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

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