宁夏师范学院：《数字电路》课程教学资源（PPT课件）第七章 脉冲产生器（脉冲产生与整形电路）

第七章脉冲产生和整形电路 本章的重点： 1.施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器典型电路 的工作原理，以及电路参数和性能的定性关系； 2.555定时器的应用； 3.脉冲电路的分析方法。 本章的难点： 分析脉冲电路时使用的是分析非线性电路过渡过程的方 法，而且在分析电路时必须考虑集成电路在不同工作状态 下输入端和输出端的等效电路。因此，脉冲电路的分析方 法是本章的难点

第七章 脉冲产生和整形电路 本章的重点： 1.施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器典型电路 的工作原理，以及电路参数和性能的定性关系； 2．555定时器的应用； 3．脉冲电路的分析方法。 本章的难点： 分析脉冲电路时使用的是分析非线性电路过渡过程的方 法，而且在分析电路时必须考虑集成电路在不同工作状态 下输入端和输出端的等效电路。因此，脉冲电路的分析方 法是本章的难点

7.1概述 0.9Um 0.5Um Um 0.1Um Tw T 描述矩形脉冲特性的指标

描述矩形脉冲特性的指标 tr tf TW T 0.9Um 0.5Um 0.1Um Um 7.1 概述

上升时间r 下降时间 占空比： 0.9Vm q=tw /T 0.5Vm 0.1Vm 脉冲幅度 Vm 脉冲宽度 tw 脉冲周期T

脉冲周期T 脉冲幅度 Vm 脉冲宽度 W t 上升时间tr 下降时间 tf 占空比： q = t W /T

本章只讨论矩形脉冲。 矩形脉冲的主要参数： 脉冲周期T; 脉冲频率：f=1T 脉冲幅度VM; 脉冲宽度tW; 上升时间tr; 下降时间f; 占空比q: q=tw/T 本章讨论三种脉冲电路：施密特触发器；单稳态发器；多谐 振荡器。 每种电路都有三种构成方式：集成；用门电路构成；用555电 路构成

本章只讨论矩形脉冲。 矩形脉冲的主要参数： 脉冲周期T； 脉冲频率： 脉冲幅度VM； 脉冲宽度tW； 上升时间tr； 下降时间tf； 本章讨论三种脉冲电路：施密特触发器；单稳态触发器；多谐 振荡器。 每种电路都有三种构成方式：集成；用门电路构成；用555电 路构成。 f = 1/T 占空比q： q=tw /T

7.2 施密特触发器 施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适合于数 字电路需要的矩形脉冲的电路。 R & 1.4 0.7 uo & (a) 电路 (b) 工作波形 (1)4,=0时，R=1,S=0,4为高电平，这是第一种稳态

7.2 施密特触发器 施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适合于数 字电路需要的矩形脉冲的电路。 1 & & D ui uo R S (a) 电路 (b) 工作波形 uo ui (V) UT+ UT－ t t 0 0 1.4 0.7 G1 G2 G3 （1）ui ＝0 时，R ＝1，S ＝0，uo为高电平，这是第一种稳态。 0 0 1 1

u,(V) G R & 1.4 0.7 D uo uo & G; (a 电路 (b)工作波形 (1)4,=0时，F=1,S=0,4,为高电平，这是第一种稳态。 (2)4,=Ub=0.7V时，下=1，S=1,RS触发器不翻转，u。仍为高 平，电路仍维持在第一种稳态

1 && D ui u o RS (a) 电路 (b) 工作波形 uoui (V) UT+ UT－tt 00 1.4 0.7 G1 G 2 G3 0 11 1 （2）ui＝UD =0.7V 时， R ＝1， S ＝1，RS 触发器不翻转，uo 仍为高电 平，电路仍维持在第一种稳态。 （1）ui＝0 时，R ＝1，S ＝ 0，u o为高电平，这是第一种稳态

u(V) R & 1.4 0.7 uo & G; (a 电路 (b) 工作波形 (1)4=0时，F=1,S=0,,为高电平，这是第一种稳态。 (2)4上升到UD=0.7V时，F=1,S=1,RS触发器不翻转，。仍 高电平，电路仍维持在第一种稳态。 (3)4,继续上升到U+=U=1.4V时，=0，S=1,RS触发器翻转， 。为低电平，这是第二种稳态。电路翻转后再上升，电路状态不变

