第十章脈沖波形的產(chǎn)生和整形課件

《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》教學課件

西安工程大學

房曄《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》教學課件

西安工程大學

第十章脈沖波形的產(chǎn)生和整形10.5555定時器及其應用10.1概述10.2施密特觸發(fā)器10.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器10.4多諧振蕩器第十章脈沖波形的產(chǎn)生和整形10.5555定時器及其知識點的教學要求知識點教學要求熟練掌握正確理解一般了解施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器的特點√門電路施密特觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性及參數(shù)計算√√集成施密特觸發(fā)器工作原理√施密特觸發(fā)器的應用√單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點√門電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（微分型、積分型）的結(jié)構(gòu)、工作原理及參數(shù)計算√√集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的使用√多諧振蕩器對稱式、非對稱式、環(huán)形及施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器的工作原理及參數(shù)計算√√石英晶體多諧振蕩器√知識點的教學要求知識點教學要求熟練正確理解一般施密特施密特觸知識點教學要求熟練掌握正確理解一般了解555定時器及其應用555定時器電路及功能√555定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器電路的工作原理及參數(shù)計算√√555定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路的工作原理及參數(shù)計算√√555定時器構(gòu)成多諧振蕩器電路的工作原理及參數(shù)計算√√續(xù)：知識點的教學要求知識點教學要求熟練正確理解一般555定時器及其應用555定時10.1概述

數(shù)字電路中，為了控制和協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的工作，常常需要時鐘脈沖信號。一、獲得時鐘脈沖的方法1.脈沖波形發(fā)生電路:利用多諧振蕩器直接產(chǎn)生；2.脈沖波形整形電路：通過整形電路變換而成。整形電路又分為兩類：施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。利用已有的周期性變化波形整形而成，但以頻率和幅度都符合要求的電壓信號為前提。10.1概述數(shù)字電路中，為了控制二、表述矩形脈沖特性

的主要指標周期T—周期性重復的脈沖序列中，兩個相鄰脈沖間的時間間隔。頻率f（1/T）—代表單位時間內(nèi)脈沖重復的次數(shù)。二、表述矩形脈沖特性周期T—周期性重復的脈沖序列中，兩個相下降時間tf—脈沖從0.9Vm下降到0.1Vm所需的時間。脈沖幅度Vm—脈沖電壓最大變化的幅值。脈沖寬度tw—從脈沖前沿0.5Vm始，到脈沖后沿0.5Vm止的一

段時間。上升時間tr—脈沖從0.1Vm上升到0.9Vm所需的時間。10.5555定時器及其應用下降時間tf—脈沖從0.9Vm下降到0.1Vm所需的時間10.2施密特觸發(fā)器(SchmittTrigger)施密特觸發(fā)器指的是一種電路結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可能存在于各種邏輯功能的電路中。如：施密特與門、施密特與非門等。

施密特觸發(fā)器是一種重要的脈沖整形電路，它能把變化緩慢的波形變換成矩形脈沖。施密特觸發(fā)器的主要特點：*電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時有正反饋過程，使輸出波形邊沿變得很陡。*輸入信號在上升和下降過程中，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時對應的輸入電平不同。10.2施密特觸發(fā)器(SchmittTrigger)施密特

幾種反相器電壓傳輸特性對比TTLCOMS所以，施密特觸發(fā)器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，還可以將疊加在矩形脈沖高、低電平上的噪聲有效地清除。10.5.2555接成施密特觸發(fā)器即：特性具有滯回性！施密特

幾種反相器電壓傳輸特性對比TTLCOMS所10.2.1用門電路組成的施密特觸發(fā)器

1.用CMOS門電路組成的施密特觸發(fā)器*當vI=0V（vA=0V）時，vO1≈VDD，vO≈0V；*當vI增大時，vA增大，若vA增至VTH附近時，

進入傳輸特性的放大區(qū)，因而：使輸出vO迅速跳變到vO=VOH≈VDDvA↑vO1↓vO↑10.2.1用門電路組成的施密特觸發(fā)器*當vI=0V（vA求vI在上升過程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時對應的輸入電平VT+*當vI是高電平時，vO也為高電平,

vO≈VDD；*當vI減小時，vA減小，若vA減至VTH附近時，進入傳輸特性

的放大區(qū)，因而：vA↓vO1↑vO↓使輸出vO迅速跳變到vO=VOL≈0V求vI在上升過程中電路*當vI是高電平時，求vI在下降過程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時對應的輸入電平VT-求vI在下降過程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時對應的輸入電平VT-因為vO和vI的高、低電平是相同的，故將這種形式的電壓傳輸特性稱為同相輸出的施密特觸發(fā)特性。因為vO和vI的高、低電平是相同R1<R2，否則電路將進入自鎖狀態(tài)，不能正常的工作?若R1>R2，VT+>VDD,VT-為負值，而vI變化范圍在0~VDD之間，即達不到閾值而使電路不能翻轉(zhuǎn)。若以作為輸出端，從電壓傳輸特性看，此時和vI的高、低電平是反相的，故將這種形式的電壓傳輸特性稱為反相輸出的施密特觸發(fā)特性。R1<R2，否則電路將進入自鎖狀態(tài)，不能正常的工作?【10.2.1】在CMOS反相器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器中，要求VT+=7.5V，ΔVT=5V，試求R1、R2和VDD的值?！?0.2.1】在CMOS反相器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器中，要求2.用TTL門電路組成的施密特觸發(fā)器*當vI=0V時，vO1≈VOH，vO≈0V；使輸出vO迅速跳變到vO=VOH*當vI增大時，增大，只有當增至VTH附近時(G1與非門要轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖?，必須它的兩輸入端信號均達到閾值），進入傳輸特性的放大區(qū)，因而：vO1↓vO↑

vI↑2.用TTL門電路組成的施密特觸發(fā)器*當vI=0V時，v求vI在上升過程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時對應的輸入電平VT+求vI在上升過程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時對應的輸入電平VT+*當vI是高電平時，vO也為高電平,

