數(shù)字電路波形整形

觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)波形整形的研究實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容注意事項(xiàng)現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)11．掌握用集成門電路構(gòu)成施密特觸發(fā)器基本方法。2．掌握集成施密特觸發(fā)器在波形整形電路中的作用。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容注意事項(xiàng)現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

2

二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容注意事項(xiàng)

在數(shù)字系統(tǒng)中，通常需要一定幅度和寬度的矩形脈沖，獲取脈沖信號(hào)的方法：①利用脈沖振蕩器直接產(chǎn)生；②利用脈沖整形電路將非矩形脈沖變換成符合要求的矩形脈沖?，F(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)3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，它是具有滯后特性的數(shù)字傳輸門，且受電源限制，可對(duì)輸入波形進(jìn)行變換和整形。閾值電壓UT1、UT2和回差電壓△UT是其主要參數(shù)。施密特觸發(fā)器現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容注意事項(xiàng)4①電路具有兩個(gè)閾值電壓，分別稱為正向閾值電壓（UT+）和負(fù)向閾值電壓（UT-），二者的差值稱為回差電壓（△UT）。輸出電平的變化滯后于輸入，形成回環(huán)。②不同于其它的各類觸發(fā)器，施密特觸發(fā)器屬于“電平觸發(fā)”型電路，觸發(fā)信號(hào)Vin可以是變化緩慢的模擬信號(hào),Vin達(dá)某一電平值時(shí)，輸出電壓VOUT突變。施密特觸發(fā)器的特點(diǎn)：現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容注意事項(xiàng)

③輸入信號(hào)增加和減小時(shí)，電路有不同的閾值電壓。

5普通反相器和施密特反相器的比較AY1普通反相器uAUTHuYTTL：1.4VCMOS：施密特反相器AYuAUT+UT–上限閾值電壓下限閾值電壓uY回差電壓：現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)6反向傳輸同向傳輸實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容注意事項(xiàng)施密特觸發(fā)器的傳輸特性及輸入輸出波形現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)7vItOvOtOVT－VT＋用施密特觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)波形變換

波形變換將輸入的正弦波、三角波、鋸齒波等變換成矩形波輸出。

施密特觸發(fā)器的應(yīng)用現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)8vItOvOtOVT－VT＋用施密特觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)波形整形(a)vItOvOtOVT－VT＋(b)vItOvOtOVT－VT＋(c)

脈沖整形當(dāng)矩形脈沖經(jīng)過傳輸后因以下原因發(fā)生畸變，可通過施密特觸發(fā)器的整形獲得滿意的矩形脈沖波形。

(a)傳輸線上電容較大，波形的上升沿和下降沿變壞；

(b)阻抗不匹配，波形的上升沿和下降沿產(chǎn)生振蕩；

(c)受到干擾，脈沖波形上疊加有噪聲。現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)9用施密特觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)脈沖鑒幅vItOvOtOVT－VT＋

脈沖鑒幅只有當(dāng)輸入脈沖信號(hào)的幅度大于施密特觸發(fā)器上限觸發(fā)電平時(shí)，在輸出端才產(chǎn)生輸出信號(hào)?，F(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)10電路中兩級(jí)反相器串聯(lián)，分壓電阻RW1、R4將輸出端的電壓反饋到輸入端對(duì)電路產(chǎn)生影響。反相器CD4069組成的施密特觸發(fā)器**本實(shí)驗(yàn)中:VT+為(2.5V~4.775V)VT-為(0.225V~2.5V)注意：RW1應(yīng)小于R4。正向閾值電壓負(fù)向閾值電壓施密特觸發(fā)器的電路實(shí)現(xiàn) （1）用兩級(jí)CMOS反相器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器(實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)1)Vin=0，G1、G2門為正反饋，Vout=VoL=0。Vin=1，G1、G2在正反饋的作用下，使電路狀態(tài)迅速變化Vout=VoH=1。**以上施密特觸發(fā)器的閾值電壓可調(diào)嗎？可調(diào)現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)11CD4069引腳圖實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容注意事項(xiàng)六反相器CD4069現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)12CD40106引腳圖實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容注意事項(xiàng)（六施密特觸發(fā)器）現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)CD40106是具有施密特功能的六反相器。施密特觸發(fā)器具有上限閾值電壓和下限閾值電壓的特性，且受電源限制。在不同的電源電壓下，有不同的閾值。門電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器和集成施密特觸發(fā)器根據(jù)其特點(diǎn)不同可以應(yīng)用到不同的場合。（2）集成施密特觸發(fā)器13CD40106的主要靜態(tài)參數(shù)電參數(shù)名稱符號(hào)測試條件參數(shù)單位VDD最小值最大值上限閾值電壓VT+510152.24.66.83.67.110.8V下限閾值電壓VT–510150.92.542.85.27.4V滯回電壓VT510150.31.21.61.63.45V現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)14CD40106測試電路**V'現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)VDD=+5V，

VT+為2.2—3.6V,典型值為2.9V;

VT–為0.9—2.8V,典型值為1.9V。

實(shí)驗(yàn)中：

V’=(10K/16.8K)

×5V≈3V

輸入信號(hào)疊加在3V直流電平上。提高觸發(fā)的靈敏度。

15三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、利用所給器件，實(shí)現(xiàn)CMOS門電路組成的施密特觸發(fā)器。輸入端接2kHz、VPP=10V（帶載實(shí)測）的三角波信號(hào)，改變RW1的阻值，用雙蹤示波器觀測兩組Vin和Vout的波形變化情況(測量時(shí)將兩個(gè)波形的參考點(diǎn)調(diào)至重合）。畫出輸入、輸出波形，并標(biāo)出VT+及VT。實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容注意事項(xiàng)現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)討論并說明RW1的改變與輸出變化的關(guān)系。

16

2、用CD40106實(shí)現(xiàn)集成施密特觸發(fā)器整形電路。輸入端Vin接2kHz的正弦波，按表下中所給不同幅度的輸入情況，觀測輸出Vout，并將輸出的結(jié)果填入表中。輸入信號(hào)幅度（V）（帶載實(shí)測）1.64.04.85.666.4輸出信號(hào)幅度（V）實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容注意事項(xiàng)現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)討論并說明輸入信號(hào)幅度的改變與輸出變化的關(guān)系。17實(shí)驗(yàn)電路板現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)注意電源的連接18四、注意事項(xiàng)1、正確連接10V電源。2、用雙蹤示波器觀測施密特觸發(fā)器閾值電壓時(shí)，使兩個(gè)波形的地線重合可以便于觀測數(shù)據(jù)。3、測試電壓時(shí)應(yīng)注意衰減比例調(diào)整。示波器探頭調(diào)在X10擋，衰減比例調(diào)整為10：14、實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)無實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，應(yīng)先檢查電源是否連接正確，再檢查電路連接是否正確。5、波形圖應(yīng)畫在同一縱坐標(biāo)下。實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容注意事項(xiàng)現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)19思考題1、施密