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1、第十章第十章 脉冲波形的产生和整形脉冲波形的产生和整形施密特触发器施密特触发器单稳态触发器单稳态触发器多谐振荡器多谐振荡器(a)(b)(c)(d)(e)脉冲波形脉冲波形10.1 概述概述狭义地说，狭义地说，脉冲波形脉冲波形是指一种持续时间极短的电压或电流波形；是指一种持续时间极短的电压或电流波形；广义上，凡不具有连续正弦波形状的信号，几乎都可以通称为广义上，凡不具有连续正弦波形状的信号，几乎都可以通称为脉冲波形脉冲波形。10.1 概述概述一、描述矩形脉冲特性的主要参数一、描述矩形脉冲特性的主要参数脉冲电路脉冲电路是用来产生和处理脉冲信号的电路。是用来产生和处理脉冲信号的电路。脉冲电路可以用分立
2、晶体管、场效应管作为开关和脉冲电路可以用分立晶体管、场效应管作为开关和RC或或RL电路构成，电路构成，也可以由集成门电路或集成运算放大器和也可以由集成门电路或集成运算放大器和RC充、放电电路构成。充、放电电路构成。常用的有脉冲波形的产生、变换、整形等电路，如双稳态触发器、单常用的有脉冲波形的产生、变换、整形等电路，如双稳态触发器、单稳态触发器、自激多谐振荡器、射极耦合双稳态触发器（施密特电路）及稳态触发器、自激多谐振荡器、射极耦合双稳态触发器（施密特电路）及锯齿波电路。锯齿波电路。二、获取矩形脉冲的方法二、获取矩形脉冲的方法1.脉冲波形发生电路脉冲波形发生电路2. 脉冲波形整形电路脉冲波形整形
3、电路多谐振荡器多谐振荡器施密特触发器施密特触发器单稳态触发器单稳态触发器10.2 施密特触发器施密特触发器（Schmitt Trigger）10.2.1 施密特触施密特触发器的特点器的特点10.2.2 用用门电路路组成的施密特触成的施密特触发器器 1.电路路结构构 2.工作原理工作原理同相输出特性曲线同相输出特性曲线回差电压回差电压: :正向阈值电压正向阈值电压( (上限阈值上限阈值):):负向阈值电压负向阈值电压( (下限阈值下限阈值):):施密特触发器施密特触发器(Schmitt Trigger)(Schmitt Trigger)的主要特点：的主要特点： 1. 1. 输入信号输入信号从低电
4、平上升的过程中从低电平上升的过程中电路状态电路状态转换时对应的转换时对应的输入电平输入电平, ,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; ;2. 2. 电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边沿变陡电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边沿变陡. .电路的电压传输特性电路的电压传输特性 （a a）同相输出同相输出 （b b）反相输出反相输出二、用于鉴幅二、用于鉴幅 三、用于脉冲整三、用于脉冲整三、用于脉冲整三、用于脉冲整形形形形10.2.3 10.2.3 施密特触发器的应用施密特触发器的应用一、用于波形变换一、用于波形变换10.3
5、10.3 单稳态触发器单稳态触发器特点：特点： 有一个有一个稳态稳态和一个和一个暂稳态暂稳态。 稳态：在没有触发信号作用时，保持某个状态。稳态：在没有触发信号作用时，保持某个状态。 在外界触发信号作用下，能从在外界触发信号作用下，能从稳态稳态 暂稳态暂稳态 稳态稳态维持一段时间后维持一段时间后自动自动返回稳态。返回稳态。 暂稳态维持的时间长短取决于暂稳态维持的时间长短取决于电路内部参数电路内部参数。10.3.1 门电路路组成的成的单稳态触触发器器一、一、微分型微分型G1G1和和和和G2G2为为CMOSCMOS门门1. 1. 原理分析原理分析稳态下稳态下稳态下稳态下电路迅速进入电路迅速进入 暂稳
6、态暂稳态2、性能参数计算性能参数计算输出脉出脉宽：二、二、积分型积分型G1和和G2为为TTL门门1 1、原理分析、原理分析2. 性能参数性能参数计算算输出脉出脉宽：10.3.2 集成集成单稳态触触发器器 电路路结构与工作原理构与工作原理 (74 121)微分型单稳微分型单稳控制附加电路控制附加电路集成单稳态触发器集成单稳态触发器7412174121功能表功能表可重复触发？不可重复触发？10.4 10.4 多谐振荡器多谐振荡器 自激振荡，不需要外加触发信号自激振荡，不需要外加触发信号10.4.1 10.4.1 用施密特触发器构成的多谐振荡器用施密特触发器构成的多谐振荡器10.4.2 对称式多称式