vO=VOH；*當vI減小時，只要減至VTH附近（此時，由于二極管截止，vI將直接控制G1門），進入傳輸特性的放大區(qū)，因而：使輸出vO迅速跳變到vO=VOLvI在下降過程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時對應的輸入電平vI=VT-=VTH

vO1↑vO↓vI↓*當vI是高電平時，vO也為高電平,vO=VOH；*

器件實例帶與非功能的TTL集成施密特7413

10.2.2集成施密特觸發(fā)器附加部分：輸入加“與門”輸出加推拉式輸出級電壓值較高，加入電平移動電路器件實例帶與非功能的TTL集成施密特741施密特電路工作原理：它是通過公共射極電阻R4耦合的兩級正反饋放大器。施密特電路工作原理：它是通過公共射極電阻R4耦合的兩級正第十章脈沖波形的產(chǎn)生和整形課件可見，無論T2由導通變截止還是由截止變導通，都伴有正反饋，使輸出端電壓的上升和下降沿都很陡。由于R2>R3，

T1飽和時的vE必低于T2飽和時的vE

(VE1<VE2

)。T1由截止變導通的輸入VB1+(輸入上升過程中的射極電位由T2提供為VE2）高于T1由導通變截止的輸入VB1-(輸入下降過程中的射極電位由T1提供為VE1），這樣就得到了施密特觸發(fā)特性。

若輸出電壓發(fā)生跳變時對應的輸入電壓為VT+

→VB1+,VT-→VB1-，則VT+>VT-?？梢?，無論T2由導通變截止還是10.2.3施密特觸發(fā)器的應用一、用于波形變換

二、用于鑒幅

在一串幅度不相等的脈沖信號中，如果要剔除幅度不夠大的脈沖,此時可利用施密特觸發(fā)器將幅度大于VT+的脈沖選出。

由于施密特電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的正反饋作用，可以把邊沿變化比較緩慢的周期性信號變換成邊沿很陡的矩形脈沖信號。10.2.3施密特觸發(fā)器的應用二、用于鑒幅三、用于脈沖整形傳輸線上電容較大時，使波形的上升和下降沿明顯變壞。傳輸線較長且接收端阻抗與傳輸線阻抗不匹配時，在波形的上升和下降沿產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象。其他脈沖信號通過導線間的分布電容或公共電源線疊加到矩形脈沖信號上時，信號將出現(xiàn)附加的噪聲。三、用于脈沖整形傳輸線上電容較大時，使傳輸線特點：①有一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)。②在外界觸發(fā)信號作用下，能從穩(wěn)態(tài)→暫穩(wěn)態(tài)，在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時間tw后自動返回穩(wěn)態(tài)，并在輸出端產(chǎn)生一個寬度為tw的矩形脈沖。③暫穩(wěn)態(tài)維持的時間長短取決于電路內(nèi)部參數(shù)，而與觸發(fā)脈沖的寬度和幅度無關(guān)。可廣泛應用于脈沖整形、延時以及定時電路。10.3.1用門電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一、積分型G1和G2為TTL門1、原理分析10.5.3555定時器接成單穩(wěn)10.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器特點：10.5.3555定時器接成單穩(wěn)10.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)該電路為正脈沖觸發(fā)，另外R阻值不能過大，以保證vO1為低電平時vA在VTH以下。

*穩(wěn)態(tài)下：vI=0（低電平），vO=1（高電平），vA=vO1=1，C上存有電荷。G1、G2均截止*vI↑后，vO1跳變?yōu)榈碗娖?。C上電壓不能突變，使vA仍在VTH以上，G2兩輸入端電壓均高于VTH，使vO=0，電路進入暫穩(wěn)態(tài)，C開始放電。G1、G2均導通*C放電使vA下降，當C放電至vA=VTH后，使vO=1。此時，只要vI

是高電平，vO1就為低電平。C繼續(xù)放電。待vI

↓，vO1重新變成高電平，并向C充電。經(jīng)過恢復時間tre以后，使vA恢復高電平，電路返回穩(wěn)態(tài)。該電路為正脈沖觸發(fā)，另外R*穩(wěn)態(tài)下：vI=0（低電平），v2.性能參數(shù)計算輸出脈寬：恢復時間分辨時間2.性能參數(shù)計算恢復時間二、微分型G1和G2為CMOS門1.原理分析二、微分型

這時，vd雖回到低電平，

vO的高電平仍將維持（因正反饋回路形成）。保證電容C繼續(xù)充電。VDD+vCVOL=0VOH=VDD+-vC與脈沖寬度無關(guān)+-正反饋回路C放電至電壓為0，穩(wěn)態(tài)建立。這時，vd雖回到低電平，VDD+vCVOL=0+VOH=VDD-vC-

+2、性能參數(shù)計算輸出脈寬輸出脈沖寬度（vO=1期間）等于vC=vI2從0充電至VTH的時間。+vC2、性能參數(shù)計算輸出輸出脈沖寬度（vO=1期間）等于*微分型與積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的比較1、積分型比微分型單穩(wěn)抗干擾能力強。

2、積分型單穩(wěn)輸出波形的邊沿比較差（因為電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換中無正反饋作用)。

*微分型與積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的比較1、積分型比微分型單穩(wěn)抗干*微分型與積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的比較否則，暫穩(wěn)態(tài)的結(jié)束將不由RC

放電決定，而是受觸發(fā)脈沖控制，不符合單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作特性。3、積分型單穩(wěn)必須在觸發(fā)脈沖寬度大于輸出脈沖寬度時方能正常工作；微分型單穩(wěn)可用窄脈沖觸發(fā)也可在vd的脈寬大于輸出脈寬時電路仍工作，但輸出脈沖下降沿較差。vO在返回低電平過程中(對應電容充電至閾值后），將不伴隨有正反饋過程的發(fā)生。因為此時G1門受vI控制而關(guān)閉，導致正反饋無法形成。*微分型與積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的比較否則，暫穩(wěn)態(tài)的結(jié)束將不由三、施密特觸發(fā)器構(gòu)成的單穩(wěn)圖為用CMOS集成施密特觸發(fā)器組成的單穩(wěn)，電路利用輸入脈沖的上升沿觸發(fā)。三、施密特觸發(fā)器構(gòu)成的單穩(wěn)圖為用CMOS集成施10.3.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)與工作原理(TTL集成單穩(wěn)74121)微分型單穩(wěn)控制附加電路輸出緩沖電路外接RC外接C觸發(fā)輸入端10.3.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器微分型單穩(wěn)控制附加電路輸出緩沖74121功能表

