脚排列和逻辑符号，如图所示。,二、可重复触发的集成单稳态触发器,10.1.3 单稳态触发器,二、可重复触发的集成单稳态触发器,2. 逻辑功能,1) 复位清0当 时，不论其他输入端为何种状态，输出端 立即为0。故 的清0功能具有最高优先级。使用其他输入引脚功能时， 必须置1。功能表如图所示。,2)单稳态触发功能,当 ，由0到1正跳变时， 端有正脉冲输出。,当 ， 由1到0
9、负跳变时， 端有正脉冲输出。,当 ， 由0到1正跳变时， 端也有正脉冲输出。,3）禁止触发在 或 时，电路处禁止触发状态（即稳定状态）， 维持0。,10.1.4 施密特触发器,一、施密特触发器的主要参数与工作波形,反相输出施密特触发器 同相输出施密特触发器,1. 主要参数（1）上限触发电压(正向阈值电压) 上升过程中，输出电压 产生跳变所对应的输入电压值。（2）下限触发电压（负向阈值电压） 下降过程中，输出电压 产生跳变所对应的输入电压值。（3）回差电压 。回差电压越大，施密特触发器的抗干扰性越强。,2.工作波形如图所示，当输入三角波时，根据施密特触发器的电压传输特性，可得到对应施密特触发器的
10、输出波形。,10.1.4 施密特触发器,二、CMOS集成施密特触发器,集成施密特反相器CC40106,CC4093为四2输入施密特与非门，引脚与74LS00兼容。CC40106为六施密特反相器，引脚与74LS04兼容。它与普通反相器的逻辑功能一样，差异在于施密特反相器存在上、下限触发电压。不同型号的集成施密特触发器的 和 具体数值可从集成电路手册中查到。如图所示静态参数如表所示。,10.1.4 施密特触发器,三、TTL集成施密特触发器,74LS24、74LS32、74LS132为四2输入施密特与非门，引脚与74LS00兼容。74LS13、74LS18为二4输入施密特与非门，引脚与74LS20兼
11、容。74LS14、74LS19为六施密特反相器，引脚与74LS04兼容。其主要参数的典型值如表所示。,了解555时基电路的电路框图和引脚功能； 掌握555时基电路的逻辑功能； 掌握555时基电路构成的多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器的电路构成，理解其工作原理； 了解555时基电路的典型应用； 会搭接和测试555时基电路构成的双音报警电路。,10.2.1 555时基电路,一、电路组成和引脚功能,1电路组成,一般由分压器、比较器、触发器和开关及输出等四部分组成。如图所示。,555时基电路的内部电路结构,10.2.1 555时基电路,一、电路组成和引脚功能,2引脚功能，引脚功能如表所示。,10
12、.2.1 555时基电路,二、逻辑功能 功能表如下表所示。,10.2.2 555时基电路的应用,一、构成多谐振荡器,1. 电路组成,如图所示是555时基电路组成的一个典型多谐振荡器。,10.2.2 555时基电路的应用,一、构成多谐振荡器,2. 工作过程,设电路中电容两端的初始电压为0， 时 ，输出端为高电平，放电端断开。电源 对电容C充电，充电回路 地，输出为高电平。,如图所示 随着电容充电，电路状态翻转，输出为低电平，放电端导通，电容通过开关管VT放电，放电回路 地。当 时，电路状态翻转，输出为高电平，放电端断开，电容C又开始充电，重复上述过程形成振荡，输出电压为连续的矩形波。,10.2.
13、2 555时基电路的应用,一、构成多谐振荡器,3. 输出脉冲周期 电容充电形成的第一暂稳态时间 电容放电形成的第二暂稳态时间 所以，电路输出脉冲周期,10.2.2 555时基电路的应用,二、构成单稳态触发器,1电路组成,如图所示是555时基电路组成的一个单稳态触发器。,10.2.2 555时基电路的应用,二、构成单稳态触发器,2. 工作过程,接通电源， 通过 对电容C充电，使 ，定时器输出为低电平，电路处于稳定状态。这时，开关管 导通，电容C被旁路，电路仍处于原稳定状态，输出为低电平。,当 的负触发脉冲到来时，电路状态翻转，进入暂稳态，输出为高电平。这时，开关管 截止，电源通过电阻 向电容 充
14、电。当 时，电路状态翻转，输出为低电平， 时，电路由暂稳态变为稳态，此时，开关管VT导通，电容C被旁路电路仍处于原稳定状态，输出为低电平。,10.2.2 555时基电路的应用,二、构成单稳态触发器,3. 输出脉冲宽度 电容C充电形成的暂态时间为,10.2.2 555时基电路的应用,三、构成施密特触发器,1电路组成,如图所示是555时基电路组成的一个施密特触发器。,10.2.2 555时基电路的应用,2. 工作过程,三、构成施密特触发器,当输入信号 时，输出端为高电平。随着 的增加，当 时，电路翻转，输出端为低电平。 继续增加，电路保持原状态。随着 的减少，当 时，电路状态又翻转，输出高电平。,
