《数字逻辑电路》课程教学资源（PPT课件）第6章 脉冲波形的产生和整形

第6章1 脉冲波形的产生和整形 包●6.1概述 ☑6.2 施密特触发器 □06.3 单稳态触发器 ●6.4 多谐振荡器 □●6.5 555定时器及其应用 2006年 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组

2006年 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组 1 第6章 脉冲波形的产生和整形 ⚫ 6.1 概述 ⚫ 6.2 施密特触发器 ⚫ 6.3 单稳态触发器 ⚫ 6.4 多谐振荡器 ⚫ 6.5 555定时器及其应用

6.1概述 返回 脉冲信号：指突然变化的电压或电流。 脉冲电路的研究重点：波形分析。 数字电路的研究重点：逻辑功能。 获得脉冲波形的方法主要有两种： 1.利用脉冲振荡电路产生； 2.是通过整形电路对已有的波形进行整形、变 换，使之符合系统的要求。 2006年 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组

2006年 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组 2 脉冲信号：指突然变化的电压或电流。 脉冲电路的研究重点：波形分析。 数字电路的研究重点：逻辑功能。 获得脉冲波形的方法主要有两种： 1．利用脉冲振荡电路产生； 2．是通过整形电路对已有的波形进行整形、变 换，使之符合系统的要求。 返回 6.1 概述

返回 以下主要讨论几种常用脉冲波形的产生与变换 电路：（功能、特点及其主要应用简介） 1.施密特触发器：主要用以将非矩形脉冲变 换成上升沿和下降沿都很陡峭的矩形脉冲； 2.单稳态触发器：主要用以将脉冲宽度不符 合要求的脉冲变换成脉冲宽度符合要求的矩形脉冲： 3.多谐振荡器：产生矩形脉冲； 4. 555定时器。 2006年 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组

2006年 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组 3 以下主要讨论几种常用脉冲波形的产生与变换 电路：（功能、特点及其主要应用简介） 1. 施密特触发器：主要用以将非矩形脉冲变 换成上升沿和下降沿都很陡峭的矩形脉冲； 2. 单稳态触发器：主要用以将脉冲宽度不符 合要求的脉冲变换成脉冲宽度符合要求的矩形脉冲； 3. 多谐振荡器：产生矩形脉冲； 4. 555定时器。 返回

常用脉冲波形及参数 返回 脉冲波形是指突变的电流和电压的波形。 矩形波 尖峰波 锯齿波 梯形波 阶梯波 图6-1常见的脉冲波形图 2006年 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组

2006年 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组 4 常用脉冲波形及参数 脉冲波形是指突变的电流和电压的波形。 图6-1 常见的脉冲波形图 返回

返回 周期性矩形波的周 期用T表示，有时也用频 0.9Vm 率f表示(f=1/T)。 矩形波的另外几个 0.5Vm 主要参数： 0.1Vm (1) 脉冲幅度Vm (2)》 脉冲宽度、 图6-3矩形波的主要参数 (3) 上升时间1， (4) 下降时间 (5) 占空比q=tm/T。通常q用百分比表示，如果 q=50%,则称为对称方波。 2006年 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组

2006年 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组 5 图6-3 矩形波的主要参数 周期性矩形波的周 期用T表示，有时也用频 率f表示（f =1/ T）。 矩形波的另外几个 主要参数： （1）脉冲幅度Vm （2）脉冲宽度tw （3）上升时间t r （4）下降时间t f （5）占空比q =t w /T 。通常q用百分比表示，如果 q =50%，则称为对称方波。 返回

6.2施密特触发器 返回 主要用途：把变化缓慢的信号波形变换为边沿 陡峭的矩形波。 特点： (1)电路有两种稳定状态。两种稳定状态的维持 和转换完全取决于外加触发信号。触发方式：电平 触发。 (2)电压传输特性特殊，电路有两个转换电平 (上限触发转换电平V和下限触发转换电平V,) (3)状态翻转时有正反馈过程，从而输出边沿陡 峭的矩形脉冲。 2006年 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组

2006年 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组 6 主要用途：把变化缓慢的信号波形变换为边沿 陡峭的矩形波。 特点： ⑴电路有两种稳定状态。两种稳定状态的维持 和转换完全取决于外加触发信号。触发方式：电平 触发。 ⑵电压传输特性特殊，电路有两个转换电平 （上限触发转换电平VT+和下限触发转换电平VT_）。 ⑶状态翻转时有正反馈过程，从而输出边沿陡 峭的矩形脉冲。 返回 6.2 施密特触发器

6.2.1用门电路构成的施密特触发器 返回 1. 电路组成 两个CMOS反相器，两个分压电阻(R<R2)。 R 0 vo (a) (b) 图6-7用集成门电路构成的施密特触发器 (a)电路 (b)逻辑符号 2006年 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组

2006年 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组 7 1. 电路组成 两个CMOS反相器，两个分压电阻（R1<R2）。 图6-7 用集成门电路构成的施密特触发器 （a） 电路 （b）逻辑符号 返回 6.2.1 用门电路构成的施密特触发器

2.工作原理 返回 (1)工作过程 设CMOS反相器的阈值电压VTH-VDD/2,输入 信号u为三角波。 R2 R 1+R2 I+R+R2 uo uo W1 G, 0 2006年 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组

2006年 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组 8 2. 工作原理 （1）工作过程 设CMOS反相器的阈值电压VTH=VDD/2，输入 信号uI为三角波。 返回

返回 R G G 当u=0V时，G输出VomG2输出Vo 即 4o=OV。只要满足41<Vm,电路就会处于这种状 态（第一稳态) 。 当u上升，使得41=V时，电路会产生如下正 反馈过程： 1↑→uo1↓→uo 2006年 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组

2006年 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组 9 当uI=0V时， G1输出VOH、G2输出VOL，即 uO=0V。只要满足uI1＜VTH，电路就会处于这种状 态（第一稳态）。 当uI上升，使得uI1 =VTH时，电路会产生如下正 反馈过程： 返回

返回 电路会迅速转换为G,输出VoL、G2输出为Vou 即uo=VpD的状态（第二稳态)。此时的u,值称为施 密特触发器的上限触发转换电平U4。显然，u继续 上升，电路的状态不会改变。 2006年 新疆大学信息科学与工程学院 10 《数字电路》课题组

2006年 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组 10 电路会迅速转换为G1输出VOL 、G2输出为VOH， 即uO=VDD的状态（第二稳态）。此时的uI值称为施 密特触发器的上限触发转换电平UT+。显然，uI继续 上升，电路的状态不会改变。 返回