74121功能表

74121功能表邏輯功能表說明不可觸發(fā)，保持穩(wěn)態(tài)不變。A1、A2中有一個或兩個為低電平，在B端輸入上升沿時電路被觸發(fā)。三輸入端中有一個或兩個為高電平（保證B=1），輸入端有一個或兩個下降沿時電路被觸發(fā)。74121功能表邏輯功能表說明不可觸發(fā)，保持穩(wěn)態(tài)不變。A1可重復觸發(fā)？不可重復觸發(fā)？使用外接電阻Rext

和電容Cext使用內(nèi)部電阻Rint和外接電容Cext

可重復觸發(fā)？使用外接電阻Rext和電容Cext使用內(nèi)部電阻單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作波形74121屬于不可重復觸發(fā)型的單穩(wěn)在暫穩(wěn)態(tài)未結(jié)束時，由于vO1此時仍處于低電平，若再觸發(fā)vO1還是低電平，故不可能影響暫穩(wěn)態(tài)的進程，電容C將繼續(xù)充電，直至vI2達到閾值，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，電路才可能接受下一個觸發(fā)脈沖。？單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作波形74121屬于在暫穩(wěn)態(tài)未？10.3.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應用（以下實例對應555定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）一、用于脈沖整形

利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在觸發(fā)信號作用下由穩(wěn)態(tài)進入暫穩(wěn)態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)一定時間后自動返回穩(wěn)態(tài)的特點，可將單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用于脈沖整形、定時、延時等場合。如圖所示例子中，將波形不規(guī)則的vI加到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路的輸入端，可在輸出端得到一個規(guī)則的脈沖信號vo，輸出脈沖寬度即為暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時間，主要取決于充、放電元件R和C。10.3.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應用一、用于脈沖整形利用單穩(wěn)態(tài)二、用于定時利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器脈沖寬度取決于電路元件R和C，且輸出脈沖寬度一定的特點，可以實現(xiàn)電路定時。如圖所示是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成的定時電路和其相應的工作波形。vC是與門G開通與否的控制信號。當vC開通，信號vB通過與門G輸入；當vC為低電平時，與門G關(guān)閉，vB不能輸出。通過計算在tw時間內(nèi)與門輸出脈沖的個數(shù)可得到定時時間。二、用于定時利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器脈沖寬度取決于電路元件R和C，且三、用于脈沖延時在數(shù)字系統(tǒng)中，有時要求將某個脈沖寬度為t0的信號延遲一段時間t1后再輸出。利用兩個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以很方便的實現(xiàn)這種脈沖延時，其電路圖和波形圖如圖所示。從波形可以看出，第二級單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出信號vB的下降沿相對輸入信號vI的上升沿延遲了tw1時間。圖中t1=tw1≈1.1R1C1

t0=tw2≈1.1R2C2

三、用于脈沖延時在數(shù)字系統(tǒng)中，有時要求將某個脈沖寬度為t0的10.4多諧振蕩器（自激振蕩，不需要外加觸發(fā)信號）10.4.1對稱式多諧振蕩器一、工作原理（TTL）(1)靜態(tài)（未振蕩）為產(chǎn)生自激振蕩，電路不能有穩(wěn)定狀態(tài)，即在靜態(tài)時應該是不穩(wěn)定的。工作位置對74系列的門電路而言，RF1的阻值在0.5～1.9kΩ之間10.4多諧振蕩器（自激振蕩，不需要外加觸發(fā)信號）工作位置電路進入第一個暫穩(wěn)態(tài)，C1開始充電，C2開始放電。C1充電，使vI2上升；C2放電，使vI1

(=VOH+vC2)下降。X+++C1充電C2放電+使vO1迅速跳變?yōu)榈碗娖?，而vO2迅速跳變?yōu)楦唠娖?。G1導通,G2截止；電路進入第一個暫穩(wěn)態(tài)，C1充電，使vI2上升；C2放電，使vC2充電C1放電使vO1迅速跳變?yōu)楦唠娖剑鴙O2迅速跳變?yōu)榈碗娖?。G2導通,G1截止；電路進入第二個暫穩(wěn)態(tài)，C1開始放電，C2開始充電。C2充電，使vI1上升；C1放電，使vI2

(=VOH+vC1)下降。++++C2充電C1放電使vO1迅速跳變?yōu)楦唠娖?，電路進入第二個暫穩(wěn)三、振蕩頻率計算二、電壓波形受輸入端反向鉗位二極管的影響，vI1或vI2在產(chǎn)生負跳變時，只能下跳至輸入端負的鉗位電壓VIK。設(shè)VOL≈0，vC1≈vI2，所以vC1(0)=VIK，vC1(∞)=VE1，轉(zhuǎn)換電壓VTH。三、振蕩頻率計算二、電壓波形受輸入端反向鉗位如果G1、G2為74LS系列反相器，取VOH=3.4V，VIK=-1V，VTH=1.1V，且RF<<R1，有VE≈VOH，RE≈RF。則上式可化簡為:10.4.2非對稱式多諧振蕩器對稱式多諧振蕩器還可進一步簡化。只要靜態(tài)時G1工作在電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)，G2即可得到一個介于高、低電平之間的靜態(tài)偏置電壓，從而使G2的靜態(tài)工作點也處于電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)。因此，可以把C1和RF2去掉。如果G1、G2為74LS系列反相器，取VOH=3.利用閉合回路的延時負反饋產(chǎn)生自激振蕩

