《数字逻辑电路》课程教学课件（PPT讲稿）第十章 脉冲波形的产生和整形

第10章 脉冲波形的产生和整形 010.1 概述 ●10.2 施密特触发器 。10.3 单稳态触发器 。10.4 多谐振荡器 ●10.5 555定时器及其应用

1 第10章 脉冲波形的产生和整形 ⚫ 10.1 概述 ⚫ 10.2 施密特触发器 ⚫ 10.3 单稳态触发器 ⚫ 10.4 多谐振荡器 ⚫ 10.5 555定时器及其应用

10.1 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

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 10.1 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

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10-1常见的脉冲波形图

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10-1 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 率表示(f=1/T)。 0.5Vm 矩形波的另外几个 0.1m 主要参数： (1) 脉冲幅度Vm 10-1-1 (2)》 脉冲宽度t、 图10.1.1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

5 （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。 图10.1.1 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： 返回

10.2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

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 10.2 施密特触发器

10.2.1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) G vo (a) (b) 10-2-1 图10.2.1用CM0S反相器构成的施密特触发器 (a)电路图 (b)逻辑符号

7 1. 电路组成 两个CMOS反相器，两个分压电阻（R1<R2）。 图10.2.1 用CMOS反相器构成的施密特触发器 （a） 电路图 （b）逻辑符号 返回 10.2.1 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y为三角波。 R2 R u0 R1+R2 R1+R2 R2 W vo vo (a)

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vI为三角波。 返回

R 返回 vo 当y=0V时，G输出VomG2输出Vo, 即vo=0V。 只要满足y≤Vm,电路就会处于这种状态（第一稳 态)。当上升，使得yA=V时，电路会产生如下正 反馈过程： 41↑uo1↓→0↑ 电路会迅速转换为G,输出Vo、G输出为Vom 即vo=VpD的状态（第二稳态）。此时的y值称为施密 特触发器的正向阈值电压V+(又称上限触发转换电平) 显然，继续上升，电路的状态不会改变

9 当vI=0V时， G1输出VOH、G2输出VOL，即vO=0V。 只要满足vA＜VTH，电路就会处于这种状态（第一稳 态）。当vI上升，使得vA =VTH时，电路会产生如下正 反馈过程： 返回 电路会迅速转换为G1输出VOL 、G2输出为VOH， 即vO=VDD的状态（第二稳态）。此时的vI值称为施密 特触发器的正向阈值电压VT+ (又称上限触发转换电平) 显然，vI继续上升，电路的状态不会改变

R2 返回 R vo 6 如果下降，y也会下降。当yA下降到VTm时， 电路又会产生以下的正反馈过程： 1↓→o1↑→0↓ 电路会迅速转换为G输出VomG,输出为VoL的 第一稳态。此时的值称为施密特触发器的负向阈值 电压VT-(又称下限触发转换电平)。y再下降，电路 将保持状态不变

10 如果vI下降，vA也会下降。当vA下降到VTH时， 电路又会产生以下的正反馈过程： 电路会迅速转换为G1输出VOH、G2输出为VOL的 第一稳态。此时的vI值称为施密特触发器的负向阈值 电压VT－ (又称下限触发转换电平)。vI再下降，电路 将保持状态不变。 返回