大连海事大学：《电子线路》第20章 脉冲波形的产生与变换

第20章脉冲波形的产生与变换 20.1施密特触发器 20.2单稳态触发器 203多诸振荡器 204集成555定时器

第20章 脉冲波形的产生与变换 20.4 集成555定时器 20.1 施密特触发器 20.2 单稳态触发器 20.3 多谐振荡器

20.1施密特触发器 施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电 路,它在性能上有两个重要特点: 第一,输入信号从低电平上升的过程中,电路输出状态 转换时对应的输入电平,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; 第二,在电路状态转换时,通过电路内部的正反馈使输 出电压波形的边沿变得很陡 利用这两个特点,不仅能将边沿变化缓慢的信号波形整 形为边沿陡峭的矩形波,而且可以将叠加在矩形脉冲高、 低电平的噪声有效地清除

20.1 施密特触发器 施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电 路，它在性能上有两个重要特点： 第一，输入信号从低电平上升的过程中，电路输出状态 转换时对应的输入电平，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； 第二，在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈使输 出电压波形的边沿变得很陡。 利用这两个特点，不仅能将边沿变化缓慢的信号波形整 形为边沿陡峭的矩形波，而且可以将叠加在矩形脉冲高、 低电平的噪声有效地清除

20.1.1用CMOS门电路组成的施密特触发器 R R O (a)电路 (b)图形符号 用CMOS反相器构成的施密特触发器 1.当u=0时,门G1截止,输出高电平,G2导通,输出低电 平,G1,G2接成正反馈,电路进入第一稳态,4=Uo~0;

20.1.1 用CMOS门电路组成的施密特触发器 用CMOS反相器构成的施密特触发器 1.当uI=0时，门G1截止，输出高电平，G2导通，输出低电 平，G1，G2接成正反馈，电路进入第一稳态，uO =UOL≈0；

2当u4逐渐升高时,也逐渐上升,但只要其小于CMOS门 电路的阈值电压Um,电路就保持在第一稳态,当上升到等 于Um时,由于G1进入电压传输特性的转折区(放大区), 所以的增加将引发如下的正反馈过程: II t u1↑+→1↑→u01(un2)↓→l0↑-x 在此正反馈的作用下,门电路的 状态发生翻转,G1导通,输出 低电平;G2截止,输出高电平, 电路进入第二稳态,只要满足大 t 于CMOS门电路的阈值电压的条 件,电路就保持在第二稳态, lo-OOHVDD

2.当uI逐渐升高时，也逐渐上升，但只要其小于CMOS门 电路的阈值电压UTH，电路就保持在第一稳态，当上升到等 于UTH时，由于G1进入电压传输特性的转折区（放大区）， 所以的增加将引发如下的正反馈过程： 在此正反馈的作用下，门电路的 状态发生翻转，G1导通，输出 低电平；G2截止，输出高电平， 电路进入第二稳态，只要满足大 于CMOS门电路的阈值电压的条 件，电路就保持在第二稳态， uO =UOH =VDD

当u1从高电平逐渐下降,并使=Um时,在电路中会引发又一 次正反馈过程: uy→u1y→uo(ua2)↑→loy 在此正反馈的作用下,电路重新进入G1截止、G2导通的 状态,电路输出为低电平,再次翻转到第一稳态, U7o=0

当uI从高电平逐渐下降，并使=UTH时，在电路中会引发又一 次正反馈过程： 在此正反馈的作用下，电路重新进入G1截止、G2导通的 状态，电路输出为低电平，再次翻转到第一稳态， uO=UOL=0

电路由第一稳态转到第二稳态时的输入触发信号称为正 向阈值电平,用UT+ R1 T 1+|7 R 电路由第二稳态翻转到第一稳态时的输入触发信号称为负 向阈值电压,用U表示根据电路可以得到 R T R 将U与U之差定义为回差电压△, R AUTUT+-UT-2DUTH

电路由第一稳态转到第二稳态时的输入触发信号称为正 向阈值电平，用UT＋ TH 2 1 T 1 U R R U         + = + 电路由第二稳态翻转到第一稳态时的输入触发信号称为负 向阈值电压，用UT−表示。根据电路可以得到 TH 2 1 T 1 U R R U         − = − 将UT+与UT−之差定义为回差电压UT， UT=UT+−UT− TH 2 1 2 U R R U = T =UT+−UT−

R R DD T T+DD (a)同相输出 (b)反相输出 施密特触发器的电压传输特性

施密特触发器的电压传输特性

20.1.2集成施密特触发器 (1) D (3) (2) 1A1 (4) (6) 1B 4B (5) 4A (9) 2A 4Y 2B 3B (10) 2Y 3A (12) (11) GND-7 (13) 带与非功能的TIL集成施密特触发器74LS132

表 2 0 - 1 7 4 L S 1 3 2 功 能 表 20.1.2 集成施密特触发器 带与非功能的TTL集成施密特触发器74LS132

20.13施密特触发器的应用 1.用于波形变换 将输入信号的正弦波,转换成为符合TTL系统要求的脉冲波形。 正弦波振荡器 ZI UrH 用施密特触发器实现波形变换

20.1.3 施密特触发器的应用 1. 用于波形变换 将输入信号的正弦波，转换成为符合TTL系统要求的脉冲波形。 正弦波振荡器 1 VO 用施密特触发器实现波形变换

2.用作整形电路把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。 输入 T+ U T 输出

2. 用作整形电路——把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。 输出 输入 UT+ UT-