一、最簡單的環(huán)形振蕩器（將奇數(shù)個反相器首尾相接構(gòu)成）10.4.3環(huán)形振蕩器電路無穩(wěn)定狀態(tài)，因為靜態(tài)下任何一個反相器的輸入、輸出都不可能穩(wěn)定在高電平或低電平，而只能處于高、低電平之間，即處于放大狀態(tài)。利用閉合回路的延時負反饋產(chǎn)生自激振蕩

一、環(huán)形振蕩器的工作波形門電路傳輸延遲時間極短，要獲得振蕩頻率稍低一些的脈沖信號很困難，且頻率不易調(diào)節(jié)?？梢?，將任何大于、等于3的奇數(shù)個反相器首尾相接構(gòu)成環(huán)形電路，都能產(chǎn)生自激振蕩，而且振蕩周期為T=2ntpd環(huán)形振蕩器的工作波形門電路傳輸延可10.4.4用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器利用施密特觸發(fā)器電壓傳輸特性的滯回性，使電路的輸入電壓在VT+與VT-之間往復變化，則在輸出端即可得到矩形脈沖。vC=01+vC=VT+0vC=VT-110.4.4用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器利實現(xiàn)輸出脈沖的占空比可調(diào)電路充電放電實現(xiàn)輸出脈沖的占空比可調(diào)電路充電放電

在上述多諧振蕩電路中，由于決定振蕩頻率的主要因素是電路的定時元件RC以及門電路的閾值電壓VTH。而它們都受如下因素的影響，使頻率穩(wěn)定性只有約10-3或更差。門電路組成的多諧振蕩器的特點：

因此，在對頻率穩(wěn)定性要求比較高的場合，普遍采用石英晶體振蕩器。第一，門電路的閾值電壓VTH本身就不夠穩(wěn)定，易受電源電壓和溫度變化的影響；第二，這些電路的工作方式易受干擾，造成電路轉(zhuǎn)換時間的提前或滯后；第三，在電路狀態(tài)臨近轉(zhuǎn)換時，電容的充、放電已經(jīng)比較緩慢，此時轉(zhuǎn)換電平的微小變化或輕微的干擾都會嚴重影響振蕩周期。10.4.5石英晶體多諧振蕩器在上述多諧振蕩電路中，由于決定振蕩頻率的主要１９２２年美國卡第提出用石英壓電效應調(diào)制電磁振蕩的頻率。巴黎廣播電臺首先用嚴濟慈制作的石英振蕩片實現(xiàn)了無線電播音中的穩(wěn)頻，隨后各國相繼采用，使無線廣播振蕩電磁回路穩(wěn)頻成為壓電晶體的最重要應用之一。

１９２２年石英晶體的基本特性▲石英晶體振蕩器是將切成薄片的石英晶體置于兩平板之間構(gòu)成的?！⒕w振蕩器的頻率穩(wěn)定度能達到10-5~10-8。高質(zhì)量石英晶體振蕩器(其晶片置于恒溫盒內(nèi))，頻率穩(wěn)定度可達10-11。▲石英晶體多諧振蕩器的振蕩頻率取決于石英晶體的固有諧振頻率f0，而與外接電阻、電容無關(guān)。固有諧振頻率由石英晶體的結(jié)晶方向和外形尺寸決定。所以，頻率穩(wěn)定度極高。諧振頻率為石英晶體的串聯(lián)諧振頻率f0石英晶體的基本特性▲石英晶體振蕩器是將切成薄片的石英晶體置于一、電路結(jié)構(gòu)（CB555）電阻分壓器(3×5kΩ)電壓比較器（C1,C2）觸發(fā)器（G1,G2）輸出緩沖器（G3,G4）OC輸出的三極管（TD）10.5555定時器及其應用10.5.1555定時器555定時器是一個中規(guī)模數(shù)/?；旌霞呻娐?，目前在儀器、儀表和自動化控制裝置中應用很廣。

它可以組成定時、延時和脈沖調(diào)制等各種電路。一、電路結(jié)構(gòu)（CB555）10.5555定時器及其應①接地端，⑧正電源端，④復位端，⑥閾值端，②觸發(fā)端，⑦泄放輸出端，③輸出端，⑤控制電壓輸入端。8個引出端：①接地端，⑧正電源端，④復位端，⑥閾值端，②觸發(fā)端，⑦泄放輸＊當vOD

端經(jīng)電阻（足夠大）接到電源上，則vOD將與vO有相同的高低電平。功能表（輸出與輸入的關(guān)系）0110TD導通100TD截止1＊當vOD端經(jīng)電阻（足夠大）接到電源上，則vOD將與v555集成定時器的工作原理vO輸出低電平。比較器C1輸出為0，C2為1；SR鎖存器被置0；晶體管TD導通;vO輸出維持不變。C1輸出為1，C2

輸出為1;SR鎖存器保持;晶體管TD維持不變;555集成定時器的工作原理vO輸出低電平。比較器C1輸出為vO輸出高電平。比較器C1輸出為1，C2為0；SR鎖存器被置1；晶體管TD截止;vO輸出高電平。比較器C1輸出為0，C2為0；晶體管TD截止;10.2施密特觸發(fā)器vO輸出高電平。比較器C1輸出為1，C2為0；SR鎖存器10.5.2用555定時器接成施密特觸發(fā)器工作原理

a.vI從0開始升高，當vI<(1/3)VCC時,vO=VOH;b.(1/3)VCC<vI<(2/3)VCC時，輸出vO不變，仍為高電平；c.當vI增大到略大于(2/3)VCC時，電路輸出vO變?yōu)榈碗娖?vO=VOL;10.5.2用555定時器接成施密特觸發(fā)器a.vI從體現(xiàn)反相施密特觸發(fā)特性d.當vI由高于(2/3)VCC值下降，達到TH端(⑥端)的觸發(fā)電平時，即(1/3)VCC<vI<(2/3)VCC，電路維持vO=VOL;e.當vI下降到略小于(1/3)VCC時，輸出vO躍變?yōu)楦唠娖?，vO=VOH。體現(xiàn)反相施密特觸發(fā)特性d.當vI由高于(2/3)VCC值下當VCO外接固定電壓時10.2.3施密特觸發(fā)器的應用當VCO外接固定電壓時10.2.3施密特觸發(fā)器的應用10.5.3用555定時器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

