南京工程学院：《数字电子技术》课程教学课件（PPT电子教案）第5章 脉冲信号的产生与整形

皿痛嘯函林m"Mcm脉冲信号的产生与整形 第5章脉冲信号的 产生与整形 概,述 o555定时器及其应用 本章小结 EXIT

EXIT 脉冲信号的产生与整形 第 5 章 脉冲信号的 产生与整形 概 述 555 定时器及其应用 本章小结

皿痛嘯函林m"Mcm脉冲信号的产生与整形 51概述 主要要求: 演口了解脉冲信号产生与整形的方法。 術口了解多谐振荡器的常用电路及其工作原理 了解施密特触发器和单稳态触发器的逻辑 功能、工作特点和典型应用。 EXIT

EXIT 脉冲信号的产生与整形 主要要求： 了解脉冲信号产生与整形的方法。 了解多谐振荡器的常用电路及其工作原理。 5.1 概 述 了解施密特触发器和单稳态触发器的逻辑 功能、工作特点和典型应用

m痛嘯楠术m"Mmcm脉冲信号的产生与整形 、脉冲信号产生与整形的方法 获取脉冲信∫用多诸振荡器直接产生 号的方法 用整形电路对已有波形进行整形、变换。 施密特触发器 主要用以将缓慢变化或快速变化的 非矩形脉冲变换成陡峭的矩形脉冲。 单稳态触发器 主要用以将宽度不符合要求的脉 冲变换成符合要求的矩形脉冲。 文稿 用门电路构成。 脉冲信号产生与 整形电路的实现)用专用的集成电路。 用555定时器构成。 是一种多用途集成电路,只要外接少量阻容 元件就可构成施密特触发器、单稳态触发器和多 谐振荡器等,使用方便、灵活,应用广泛。<Em

EXIT 脉冲信号的产生与整形 常用的有施密特触发器和单稳态触发器。 一、脉冲信号产生与整形的方法 获取脉冲信 号的方法 脉冲信号产生与 整形电路的实现 是一种多用途集成电路，只要外接少量阻容 元件就可构成施密特触发器、单稳态触发器和多 谐振荡器等，使用方便、灵活，应用广泛。 用多谐振荡器直接产生。 用整形电路对已有波形进行整形、变换。 施密特触发器 主要用以将缓慢变化或快速变化的 非矩形脉冲变换成陡峭的矩形脉冲。 单稳态触发器 主要用以将宽度不符合要求的脉 冲变换成符合要求的矩形脉冲。 用门电路构成。 用专用的集成电路。 用555 定时器构成

m痛嘯林 l Digital Circui 脉冲信号的产生与整形 二、施密特触发器- Schmitt Trigger (一)施密特触发器的特性和符号 L OH OL UT- UT+ 具有施密特特 性的与非门符号 负向阈值电压正向阈值电压 回差电压△Un=Um+-U7r (1)允许输入信号为缓慢变化的信号。 施密特触发(2)有两个阅值电压 (3)有两个稳态。 EXIT

EXIT 脉冲信号的产生与整形 UOL UOH 二、施密特触发器 (一)施密特触发器的特性和符号 回差电压 UT = UT+ - UT- 施密特触发 器工作特点 (1)允许输入信号为缓慢变化的信号。 (2)有两个阈值电压。 (3)有两个稳态。 UT+ O uO UT uI - 负向阈值电压 正向阈值电压 当 uI 从小增大时， 经过 UT+ 处才能使输 出发生跃变。 当uI从大减小 时，经过UT-处才能 使输出发生跃变。 Schmitt Trigger UOL UOH UT+ O uO UT uI - uI uO 具有施密特特 性的与非门符号

m痛嘯林 l Digital Circui 脉冲信号的产生与整形 (二)施密特触发器应用举例 波形变换 将三角波、正弦波和其它 不规则信号变换成矩形脉冲 n1>UT+后,lo=Uo, T+ 只有当u下降到经过U 时,o才会发生跃变。 u n1U后,ao=Uom只 有当u上升到经过U1时, OH uo才会发生跃变。 EXIT

