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1、第一节 几种常用的脉冲波形的产生和整形电路第一节第一节 几种常用的脉冲波形的几种常用的脉冲波形的产生和整形电路产生和整形电路v 施密特触发器施密特触发器v 单稳态触发器单稳态触发器v 概述概述v 多谐振荡器多谐振荡器下页下页 总目录总目录推出推出1第一节 几种常用的脉冲波形的产生和整形电路下页下页返回返回一、概述获取矩形脉冲波形的途径有两种：获取矩形脉冲波形的途径有两种：获取矩形脉冲波形的途径有两种：获取矩形脉冲波形的途径有两种：1.利用多谐振荡器电路直接产生所需要的矩形脉冲。利用多谐振荡器电路直接产生所需要的矩形脉冲。利用多谐振荡器电路直接产生所需要的矩形脉冲。利用多谐振荡器电路直接产生所需
2、要的矩形脉冲。2.通过整形电路把已有的周期性变化波形，通过整形电路把已有的周期性变化波形，通过整形电路把已有的周期性变化波形，通过整形电路把已有的周期性变化波形，3. 变换为符合要求的矩形脉冲。变换为符合要求的矩形脉冲。变换为符合要求的矩形脉冲。变换为符合要求的矩形脉冲。在同步时序电路中，在同步时序电路中，在同步时序电路中，在同步时序电路中，时钟脉冲控制和协调着整个系统的工作，时钟脉冲控制和协调着整个系统的工作，时钟脉冲控制和协调着整个系统的工作，时钟脉冲控制和协调着整个系统的工作，因此时钟脉冲的特性直接关系到系统能否正常工作。因此时钟脉冲的特性直接关系到系统能否正常工作。因此时钟脉冲的特性直
3、接关系到系统能否正常工作。因此时钟脉冲的特性直接关系到系统能否正常工作。但以能够找到频率和幅度都符合要求的一种已有但以能够找到频率和幅度都符合要求的一种已有但以能够找到频率和幅度都符合要求的一种已有但以能够找到频率和幅度都符合要求的一种已有电压信号为前提。电压信号为前提。电压信号为前提。电压信号为前提。上页上页2第一节 几种常用的脉冲波形的产生和整形电路下页下页返回返回上页上页矩形脉冲的特性：矩形脉冲的特性：矩形脉冲的特性：矩形脉冲的特性：占空比占空比占空比占空比 q q = = t tWW / T / T为了定量描述矩形脉冲的特性通常给出几个主要参数。为了定量描述矩形脉冲的特性通常给出几个主
4、要参数。为了定量描述矩形脉冲的特性通常给出几个主要参数。为了定量描述矩形脉冲的特性通常给出几个主要参数。脉冲周脉冲周脉冲周脉冲周期期期期上升上升上升上升时间时间时间时间下降时间下降时间下降时间下降时间脉冲幅度脉冲幅度脉冲幅度脉冲幅度脉冲宽度脉冲宽度脉冲宽度脉冲宽度3第一节 几种常用的脉冲波形的产生和整形电路下页下页返回返回上页上页脉冲周期脉冲周期脉冲周期脉冲周期T T 周期性重复的脉冲序列中，周期性重复的脉冲序列中，周期性重复的脉冲序列中，周期性重复的脉冲序列中， 两个相邻脉冲之间的时间间隔。两个相邻脉冲之间的时间间隔。两个相邻脉冲之间的时间间隔。两个相邻脉冲之间的时间间隔。脉冲幅度脉冲幅度脉
5、冲幅度脉冲幅度V Vmm 脉冲电压的最大变化幅度。脉冲电压的最大变化幅度。脉冲电压的最大变化幅度。脉冲电压的最大变化幅度。脉冲宽度脉冲宽度脉冲宽度脉冲宽度t tw w 从脉冲前沿到达从脉冲前沿到达从脉冲前沿到达从脉冲前沿到达0.5 0.5 V Vmm起，起，起，起， 到脉冲后沿到达到脉冲后沿到达到脉冲后沿到达到脉冲后沿到达0.5 0.5 V Vmm为止的一段时间。为止的一段时间。为止的一段时间。为止的一段时间。上升时间上升时间上升时间上升时间t tr r 脉冲上升沿从脉冲上升沿从脉冲上升沿从脉冲上升沿从0.1 0.1 V Vmm上升到上升到上升到上升到0.9 0.9 V Vmm 所需要的时间。