*電路依靠觸發(fā)脈沖的下降沿觸發(fā)，無信號時vI置高電平。10.5.3用555定時器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器*電路依靠工作原理工作原理第十章脈沖波形的產(chǎn)生和整形課件

要求vI的低電平持續(xù)時間必須小于輸出脈寬。若寬度過寬，會出現(xiàn)vC雖上升至(2/3)VCC使vC1=0,而vI=0使vC2=0,vO=1輸出電壓無法返回低電平,一直到vI回到高電平后,vC1=0的置0信號才能作用,使Q和vO回到低電平。表現(xiàn)為輸出脈寬等于觸發(fā)脈沖的低電平持續(xù)時間,而不再取決于電路本身參數(shù)。實驗現(xiàn)象為vO與vI反相。解決的方法:可在輸入端加微分電路。性能參數(shù)計算暫穩(wěn)態(tài)輸出的脈沖寬度tW要求vI的低電平持續(xù)時間必須小于輸出脈寬。若暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束時，對應C充電至vC=(2/3)VCC，vC1=0，觸發(fā)器被觸發(fā)使Q=0，TD導通→電容C由充電轉(zhuǎn)變?yōu)榉烹?，電路回到穩(wěn)態(tài)。若暫穩(wěn)態(tài)未結(jié)束（充電未結(jié)束），vC1=1；vI又觸發(fā)，它使vC2=0，故觸發(fā)器的Q=1，TD截止→電容C仍繼續(xù)充電，即暫穩(wěn)態(tài)不會因重復觸發(fā)而重新開始，所以它不符合重復觸發(fā)特性。暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束時，對應C充電至vC=(2/3)VCC，vC110.5.4用555接成多諧振蕩器為減輕G4門的負載，在C容量較大時，不宜直接由G4門提供電容的充、放電電流，為此將放電三極管TD與R1接成反相器，它的輸出vOD與vO在高、低電平狀態(tài)上完全相同，故可將vOD經(jīng)R2、C組成的積分電路接到施密特觸發(fā)器的輸入端構(gòu)成多諧振蕩器。10.5.4用555接成多諧振蕩器為減輕G工作原理工作原理工作原理+工作原理+如希望q<50%?工作波形振蕩周期與占空比的計算如希望q<50%?工作波形振蕩周期與占空比的計算++《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》教學課件

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房曄《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》教學課件

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第十章脈沖波形的產(chǎn)生和整形10.5555定時器及其應用10.1概述10.2施密特觸發(fā)器10.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器10.4多諧振蕩器第十章脈沖波形的產(chǎn)生和整形10.5555定時器及其知識點的教學要求知識點教學要求熟練掌握正確理解一般了解施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器的特點√門電路施密特觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性及參數(shù)計算√√集成施密特觸發(fā)器工作原理√施密特觸發(fā)器的應用√單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點√門電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（微分型、積分型）的結(jié)構(gòu)、工作原理及參數(shù)計算√√集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的使用√多諧振蕩器對稱式、非對稱式、環(huán)形及施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器的工作原理及參數(shù)計算√√石英晶體多諧振蕩器√知識點的教學要求知識點教學要求熟練正確理解一般施密特施密特觸知識點教學要求熟練掌握正確理解一般了解555定時器及其應用555定時器電路及功能√555定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器電路的工作原理及參數(shù)計算√√555定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路的工作原理及參數(shù)計算√√555定時器構(gòu)成多諧振蕩器電路的工作原理及參數(shù)計算√√續(xù)：知識點的教學要求知識點教學要求熟練正確理解一般555定時器及其應用555定時10.1概述

數(shù)字電路中，為了控制和協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的工作，常常需要時鐘脈沖信號。一、獲得時鐘脈沖的方法1.脈沖波形發(fā)生電路:利用多諧振蕩器直接產(chǎn)生；2.脈沖波形整形電路：通過整形電路變換而成。整形電路又分為兩類：施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。利用已有的周期性變化波形整形而成，但以頻率和幅度都符合要求的電壓信號為前提。10.1概述數(shù)字電路中，為了控制二、表述矩形脈沖特性

的主要指標周期T—周期性重復的脈沖序列中，兩個相鄰脈沖間的時間間隔。頻率f（1/T）—代表單位時間內(nèi)脈沖重復的次數(shù)。二、表述矩形脈沖特性周期T—周期性重復的脈沖序列中，兩個相下降時間tf—脈沖從0.9Vm下降到0.1Vm所需的時間。脈沖幅度Vm—脈沖電壓最大變化的幅值。脈沖寬度tw—從脈沖前沿0.5Vm始，到脈沖后沿0.5Vm止的一

段時間。上升時間tr—脈沖從0.1Vm上升到0.9Vm所需的時間。10.5555定時器及其應用下降時間tf—脈沖從0.9Vm下降到0.1Vm所需的時間10.2施密特觸發(fā)器(SchmittTrigger)施密特觸發(fā)器指的是一種電路結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可能存在于各種邏輯功能的電路中。如：施密特與門、施密特與非門等。

施密特觸發(fā)器是一種重要的脈沖整形電路，它能把變化緩慢的波形變換成矩形脈沖。施密特觸發(fā)器的主要特點：*電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時有正反饋過程，使輸出波形邊沿變得很陡。*輸入信號在上升和下降過程中，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時對應的輸入電平不同。10.2施密特觸發(fā)器(SchmittTrigger)施密特

幾種反相器電壓傳輸特性對比TTLCOMS所以，施密特觸發(fā)器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，還可以將疊加在矩形脈沖高、低電平上的噪聲有效地清除。10.5.2555接成施密特觸發(fā)器即：特性具有滯回性！施密特