7、多谐振振荡器器一、工作原理（一、工作原理（TTL）(1)静静态（未振（未振荡）时应是不是不稳定的定的二、电压波形二、电压波形三、振荡频率计算三、振荡频率计算10.4.3 10.4.3 非对称式多谐振荡器非对称式多谐振荡器一、工作原理（一、工作原理（CMOSCMOS）二、电压波形二、电压波形10.4.4 10.4.4 环形振荡器环形振荡器一、最简单的环形振荡器一、最简单的环形振荡器振荡周期振荡周期：T=2*n*tpdN为奇数二、实用的环形振荡器二、实用的环形振荡器（TTLTTL）10.4.5 10.4.5 石英晶体多谐振荡器石英晶体多谐振荡器石英晶体石英晶体常被用来制作振荡器，在电子线路中充常被
8、用来制作振荡器，在电子线路中充当信号源。当信号源。石英晶体的固有频率只与晶片的几何尺寸（晶体石英晶体的固有频率只与晶片的几何尺寸（晶体切割的方位，大小和形状）有关，其精度高而稳切割的方位，大小和形状）有关，其精度高而稳定，因此是一种最理想的振荡源材料。定，因此是一种最理想的振荡源材料。石英晶体振荡器制作工艺简单，制作成本很低。石英晶体振荡器制作工艺简单，制作成本很低。只要在石英晶片的两个面上各喷涂一层银只要在石英晶片的两个面上各喷涂一层银( (或金或金) )，然后引出电极并加以封装，就构成了一个石英，然后引出电极并加以封装，就构成了一个石英晶体振荡器。晶体振荡器。 巴黎广播电台首先用巴黎广播电
9、台首先用严济慈严济慈制作的石英振荡片实制作的石英振荡片实现了无线电播音中的稳频，随后各国相继采用，现了无线电播音中的稳频，随后各国相继采用，使无线广播振荡电磁回路稳频成为压电晶体的最使无线广播振荡电磁回路稳频成为压电晶体的最重要应用之一。重要应用之一。10.5 555定时器及其应用定时器及其应用词词 名：名：555 timer中文解释：中文解释：555定时器定时器美国美国Signetics公司公司1972年研制的用于取代机械式年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路，因输入端设计有三个定时器的中规模集成电路，因输入端设计有三个5k电阻而得名。此电路风靡世界。电阻而得名。此电路风靡世界。目前
10、，流行的产品主要有目前，流行的产品主要有4个：个：BJT两个：两个：555，556（含有两个（含有两个555）；）；CMOS两个：两个：7555，7556（含有两个（含有两个7555）。）。 555定时器是模拟电路与数字电路结合的典范。定时器是模拟电路与数字电路结合的典范。Signetics公司（公司（SIGnal NETwork Integrated Circuits，信号网络集成电路），信号网络集成电路）10.5.1 555定定时器器 （数（数/模混合模混合IC）一、一、电路路结构构 电压比比较器（器（C1, C2）, 触触发器（器（SR锁存器）存器）, 输出出缓冲器（冲器（G3, G4）
11、, OC 输出的三极管（出的三极管（TD）二、功能表二、功能表(输出与输入关系输出与输入关系)输输 入入输输 出出0XX0导通导通10导通导通1保持保持保持保持11截止截止11截止截止10.5.2 用用555555定时器接成施密特触发器定时器接成施密特触发器工作原理工作原理输输 入入输输 出出0XX0导通导通10导通导通1不变不变不变不变11截止截止11截止截止声控灯声控灯10.5.3 10.5.3 用用555555定时器接成单稳态触发器定时器接成单稳态触发器输输 入入输输 出出0XX0导通导通10导通导通1不变不变不变不变11截止截止11截止截止稳态时: VI=1, VO=0, Q=0, TD导通性能参数：性能参数：暂稳态输出的宽度暂稳态输出的宽度10.5.4 10.5.4 用用555555接成多谐触发器接成多谐触发器输输 入入输输 出出0XX0导通导通10导通导通1不变不变不变不变11截止截止11截止截止10.5.4 10.5.4 用用555555接成多谐触发器接成多谐触发器如希望q50%?10.5.5 10.5.5 用用555555接成压控振荡器接成压控振荡器例：例：五版：五版：10.1、10.3、10.6、10.1110.16、10.19、10.20、10.22、10.23参考：参考：10.25、10.26作业
