《电子技术基础》课程PPT教学课件（数字部分）08 脉冲波形及变换

脉冲波形的变换与产生8月8.1单稳态触发器8.2施密特触发器8.3多器谐振荡8.4555定时器及其应用人

8.1 单稳态触发器 8.2 施密特触发器 8.3 多器谐振荡 8.4 555定时器及其应用 8 脉冲波形的变换与产生

教学基本要求1、正确理解多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器的电路组成及工作原理。2、掌握555定时器的工作原理。3、掌握由555定时器组成的多谐、单稳、施密特触发器的电路、工作原理及外接参数及电路指标的计算

3、掌握由555定时器组成的多谐、单稳、施密特触 发器的电路、工作原理及外接参数及电路指标的计 算。 1、正确理解多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触 发器的电路组成及工作原理。 2、掌握555定时器的工作原理。 教学基本要求

8.1单稳态触发器单稳态触发器的工作特点：电路在没有触发信号作用时处于一种稳定状态。在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态③由于电路中RC延时环节的作用，暂稳态不能长保持经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间仅取与RC参数值有关

① 电路在没有触发信号作用时处于一种稳定状态。 单稳态触发器的工作特点： ② 在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态; ③ 由于电路中RC延时环节的作用，暂稳态不能长保持, 经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳态的持 续时间仅取与RC参数值有关。 8.1单稳态触发器

单稳态触发器的分类门电路组成的单稳态触发器按电路形式不同MSI集成单稳态触发器用555定时器组成的单稳态触发器不可重复触发单稳态触发器工作特点划分可重复触发单稳态触发器

门电路组成的单稳态触发器 MSI集成单稳态触发器 不可重复触发单稳态触发器 可重复触发单稳态触发器 用555定时器组成的单稳态触发器 按电路形式不同 单稳态触发器的分类 工作特点划分

用CMOS门电路组成的微分型单稳态触发器8.1.11.电路CMOS或非门构成的微分型CMOS与非门构成的微分型单稳态触发器单稳态触发器稳态为1稳态为0VolVooVol≥1&1G2GI1GIG2CDD非A-U12U12鼎Ud++9tdvcRUcRRdRd1VDD负脉冲触发正脉冲触发A公

8.1.1 用CMOS门电路组成的微分型单稳态触发器 1. 电路 CMOS与非门构成的微分型 单稳态触发器 CMOS或非门构成的微分型 单稳态触发器 稳态为1 负脉冲触发 稳态为0 正脉冲触发   R vO & G2 C D vI2 vC 1 Rd vI Cd G1 vd vO 1   1 vO1 vO G G2 1 C D R VDD vI vI2 vC 1 Rd Cd vd

工作原理：VDD设定CMOS反相器的阈值电压VTH~2a)没有触发信号时，Ur-0①0Vo001电路处于一种稳态：?≥1GiG2U-00.-00D1O"-l012UdXUcRRdVDDA人>f

电路处于一种稳态：   1 vO1 vO G G2 1 C D R VDD vI vI2 vC 1 Rd Cd vd 0 0 1 1 0 o =0 c =0 a)没有触发信号时，I=0 设定CMOS反相器的阈值电压 2 TH VDD V  工作原理：

Uatb）外加触发信号U=VTH产生如下正反馈过程U10010i1VollU1201alUo1=0 U.-1迅速使0volt电容充电电路进入暂稳态U2t0O0UVolU12t≥1VDDGG2VTHDCd0U012tHHUdVol十UcRRd0XXtaVDDA人3

b)外加触发信号 d d =VTH 迅速使 o1 = 0 o =1 vI0 t vd0vO t 1vO vI20 ttt 0 VTH VDD t1 t2 0 电路进入暂稳态 电容充电 I2 0 1   1 vO1 vO G G2 1 C D RVDD vI vI2 vC 1 Rd Cd vd 产生如下正反馈过程： vI vO1 vO  vI2 

U2-V产生如下正反馈过程c)电容充电，U12U2-U101010t迅速使U1-1U。-0Val电容放电U.-00Vot电路由暂稳态自动返回到稳态1010U1210o1Vo.VDD≥1GIVTHG20Cd2TU1Vol012mHFUd+UcRRd0DDA

c)电容充电, 电路由暂稳态自动返回到稳态   1 vO1 vO G G2 1 C D R VDD vI vI2 vC 1 Rd Cd vd 1 0 I2 I2 =VTH产生如下正反馈过程： vI2 vO vO1 迅速使 o1 = 1 o =0 电容放电 c =0  vo2 vO1 vR  vI 0 t vd 0 vO t 1 vO vI2 0 t t t 0 VTH VDD t1 t2 0 tw

3、主要参数的计算U1）输出脉冲宽度)-0c708DC0=RCIntwtOaUc(00)-VTH0c(0+)=0; Uc(0)-VDDtUdT=RC,VT=VDD/2VDD-00tw-RClnU12tVDD-VTH=RCln2VDDVTH0tw-0.7RCtVol(2)恢复时间tret=(3~5)W0tit.1(3）最高工作频率fmaxfmaxT++tminreA

tw≈0.7RC （1） 输出脉冲宽度tw (2) 恢复时间tre (3) 最高工作频率 fmax 3、 主要参数的计算 v O1vI vO vI200 tttt tW 0 VTH VDD t1 t2 vd0 t 0 TH0 ( ) V ( ) ( ) t CC C         ln W RC vC(0+) = 0；vC() =VDD  =RC, VTH = VDD /2 DD TH DD w 0 V V V t RC ln   = RCln2 w re 1 1 T t t f min max    t  (3  5)

4.讨论a)在暂稳态结束(t-t)瞬间，门G,的输入电压un达到Vpp+Vrm可能损坏G门，怎么办？VoVo1Vo.121VDOr1VRaVDDA

4. 讨论 a)在暂稳态结束(t= t 2)瞬间，门G2的输入电压I2达到VDD+VTH， 可能损坏G2门，怎么办？ vO1 G1 ≥1 1 G2 C vI R VDD vO Cd Rd vO ≥1 G3 VD