幾種反相器電壓傳輸特性對比TTLCOMS所10.2.1用門電路組成的施密特觸發(fā)器

1.用CMOS門電路組成的施密特觸發(fā)器*當vI=0V（vA=0V）時，vO1≈VDD，vO≈0V；*當vI增大時，vA增大，若vA增至VTH附近時，

進入傳輸特性的放大區(qū)，因而：使輸出vO迅速跳變到vO=VOH≈VDDvA↑vO1↓vO↑10.2.1用門電路組成的施密特觸發(fā)器*當vI=0V（vA求vI在上升過程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時對應的輸入電平VT+*當vI是高電平時，vO也為高電平,

vO≈VDD；*當vI減小時，vA減小，若vA減至VTH附近時，進入傳輸特性

的放大區(qū)，因而：vA↓vO1↑vO↓使輸出vO迅速跳變到vO=VOL≈0V求vI在上升過程中電路*當vI是高電平時，求vI在下降過程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時對應的輸入電平VT-求vI在下降過程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時對應的輸入電平VT-因為vO和vI的高、低電平是相同的，故將這種形式的電壓傳輸特性稱為同相輸出的施密特觸發(fā)特性。因為vO和vI的高、低電平是相同R1<R2，否則電路將進入自鎖狀態(tài)，不能正常的工作?若R1>R2，VT+>VDD,VT-為負值，而vI變化范圍在0~VDD之間，即達不到閾值而使電路不能翻轉(zhuǎn)。若以作為輸出端，從電壓傳輸特性看，此時和vI的高、低電平是反相的，故將這種形式的電壓傳輸特性稱為反相輸出的施密特觸發(fā)特性。R1<R2，否則電路將進入自鎖狀態(tài)，不能正常的工作?【10.2.1】在CMOS反相器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器中，要求VT+=7.5V，ΔVT=5V，試求R1、R2和VDD的值?！?0.2.1】在CMOS反相器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器中，要求2.用TTL門電路組成的施密特觸發(fā)器*當vI=0V時，vO1≈VOH，vO≈0V；使輸出vO迅速跳變到vO=VOH*當vI增大時，增大，只有當增至VTH附近時(G1與非門要轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖?，必須它的兩輸入端信號均達到閾值），進入傳輸特性的放大區(qū)，因而：vO1↓vO↑

vI↑2.用TTL門電路組成的施密特觸發(fā)器*當vI=0V時，v求vI在上升過程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時對應的輸入電平VT+求vI在上升過程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時對應的輸入電平VT+*當vI是高電平時，vO也為高電平,

vO=VOH；*當vI減小時，只要減至VTH附近（此時，由于二極管截止，vI將直接控制G1門），進入傳輸特性的放大區(qū)，因而：使輸出vO迅速跳變到vO=VOLvI在下降過程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時對應的輸入電平vI=VT-=VTH

vO1↑vO↓vI↓*當vI是高電平時，vO也為高電平,vO=VOH；*

器件實例帶與非功能的TTL集成施密特7413

10.2.2集成施密特觸發(fā)器附加部分：輸入加“與門”輸出加推拉式輸出級電壓值較高，加入電平移動電路器件實例帶與非功能的TTL集成施密特741施密特電路工作原理：它是通過公共射極電阻R4耦合的兩級正反饋放大器。施密特電路工作原理：它是通過公共射極電阻R4耦合的兩級正第十章脈沖波形的產(chǎn)生和整形課件可見，無論T2由導通變截止還是由截止變導通，都伴有正反饋，使輸出端電壓的上升和下降沿都很陡。由于R2>R3，

T1飽和時的vE必低于T2飽和時的vE

(VE1<VE2

)。T1由截止變導通的輸入VB1+(輸入上升過程中的射極電位由T2提供為VE2）高于T1由導通變截止的輸入VB1-(輸入下降過程中的射極電位由T1提供為VE1），這樣就得到了施密特觸發(fā)特性。

若輸出電壓發(fā)生跳變時對應的輸入電壓為VT+

→VB1+,VT-→VB1-，則VT+>VT-。可見，無論T2由導通變截止還是10.2.3施密特觸發(fā)器的應用一、用于波形變換

二、用于鑒幅

在一串幅度不相等的脈沖信號中，如果要剔除幅度不夠大的脈沖,此時可利用施密特觸發(fā)器將幅度大于VT+的脈沖選出。

由于施密特電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的正反饋作用，可以把邊沿變化比較緩慢的周期性信號變換成邊沿很陡的矩形脈沖信號。10.2.3施密特觸發(fā)器的應用二、用于鑒幅三、用于脈沖整形傳輸線上電容較大時，使波形的上升和下降沿明顯變壞。傳輸線較長且接收端阻抗與傳輸線阻抗不匹配時，在波形的上升和下降沿產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象。其他脈沖信號通過導線間的分布電容或公共電源線疊加到矩形脈沖信號上時，信號將出現(xiàn)附加的噪聲。三、用于脈沖整形傳輸線上電容較大時，使傳輸線特點：①有一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)。②在外界觸發(fā)信號作用下，能從穩(wěn)態(tài)→暫穩(wěn)態(tài)，在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時間tw后自動返回穩(wěn)態(tài)，并在輸出端產(chǎn)生一個寬度為tw的矩形脈沖。③暫穩(wěn)態(tài)維持的時間長短取決于電路內(nèi)部參數(shù)，而與觸發(fā)脈沖的寬度和幅度無關(guān)。可廣泛應用于脈沖整形、延時以及定時電路。10.3.1用門電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一、積分型G1和G2為TTL門1、原理分析10.5.3555定時器接成單穩(wěn)10.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器特點：10.5.3555定時器接成單穩(wěn)10.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)該電路為正脈沖觸發(fā)，另外R阻值不能過大，以保證vO1為低電平時vA在VTH以下。