6、所需要的时间。所需要的时间。所需要的时间。下降时间下降时间下降时间下降时间t tf f 脉冲上升沿从脉冲上升沿从脉冲上升沿从脉冲上升沿从0.9 0.9 V Vmm下降到下降到下降到下降到0.1 0.1 V Vmm 所需要的时间。所需要的时间。所需要的时间。所需要的时间。占空比占空比占空比占空比q q 脉冲宽度与脉冲周期的比值，即脉冲宽度与脉冲周期的比值，即脉冲宽度与脉冲周期的比值，即脉冲宽度与脉冲周期的比值，即q q = = t tw w / /T T 。在脉冲整形或产生电路用于具体的数字系统时，在脉冲整形或产生电路用于具体的数字系统时，在脉冲整形或产生电路用于具体的数字系统时，在脉冲整形或产
7、生电路用于具体的数字系统时，有时还可能有一些特殊的要求，如脉冲周期和幅度的稳定性等，有时还可能有一些特殊的要求，如脉冲周期和幅度的稳定性等，有时还可能有一些特殊的要求，如脉冲周期和幅度的稳定性等，有时还可能有一些特殊的要求，如脉冲周期和幅度的稳定性等，这时还需要增加一些相应的性能参数来说明。这时还需要增加一些相应的性能参数来说明。这时还需要增加一些相应的性能参数来说明。这时还需要增加一些相应的性能参数来说明。4第一节 几种常用的脉冲波形的产生和整形电路下页下页返回返回上页上页二、施密特触发器施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路。施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路。施密特触
8、发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路。施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路。利用这两个特点利用这两个特点利用这两个特点利用这两个特点不仅能将边沿变化缓慢的信号波形整不仅能将边沿变化缓慢的信号波形整不仅能将边沿变化缓慢的信号波形整不仅能将边沿变化缓慢的信号波形整形为边沿陡峭的矩形波，形为边沿陡峭的矩形波，形为边沿陡峭的矩形波，形为边沿陡峭的矩形波，而且可以将叠加在矩形脉冲而且可以将叠加在矩形脉冲而且可以将叠加在矩形脉冲而且可以将叠加在矩形脉冲高、低电平上的噪声有效地消除。高、低电平上的噪声有效地消除。高、低电平上的噪声有效地消除。高、低电平上的噪声有效地消除。它在性能上有两个重要的特
9、点：它在性能上有两个重要的特点：它在性能上有两个重要的特点：它在性能上有两个重要的特点：1.输入信号从低电平上升的过程中电路状态转换时输入信号从低电平上升的过程中电路状态转换时输入信号从低电平上升的过程中电路状态转换时输入信号从低电平上升的过程中电路状态转换时对应的输入电平，与输入信号从高电平下降过程对应的输入电平，与输入信号从高电平下降过程对应的输入电平，与输入信号从高电平下降过程对应的输入电平，与输入信号从高电平下降过程中对应的输入转换电平不同。中对应的输入转换电平不同。中对应的输入转换电平不同。中对应的输入转换电平不同。2.在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程在电路状态转换时，通过
10、电路内部的正反馈过程在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。使输出电压波形的边沿变得很陡。使输出电压波形的边沿变得很陡。使输出电压波形的边沿变得很陡。5第一节 几种常用的脉冲波形的产生和整形电路下页下页返回返回上页上页GG1 1、GG2 2 的的的的 V VTH TH 1/21/2V VDD DD R R1 1 t tp p稳稳稳稳 态态态态暂稳暂稳暂稳暂稳 态态态态A A+ +V VDDDDv vO1O1v vOOv vI IR RC C+ +22第一节 几种常用的脉冲波形的产生和整形电路下页下页返回返回上页上页要求要