1 && D ui u o RS (a) 电路 (b) 工作波形 uoui (V) UT+ UT－tt 00 1.4 0.7 G1 G 2 G3 1 10 0 （2）ui 上升到 UD =0.7V 时， R ＝1， S ＝1，RS 触发器不翻转，uo 仍为 高电平，电路仍维持在第一种稳态。 （3）ui 继续上升到 UT+=UT=1.4 V 时， R ＝0，S ＝1，RS 触发器翻转， uo 为低电平，这是第二种稳态。电路翻转后 ui 再上升，电路状态不变。 （1）ui＝0 时，R ＝1，S ＝0，uo为高电平，这是第一种稳态

u(V) 1.4 0.7 uo & 0 G3 (a 电路 (b) 工作波形 (1)4,=0时，F=1,S=0,4,为高电平，这是第一种稳态。 (2)4上升到UD=0.7V时，F=1,S=1,RS触发器不翻转，。仍 高电平，电路仍维持在第一种稳态。 (3)4,继续上升到U+=U=1.4V时，F=0,S=1,RS触发器翻转， ,为低电平，这是第二种稳态。电路翻转后u再上升，电路状态不变。 (4)4,上升到最大值后下降时，若4下降到U,F=1。S=1,RS触发器不 翻转，电路仍维持在第二种稳态

1 && D ui u o RS (a) 电路 (b) 工作波形 uoui (V) UT+ UT－tt 00 1.4 0.7 G1 G 2 G3 0 11 0 （2）ui 上升到 UD =0.7V 时， R ＝1， S ＝1，RS 触发器不翻转，uo 仍为 高电平，电路仍维持在第一种稳态。 （3）ui 继续上升到 UT+=UT=1.4 V 时， R ＝0，S ＝1，RS 触发器翻转， uo 为低电平，这是第二种稳态。电路翻转后 ui 再上升，电路状态不变。 （4）ui 上升到最大值后下降时，若 ui 下降到 UT，R ＝1。S =1，R S 触发器不 翻转，电路仍维持在第二种稳态。 （1）ui＝0 时，R ＝1，S ＝ 0，u o为高电平，这是第一种稳态

& 1.4 .7 & (a) 电路 (b) 工作波形 (1)4,=0时，下=1，S=0,,为高电平，这是第一种稳态。 (2)4,上升到UD0.7V时，下=1，S=1,RS触发器不翻转，。仍 高电平，电路仍维持在第一种稳态。 (3)4,继续上升到U+=U=1.4V时，R=0,S=1,RS触发器翻转， 。为低电平，这是第二种稳态。电路翻转后再上升，电路状态不变。 (4)4,上升到最大值后下降时，若4下降到U,=1。S=1,RS触发器不 翻转，电路仍维持在第二种稳态。 (5)4,继续下降到U=UUD=0.7V时，F=1,S=0,RS触发器翻转， 。为高电平，电路返回到第一种稳态

1 && D ui u o RS (a) 电路 (b) 工作波形 uoui (V) UT+ UT－tt 00 1.4 0.7 G1 G 2 G3 （1）ui＝0 时，R ＝1，S ＝ 0，u o为高电平，这是第一种稳态。 0 01 1 （2）ui 上升到 UD =0.7V 时， R ＝1， S ＝1，RS 触发器不翻转，uo 仍为 高电平，电路仍维持在第一种稳态。 （3）ui 继续上升到 UT+=UT=1.4 V 时， R ＝0，S ＝1，RS 触发器翻转， uo 为低电平，这是第二种稳态。电路翻转后 ui 再上升，电路状态不变。 （4）ui 上升到最大值后下降时，若 ui 下降到 UT，R ＝1。S =1，R S 触发器不 翻转，电路仍维持在第二种稳态。 （5）ui 继续下降到 UT-=UT - UD =0.7V时， R ＝1， S ＝0，RS 触发器翻转， uo 为高电平，电路返回到第一种稳态

ui o T UT+ (a) 传输特性 (b) 逻辑符号 下限阈值电压 上限阈值电压 回差电压（滞后电压)： △U=UT+-UT- 前面介绍的施密特触发器的回差电压为： AUT=UT+-UT-=UT-(UT-UD)=UD=0.7V 缺点是回差太小，且不能调整

ui uo (a) 传输特性 (b) 逻辑符号 ui uo UT－ UT+ 0 下限阈值电压 上限阈值电压 回差电压（滞后电压）： ΔUT ＝ UT＋－UT－ 前面介绍的施密特触发器的回差电压为： ΔUT ＝UT＋－UT－＝UT－(UT－UD)＝UD ＝ 0.7V 缺点是回差太小，且不能调整