*穩(wěn)態(tài)下：vI=0（低電平），vO=1（高電平），vA=vO1=1，C上存有電荷。G1、G2均截止*vI↑后，vO1跳變?yōu)榈碗娖?。C上電壓不能突變，使vA仍在VTH以上，G2兩輸入端電壓均高于VTH，使vO=0，電路進入暫穩(wěn)態(tài)，C開始放電。G1、G2均導通*C放電使vA下降，當C放電至vA=VTH后，使vO=1。此時，只要vI

是高電平，vO1就為低電平。C繼續(xù)放電。待vI

↓，vO1重新變成高電平，并向C充電。經(jīng)過恢復時間tre以后，使vA恢復高電平，電路返回穩(wěn)態(tài)。該電路為正脈沖觸發(fā)，另外R*穩(wěn)態(tài)下：vI=0（低電平），v2.性能參數(shù)計算輸出脈寬：恢復時間分辨時間2.性能參數(shù)計算恢復時間二、微分型G1和G2為CMOS門1.原理分析二、微分型

這時，vd雖回到低電平，

vO的高電平仍將維持（因正反饋回路形成）。保證電容C繼續(xù)充電。VDD+vCVOL=0VOH=VDD+-vC與脈沖寬度無關(guān)+-正反饋回路C放電至電壓為0，穩(wěn)態(tài)建立。這時，vd雖回到低電平，VDD+vCVOL=0+VOH=VDD-vC-

+2、性能參數(shù)計算輸出脈寬輸出脈沖寬度（vO=1期間）等于vC=vI2從0充電至VTH的時間。+vC2、性能參數(shù)計算輸出輸出脈沖寬度（vO=1期間）等于*微分型與積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的比較1、積分型比微分型單穩(wěn)抗干擾能力強。

2、積分型單穩(wěn)輸出波形的邊沿比較差（因為電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換中無正反饋作用)。

*微分型與積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的比較1、積分型比微分型單穩(wěn)抗干*微分型與積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的比較否則，暫穩(wěn)態(tài)的結(jié)束將不由RC

放電決定，而是受觸發(fā)脈沖控制，不符合單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作特性。3、積分型單穩(wěn)必須在觸發(fā)脈沖寬度大于輸出脈沖寬度時方能正常工作；微分型單穩(wěn)可用窄脈沖觸發(fā)也可在vd的脈寬大于輸出脈寬時電路仍工作，但輸出脈沖下降沿較差。vO在返回低電平過程中(對應電容充電至閾值后），將不伴隨有正反饋過程的發(fā)生。因為此時G1門受vI控制而關(guān)閉，導致正反饋無法形成。*微分型與積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的比較否則，暫穩(wěn)態(tài)的結(jié)束將不由三、施密特觸發(fā)器構(gòu)成的單穩(wěn)圖為用CMOS集成施密特觸發(fā)器組成的單穩(wěn)，電路利用輸入脈沖的上升沿觸發(fā)。三、施密特觸發(fā)器構(gòu)成的單穩(wěn)圖為用CMOS集成施10.3.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)與工作原理(TTL集成單穩(wěn)74121)微分型單穩(wěn)控制附加電路輸出緩沖電路外接RC外接C觸發(fā)輸入端10.3.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器微分型單穩(wěn)控制附加電路輸出緩沖74121功能表

74121功能表

74121功能表邏輯功能表說明不可觸發(fā)，保持穩(wěn)態(tài)不變。A1、A2中有一個或兩個為低電平，在B端輸入上升沿時電路被觸發(fā)。三輸入端中有一個或兩個為高電平（保證B=1），輸入端有一個或兩個下降沿時電路被觸發(fā)。74121功能表邏輯功能表說明不可觸發(fā)，保持穩(wěn)態(tài)不變。A1可重復觸發(fā)？不可重復觸發(fā)？使用外接電阻Rext

和電容Cext使用內(nèi)部電阻Rint和外接電容Cext

可重復觸發(fā)？使用外接電阻Rext和電容Cext使用內(nèi)部電阻單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作波形74121屬于不可重復觸發(fā)型的單穩(wěn)在暫穩(wěn)態(tài)未結(jié)束時，由于vO1此時仍處于低電平，若再觸發(fā)vO1還是低電平，故不可能影響暫穩(wěn)態(tài)的進程，電容C將繼續(xù)充電，直至vI2達到閾值，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，電路才可能接受下一個觸發(fā)脈沖。？單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作波形74121屬于在暫穩(wěn)態(tài)未？10.3.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應用（以下實例對應555定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）一、用于脈沖整形

利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在觸發(fā)信號作用下由穩(wěn)態(tài)進入暫穩(wěn)態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)一定時間后自動返回穩(wěn)態(tài)的特點，可將單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用于脈沖整形、定時、延時等場合。如圖所示例子中，將波形不規(guī)則的vI加到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路的輸入端，可在輸出端得到一個規(guī)則的脈沖信號vo，輸出脈沖寬度即為暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時間，主要取決于充、放電元件R和C。10.3.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應用一、用于脈沖整形利用單穩(wěn)態(tài)二、用于定時利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器脈沖寬度取決于電路元件R和C，且輸出脈沖寬度一定的特點，可以實現(xiàn)電路定時。如圖所示是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成的定時電路和其相應的工作波形。vC是與門G開通與否的控制信號。當vC開通，信號vB通過與門G輸入；當vC為低電平時，與門G關(guān)閉，vB不能輸出。通過計算在tw時間內(nèi)與門輸出脈沖的個數(shù)可得到定時時間。二、用于定時利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器脈沖寬度取決于電路元件R和C，且三、用于脈沖延時在數(shù)字系統(tǒng)中，有時要求將某個脈沖寬度為t0的信號延遲一段時間t1后再輸出。利用兩個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以很方便的實現(xiàn)這種脈沖延時，其電路圖和波形圖如圖所示。從波形可以看出，第二級單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出信號vB的下降沿相對輸入信號vI的上升沿延遲了tw1時間。圖中t1=tw1≈1.1R1C1

t0=tw2≈1.1R2C2

三、用于脈沖延時在數(shù)字系統(tǒng)中，有時要求將某個脈沖寬度為t0的10.4多諧振蕩器（自激振蕩，不需要外加觸發(fā)信號）10.4.1對稱式多諧振蕩器一、工作原理（TTL）(1)靜態(tài)（未振蕩）為產(chǎn)生自激振蕩，電路不能有穩(wěn)定狀態(tài)，即在靜態(tài)時應該是不穩(wěn)定的。工作位置對74系列的門電路而言，RF1的阻值在0.5～1.9kΩ之間10.4多諧振蕩器（自激振蕩，不需要外加觸發(fā)信號）工作位置電路進入第一個暫穩(wěn)態(tài)，C1開始充電，C2開始放電。C1充電，使vI2上升；C2放電，使vI1