11、求要求要求 T T t tp p 的的的的原因原因原因原因v vI IO Ot tv vOOO Ot tv vO1O1O Ot tv vA AO Ot tV VDDDD U UTHTH 若不满足若不满足若不满足若不满足 T T t tp p ，则：则：则：则：v vOO随着随着随着随着v vI I的的的的变化而变化。变化而变化。变化而变化。变化而变化。A A+ +V VDDDDv vO1O1v vOOv vI IR RC C+ +23第一节 几种常用的脉冲波形的产生和整形电路下页下页返回返回上页上页v vOOO Ot tv vA AO Ot tU UTHTH t tp p暂暂暂暂稳态状态持续时
12、间稳态状态持续时间稳态状态持续时间稳态状态持续时间24第一节 几种常用的脉冲波形的产生和整形电路下页下页返回返回上页上页v 集成单稳态触发器集成单稳态触发器集成单稳态触发器集成单稳态触发器1634759101114输入输入输出输出0101010100111011111100集成单稳态触发器集成单稳态触发器集成单稳态触发器集成单稳态触发器7412174121的功能表的功能表的功能表的功能表25第一节 几种常用的脉冲波形的产生和整形电路下页下页返回返回上页上页集成单稳态触发器集成单稳态触发器集成单稳态触发器集成单稳态触发器74121741217412174121的外部连接方法的外部连接方法的外部连
13、接方法的外部连接方法16347591011141使用外接电阻使用外接电阻使用外接电阻使用外接电阻R Rextext( (下降沿触发）下降沿触发）下降沿触发）下降沿触发）1634759101114使用内部电阻使用内部电阻使用内部电阻使用内部电阻R Rintint( (上升沿触发）上升沿触发）上升沿触发）上升沿触发）26第一节 几种常用的脉冲波形的产生和整形电路下页下页返回返回上页上页四、多谐振荡器多谐振荡器是一种多谐振荡器是一种多谐振荡器是一种多谐振荡器是一种自激振荡器自激振荡器自激振荡器自激振荡器，接通电源以后，接通电源以后，接通电源以后，接通电源以后，不需要外加触发信号，便能自动产生矩形脉冲
14、，不需要外加触发信号，便能自动产生矩形脉冲，不需要外加触发信号，便能自动产生矩形脉冲，不需要外加触发信号，便能自动产生矩形脉冲，由于矩形脉冲中含有丰富的高次谐波分量，由于矩形脉冲中含有丰富的高次谐波分量，由于矩形脉冲中含有丰富的高次谐波分量，由于矩形脉冲中含有丰富的高次谐波分量，所以习惯上把矩形波振荡器叫做所以习惯上把矩形波振荡器叫做所以习惯上把矩形波振荡器叫做所以习惯上把矩形波振荡器叫做多谐振荡器多谐振荡器多谐振荡器多谐振荡器。27第一节 几种常用的脉冲波形的产生和整形电路下页下页返回返回上页上页v 对称式多谐振荡器对称式多谐振荡器对称式多谐振荡器对称式多谐振荡器假定由于某种原因使假定由于某
15、种原因使假定由于某种原因使假定由于某种原因使vI1 有微小的正跳变，则必然会有微小的正跳变，则必然会有微小的正跳变，则必然会有微小的正跳变，则必然会引起如下的正反馈过程引起如下的正反馈过程引起如下的正反馈过程引起如下的正反馈过程使使使使vO1 迅速跳变为低电平、迅速跳变为低电平、迅速跳变为低电平、迅速跳变为低电平、 vO2 迅速跳变为高电迅速跳变为高电迅速跳变为高电迅速跳变为高电平，电路进入第一个暂稳态。平，电路进入第一个暂稳态。平，电路进入第一个暂稳态。平，电路进入第一个暂稳态。同时电容同时电容同时电容同时电容 C1 开始充电而开始充电而开始充电而开始充电而 C2 开始放电。开始放电。开始放
16、电。开始放电。R RF1F1GG1 1GG2 2v vI2I2v vI1I1v vO1O1C C1 1v vOOR RF2F2C C2 2v vO1O1v vI1I1v vO2O2v vI2I228第一节 几种常用的脉冲波形的产生和整形电路下页下页返回返回上页上页C1 充电速度较快，充电速度较快，充电速度较快，充电速度较快，vI2 首先上升到首先上升到首先上升到首先上升到G2的阈值电压的阈值电压的阈值电压的阈值电压VTH ，并引起如下的正反馈过程，并引起如下的正反馈过程，并引起如下的正反馈过程，并引起如下的正反馈过程使使使使vO2 迅速跳变至低电平、迅速跳变至低电平、迅速跳变至低电平、迅速跳变