EXIT 脉冲信号的产生与整形 O uI t uO UT+ UT￾O t (二)施密特触发器应用举例 波形变换 将三角波、正弦波和其它 不规则信号变换成矩形脉冲。 UOH UOL uI > UT+ 后，uO = UOL, 只有当 uI下降到经过 UT- 时，uO 才会发生跃变。 uI < UT-后，uO = UOH只 有当uI 上升到经过UT+时， uO 才会发生跃变

皿痛嘯函林m"Mcm脉冲信号的产生与整形 ●脉冲整形 将受到干扰的或不符合边沿要求 的信号整形成较好的矩形脉冲 T+ T EXIT

EXIT 脉冲信号的产生与整形 脉冲整形 将受到干扰的或不符合边沿要求 的信号整形成较好的矩形脉冲。 O uI t O uO t UT+ UT-

皿痛嘯函林m"Mcm脉冲信号的产生与整形 脉冲幅度鉴别 T+ 鉴别并取出幅度 大于U的脉冲。 oH EXIT

EXIT 脉冲信号的产生与整形 O uI t uO UT+ UT￾O t 脉冲幅度鉴别 鉴别并取出幅度 大于 UT+ 的脉冲。 UOL UOH

皿痛嘯函林m"Mcm脉冲信号的产生与整形 三、多谐振荡器 Astable Multivibrator (一)多谐振荡器的工作特点和符号 工作特点()不需输入信号; (2)无稳定状态,只有两个暂稳态。 通过电容的充电和放电,使两个暂稳态相互交替, 从而产生自激振荡,输出周期性的矩形脉冲信号。 u EXIT

EXIT 脉冲信号的产生与整形 即距形脉冲产生电路，由于距形脉冲中 含有丰富的谐波分量 (1)不需输入信号。 ，故常称多谐振荡器。 (2)无稳定状态，只有两个暂稳态。 三、多谐振荡器 (一)多谐振荡器的工作特点和符号 通过电容的充电和放电，使两个暂稳态相互交替， 从而产生自激振荡，输出周期性的矩形脉冲信号。 G uO 工作特点 Astable Multivibrator

m痛嘯林 l Digital Circui 脉油信易的高数 (二)对称多谐振荡器 工作波形 02 合理取值,使G1、G2门工 OH 作在电压传输特性的转折区,使 两个反相器都下作于放大状态。 2 输出波形 R F1 R F2 TH G 2 t u O1 I OH C2形成正反馈回路O u 通过RC电路的充放电作用自 动控制mn"2波形的变化,从而Um 控制G1、G2门交替开通和关闭 使电路输出周期性的矩形脉冲。 KDEXIT

EXIT 脉冲信号的产生与整形 (二)对称多谐振荡器 uI1 C1 G1 uO1 uI2 uO uO2 C2 G2 RF1 RF2 形成正反馈回路 工作波形 O uO2 t O uO1 t UOH UOL UOH UOL uI2 UTH O t UTH uI1 O t 输出波形 合理取值，使G1、G2 门工 作在电压传输特性的转折区，使 两个反相器都工作于放大状态。 通过RC 电路的充放电作用自 动控制uI1、uI2 波形的变化，从而 控制G1、G2 门交替开通和关闭， 使电路输出周期性的矩形脉冲

m痛嘯林 l Digital Circui 脉油信易的高数 二)对称多诸振荡器 工作波形 02 OH F2 L 2 or12 02 TH t 2 u O1 振荡周期的估算 OH 取 F1 Rma=Rr, c F2 F Um=1.4V,Uo=3.6V, u OL 0.3V 则可输出占空比50%的矩形波。Um T=2tu≈1.4RC 脉冲宽度 KDEXIT

EXIT 脉冲信号的产生与整形 (二)对称多谐振荡器 uI1 C1 G1 uO1 uI2 uO uO2 C2 G2 RF1 RF2 振荡周期的估算 取 RF1 = RF2 = RF，C1 = C2 = C， UTH = 1.4 V，UOH = 3.6 V， UOL = 0.3 V 则可输出占空比50% 的矩形波。 T = 2tW 1.4 RFC 脉冲宽度 工作波形 O uO2 t O uO1 t UOH UOL UOH UOL uI2 UTH O t UTH uI1 O t