(=VOH+vC2)下降。X+++C1充電C2放電+使vO1迅速跳變?yōu)榈碗娖剑鴙O2迅速跳變?yōu)楦唠娖?。G1導通,G2截止；電路進入第一個暫穩(wěn)態(tài)，C1充電，使vI2上升；C2放電，使vC2充電C1放電使vO1迅速跳變?yōu)楦唠娖剑鴙O2迅速跳變?yōu)榈碗娖?。G2導通,G1截止；電路進入第二個暫穩(wěn)態(tài)，C1開始放電，C2開始充電。C2充電，使vI1上升；C1放電，使vI2

(=VOH+vC1)下降。++++C2充電C1放電使vO1迅速跳變?yōu)楦唠娖剑娐愤M入第二個暫穩(wěn)三、振蕩頻率計算二、電壓波形受輸入端反向鉗位二極管的影響，vI1或vI2在產(chǎn)生負跳變時，只能下跳至輸入端負的鉗位電壓VIK。設(shè)VOL≈0，vC1≈vI2，所以vC1(0)=VIK，vC1(∞)=VE1，轉(zhuǎn)換電壓VTH。三、振蕩頻率計算二、電壓波形受輸入端反向鉗位如果G1、G2為74LS系列反相器，取VOH=3.4V，VIK=-1V，VTH=1.1V，且RF<<R1，有VE≈VOH，RE≈RF。則上式可化簡為:10.4.2非對稱式多諧振蕩器對稱式多諧振蕩器還可進一步簡化。只要靜態(tài)時G1工作在電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)，G2即可得到一個介于高、低電平之間的靜態(tài)偏置電壓，從而使G2的靜態(tài)工作點也處于電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)。因此，可以把C1和RF2去掉。如果G1、G2為74LS系列反相器，取VOH=3.利用閉合回路的延時負反饋產(chǎn)生自激振蕩

一、最簡單的環(huán)形振蕩器（將奇數(shù)個反相器首尾相接構(gòu)成）10.4.3環(huán)形振蕩器電路無穩(wěn)定狀態(tài)，因為靜態(tài)下任何一個反相器的輸入、輸出都不可能穩(wěn)定在高電平或低電平，而只能處于高、低電平之間，即處于放大狀態(tài)。利用閉合回路的延時負反饋產(chǎn)生自激振蕩

一、環(huán)形振蕩器的工作波形門電路傳輸延遲時間極短，要獲得振蕩頻率稍低一些的脈沖信號很困難，且頻率不易調(diào)節(jié)?？梢?，將任何大于、等于3的奇數(shù)個反相器首尾相接構(gòu)成環(huán)形電路，都能產(chǎn)生自激振蕩，而且振蕩周期為T=2ntpd環(huán)形振蕩器的工作波形門電路傳輸延可10.4.4用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器利用施密特觸發(fā)器電壓傳輸特性的滯回性，使電路的輸入電壓在VT+與VT-之間往復變化，則在輸出端即可得到矩形脈沖。vC=01+vC=VT+0vC=VT-110.4.4用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器利實現(xiàn)輸出脈沖的占空比可調(diào)電路充電放電實現(xiàn)輸出脈沖的占空比可調(diào)電路充電放電

在上述多諧振蕩電路中，由于決定振蕩頻率的主要因素是電路的定時元件RC以及門電路的閾值電壓VTH。而它們都受如下因素的影響，使頻率穩(wěn)定性只有約10-3或更差。門電路組成的多諧振蕩器的特點：

因此，在對頻率穩(wěn)定性要求比較高的場合，普遍采用石英晶體振蕩器。第一，門電路的閾值電壓VTH本身就不夠穩(wěn)定，易受電源電壓和溫度變化的影響；第二，這些電路的工作方式易受干擾，造成電路轉(zhuǎn)換時間的提前或滯后；第三，在電路狀態(tài)臨近轉(zhuǎn)換時，電容的充、放電已經(jīng)比較緩慢，此時轉(zhuǎn)換電平的微小變化或輕微的干擾都會嚴重影響振蕩周期。10.4.5石英晶體多諧振蕩器在上述多諧振蕩電路中，由于決定振蕩頻率的主要１９２２年美國卡第提出用石英壓電效應調(diào)制電磁振蕩的頻率。巴黎廣播電臺首先用嚴濟慈制作的石英振蕩片實現(xiàn)了無線電播音中的穩(wěn)頻，隨后各國相繼采用，使無線廣播振蕩電磁回路穩(wěn)頻成為壓電晶體的最重要應用之一。

１９２２年石英晶體的基本特性▲石英晶體振蕩器是將切成薄片的石英晶體置于兩平板之間構(gòu)成的?！⒕w振蕩器的頻率穩(wěn)定度能達到10-5~10-8。高質(zhì)量石英晶體振蕩器(其晶片置于恒溫盒內(nèi))，頻率穩(wěn)定度可達10-11?！⒕w多諧振蕩器的振蕩頻率取決于石英晶體的固有諧振頻率f0，而與外接電阻、電容無關(guān)。固有諧振頻率由石英晶體的結(jié)晶方向和外形尺寸決定。所以，頻