17、至低电平、 vO1 迅速跳变为高电迅速跳变为高电迅速跳变为高电迅速跳变为高电平，电路进入第二个暂稳态。平，电路进入第二个暂稳态。平，电路进入第二个暂稳态。平，电路进入第二个暂稳态。同时电容同时电容同时电容同时电容 C2 开始充电而开始充电而开始充电而开始充电而 C1 开始放电。开始放电。开始放电。开始放电。R RF1F1GG1 1GG2 2v vI2I2v vI1I1v vO1O1C C1 1v vOOR RF2F2C C2 2v vO2O2v vI2I2v vO1O1v vI1I129第一节 几种常用的脉冲波形的产生和整形电路下页下页返回返回上页上页v vO2O2O Ot tv vI2I2O
18、 Ot tO Ot tv vO1O1v vI1I1O Ot tV VTHTHV VTHTH在在在在 R RF1 F1 = = R RF2F2 = = R RF F、 C C1 1 = = C C2 2 = = C C的条件下，的条件下，的条件下，的条件下，V VIKIKV VIKIK30第一节 几种常用的脉冲波形的产生和整形电路下页下页返回返回上页上页v RC RC RC RC 环形多谐振荡器环形多谐振荡器环形多谐振荡器环形多谐振荡器v vI3I3O Ot tv vO2O2O Ot tv vI2I2O Ot tv vO1O1v vI1I1O Ot tv vOO假设假设假设假设vI1 = 0 =
19、 0则则则则vI2 = 1 = 1 vO2 = 0 = 0vI3 跃跃跃跃变为变为变为变为 1 1 vO = 0 = 0R RS SGG1 1GG2 2GG3 3R Rv vI3I3v vI2I2v vI1I1v vO2O2C Cv vOOR RR RS SR R1 1v vOL2OL2v vIH2IH2V VCCCCC Cv vI3I3R Rv vOL2OL2v vIH2IH2C Cv vI3I331第一节 几种常用的脉冲波形的产生和整形电路下页下页返回返回上页上页v vI3I3O Ot tv vO2O2O Ot tv vI2I2O Ot tv vO1O1v vI1I1O Ot tv vOO
20、假设假设假设假设vI1 = 0 = 0则则则则vI2 = 1 = 1 vO2 = 0 = 0vI3 跃跃跃跃变为变为变为变为 1 1 vO = 0 = 0电容电容电容电容 C C 放电放电放电放电vI3 电位下降电位下降电位下降电位下降 R RS SGG1 1GG2 2GG3 3R Rv vI3I3v vI2I2v vI1I1v vO2O2C Cv vOOR Rv vOL2OL2v vIH2IH2C Cv vI3I332第一节 几种常用的脉冲波形的产生和整形电路返回返回v vI3I3O Ot tv vO2O2O Ot tv vI2I2O Ot tv vO1O1v vI1I1O Ot tv vOOU UT TvI3下降至下降至下降至下降至 vTvO = 1 = 1 vI2 = 0 = 0 vO2 = 1 = 1vI3 跃跃跃跃变为变为变为变为 0 0电容电容电容电容 C C 充电充电充电充电vI3 电位上升电位上升电位上升电位上升 R RR RS SR R1 1v vOH2OH2v vIL2IL2V VCCCCC Cv vI3I3R RS SGG1 1GG2 2GG3 3R Rv vI3I3v vI2I2v vI1I1v vO2O2C Cv vOO下页下页上页上页33第一节 几种常用的脉冲波形的产生和整形电路返回返回上页上页课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习34
