山大數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課件第10章脈沖波形的產(chǎn)生和整形第1節(jié) 幾種常用的脈沖波形的產(chǎn)生和整形電路

1、第十章 脈沖波形的產(chǎn)生和整形上 頁第一節(jié) 幾種常用的脈沖波形的產(chǎn)生和整形電路第二節(jié) 555集成定時器及其應(yīng)用返 回2第一節(jié) 幾種常用的脈沖波形的產(chǎn)生和整形電路 施密特觸發(fā)器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 概述 多諧振蕩器下頁總目錄推出3下頁返回一、概述獲取矩形脈沖波形的途徑有兩種：利用多諧振蕩器電路直接產(chǎn)生所需要的矩形脈沖。通過整形電路把已有的周期性變化波形， 變換為符合要求的矩形脈沖。在同步時序電路中，時鐘脈沖控制和協(xié)調(diào)著整個系統(tǒng)的工作，因此時鐘脈沖的特性直接關(guān)系到系統(tǒng)能否正常工作。但以能夠找到頻率和幅度都符合要求的一種已有電壓信號為前提。上頁4下頁返回上頁矩形脈沖的特性：占空比 q = tW / T為了定

2、量描述矩形脈沖的特性通常給出幾個主要參數(shù)。脈沖周期上升時間下降時間脈沖幅度脈沖寬度5下頁返回上頁脈沖周期T 周期性重復的脈沖序列中， 兩個相鄰脈沖之間的時間間隔。脈沖幅度Vm 脈沖電壓的最大變化幅度。脈沖寬度tw 從脈沖前沿到達0.5 Vm起， 到脈沖后沿到達0.5 Vm為止的一段時間。上升時間tr 脈沖上升沿從0.1 Vm上升到0.9 Vm 所需要的時間。下降時間tf 脈沖上升沿從0.9 Vm下降到0.1 Vm 所需要的時間。占空比q 脈沖寬度與脈沖周期的比值，即q = tw /T 。在脈沖整形或產(chǎn)生電路用于具體的數(shù)字系統(tǒng)時，有時還可能有一些特殊的要求，如脈沖周期和幅度的穩(wěn)定性等，這時還需要

3、增加一些相應(yīng)的性能參數(shù)來說明。6下頁返回上頁二、施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器是脈沖波形變換中經(jīng)常使用的一種電路。利用這兩個特點不僅能將邊沿變化緩慢的信號波形整形為邊沿陡峭的矩形波，而且可以將疊加在矩形脈沖高、低電平上的噪聲有效地消除。它在性能上有兩個重要的特點：輸入信號從低電平上升的過程中電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時對應(yīng)的輸入電平，與輸入信號從高電平下降過程中對應(yīng)的輸入轉(zhuǎn)換電平不同。在電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，通過電路內(nèi)部的正反饋過程使輸出電壓波形的邊沿變得很陡。7下頁返回上頁G1、G2 的 VTH 1/2VDD R1 tp穩(wěn) 態(tài)暫穩(wěn) 態(tài)A+VDDvO1vOvIRC+24下頁返回上頁要求 T tp 的原因vIOtvOOt

4、vO1OtvAOtVDD UTH 若不滿足 T tp ，則：vO隨著vI的變化而變化。A+VDDvO1vOvIRC+25下頁返回上頁vOOtvAOtUTH tp暫穩(wěn)態(tài)狀態(tài)持續(xù)時間26下頁返回上頁 集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1634759101114輸入輸出0101010100111011111100集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121的功能表27下頁返回上頁集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121的外部連接方法16347591011141使用外接電阻Rext(下降沿觸發(fā)）1634759101114使用內(nèi)部電阻Rint(上升沿觸發(fā)）28下頁返回上頁四、多諧振蕩器多諧振蕩器是一種自激振蕩器，接通電源以后，不需要外加觸發(fā)信號，便能自

5、動產(chǎn)生矩形脈沖，由于矩形脈沖中含有豐富的高次諧波分量，所以習慣上把矩形波振蕩器叫做多諧振蕩器。29下頁返回上頁 對稱式多諧振蕩器假定由于某種原因使vI1 有微小的正跳變，則必然會引起如下的正反饋過程使vO1 迅速跳變?yōu)榈碗娖健?vO2 迅速跳變?yōu)楦唠娖?，電路進入第一個暫穩(wěn)態(tài)。同時電容 C1 開始充電而 C2 開始放電。RF1G1G2vI2vI1vO1C1vORF2C2vO1vI1vO2vI230下頁返回上頁C1 充電速度較快，vI2 首先上升到G2的閾值電壓VTH ，并引起如下的正反饋過程使vO2 迅速跳變至低電平、 vO1 迅速跳變?yōu)楦唠娖?，電路進入第二個暫穩(wěn)態(tài)。同時電容 C2 開始充電而

6、C1 開始放電。RF1G1G2vI2vI1vO1C1vORF2C2vO2vI2vO1vI131下頁返回上頁vO2OtvI2OtOtvO1vI1OtVTHVTH在 RF1 = RF2 = RF、 C1 = C2 = C的條件下，VIKVIK32下頁返回上頁 RC 環(huán)形多諧振蕩器vI3OtvO2OtvI2OtvO1vI1OtvO假設(shè)vI1 = 0則vI2 = 1 vO2 = 0vI3 躍變?yōu)?1 vO = 0RSG1G2G3RvI3vI2vI1vO2CvORRSR1vOL2vIH2VCCCvI3RvOL2vIH2CvI333下頁返回上頁vI3OtvO2OtvI2OtvO1vI1OtvO假設(shè)vI1 = 0則vI2 = 1 vO2 = 0vI3 躍變?yōu)?1 vO = 0電容 C 放電vI3 電位下降 RSG1G2G3RvI3vI2vI1vO2CvORvOL2vIH2CvI334返回vI3OtvO2OtvI2OtvO1vI1OtvOUTvI3下降至 vTvO =