1、10.1 概述(i sh),1、矩形脉冲的获得（1）利用(lyng)各种形式的多谐振荡器电路直接产生（2）通过整形电路把已有的周期性变化波形变换为符合要求的矩形脉冲。,2、矩形脉冲的主要参数脉冲周期T相邻脉冲之间的时间间隔脉冲幅度Vm电压(diny)的最大变化幅度脉冲宽度tw前沿到达0.5Vm起到后沿到达0.5Vm止的时间,第一页，共五十八页。,脉冲宽度tr脉冲上升(shngshng)沿从0.1Vm上升(shngshng)到0.9Vm所需的时间脉冲宽度tf脉冲下降沿从0.9Vm下降到0.1Vm所需的时间占空比q脉冲宽度与脉冲周期的比值。,第二页，共五十八页。,施密特触发器是一种能够把输入波形整
2、形成为适合(shh)于数字电路需要的矩形脉冲的电路。,10.2 施密特触发器,10.2.1 用门电路组成(z chn)的施密特触发器,第三页，共五十八页。,正向(zhn xin)阈值电压,第四页，共五十八页。,负向阈值电压,第五页，共五十八页。,回差电压(diny),下限(xixin)阈值电压,上限(shngxin)阈值电压,第六页，共五十八页。,施密特触发器的主要特点：1、输入信号在上升和下降过程(guchng)中，电路状态转换的输入电平不同2、电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边沿变陡,第七页，共五十八页。,集成(j chn)施密特触发器,第八页，共五十八页。,一、用于波形(b xn)
3、变换,10.2.3 施密特触发器的应用(yngyng),第九页，共五十八页。,二、用于鉴幅,第十页，共五十八页。,三、用于脉冲(michng)整形,第十一页，共五十八页。,本节小结(xioji)：,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。而且由于具有(jyu)滞回特性，所以抗干扰能力也很强。施密特触发器可以由分立元件构成，也可以由门电路及555定时器构成。施密特触发器在脉冲的产生和整形电路中应用很广。,第十二页，共五十八页。,特点(tdin)：有一个稳态和一个暂稳态。在外界触发信号作用下，能从稳态暂稳态，维持一段时间后自动返回稳态。暂稳态的持续时间与触发脉冲
4、无关，仅决定于电路本身的参数。,10.3 单稳态触发器,作用：定时 产生一定宽度的矩形波整形 把不规则的波形转换成宽度、幅度都相等的波形延时 把输入信号(xnho)延迟一定时间后输出,第十三页，共五十八页。,10.3.1 用门电路组成(z chn)的单稳态触发器,一、微分(wi fn)型,G1和G2为CMOS门,1、原理(yunl)分析,第十四页，共五十八页。,G1和G2为CMOS门,第十五页，共五十八页。,2、性能参数计算(j sun)输出脉宽：,第十六页，共五十八页。,第十七页，共五十八页。,二、积分(jfn)型 1、原理分析,G1和G2为TTL门,第十八页，共五十八页。,第十九页，共五十
5、八页。,2.性能参数计算(j sun)输出脉宽：,第二十页，共五十八页。,第二十一页，共五十八页。,10.3.2 集成(j chn)单稳态触发器,微分(wi fn)型单稳,控制(kngzh)附加电路,电路结构与工作原理(74 121),第二十二页，共五十八页。,第二十三页，共五十八页。,非可重复(chngf)触发：,可重复(chngf)触发：,在暂稳态时间内，若有新的触发脉冲(michng)输入，电路不会产生任何响应在暂稳态时间内，可被新的输入脉冲重新触发可产生持续时间很长的输出脉冲,1,第二十四页，共五十八页。,10.3.3 单稳态触发器的应用(yngyng),延迟(ynch)与定时,整形(
6、zhng xng),第二十五页，共五十八页。,本节小结(xioji)：,单稳态触发器具有一个(y)稳态。由门电路构成的单稳态触发器和基本RS触发器在结构上也极为相似，只有用于反馈的耦合网络不同。,单稳态触发器可以由门电路构成，也可以由555定时器构成。在单稳态触发器中，由一个暂稳态过渡(gud)到稳态，其“触发”信号也是由电路内部电容充（放）电提供的，暂稳态的持续时间即脉冲宽度也由电路的阻容元件决定。,单稳态触发器不能自动地产生矩形脉冲，但却可以把其它形状的信号变换成为矩形波，用途很广。,第二十六页，共五十八页。,10.4.1 对称式多谐振荡器一、工作(gngzu)原理（TTL）(1)静态（未
7、振荡）时应是不稳定的,10.4 多谐振荡器,（自激振荡，不需要外加(wiji)触发信号）,第二十七页，共五十八页。,第二十八页，共五十八页。,第二十九页，共五十八页。,二、电压(diny)波形,第三十页，共五十八页。,三、振荡(zhndng)频率计算,第三十一页，共五十八页。,10.4.2 非对称式多谐振荡器一、工作(gngzu)原理（CMOS）,第三十二页，共五十八页。,二、电压(diny)波形,第三十三页，共五十八页。,10.4.3 环形(hun xn)振荡器一、最简单的环形振荡器,第三十四页，共五十八页。,二、实用(shyng)的环形振荡器,（TTL）,第三十五页，共五十八页。,第三十六
8、页，共五十八页。,10.4.4 用施密特触发器构成(guchng)的多谐振荡器,第三十七页，共五十八页。,10.4.5 石英(shyng)晶体多谐振荡器,年美国 卡第提出用石英压电效应调制电磁振荡的频率。巴黎广播电台首先用严济慈制作的石英振荡片实现(shxin)了无线电播音中的稳频，随后各国相继采用，使无线广播振荡电磁回路稳频成为压电晶体的最重要应用之一。,第三十八页，共五十八页。,10.4.6 多谐振荡器的应用(yngyng),秒信号(xnho)发生器,多谐振荡器,分频(fn pn)电路,第三十九页，共五十八页。,本节小结(xioji)：,多谐振荡器是一种自激振荡电路，不需要外加输入信号，就
9、可以自动(zdng)地产生出矩形脉冲。,多谐振荡器可以由门电路构成，也可以由555定时器构成。由门电路构成的多谐振荡器和基本RS触发器在结构上极为相似，只是用于反馈的耦合网络不同。RS触发器具有两个稳态，多谐振荡器没有(mi yu)稳态，所以又称为无稳电路。在多谐振荡器中，由一个暂稳态过渡到另一个暂稳态，其“触发”信号是由电路内部电容充（放）电提供的，因此无需外加触发脉冲。多谐振荡器的振荡周期与电路的阻容元件有关。,第四十页，共五十八页。,输出(shch)缓冲,比较(bjio)器,锁存器,放电(fng din)三极管,分压器,10.5 555定时器,第四十一页，共五十八页。,低电平(din p
10、n)触发端,高电平(din pn)触发端,电压(diny)控制端,复位端低电平有效,放电端,电源电压,10.5 555定时器,第四十二页，共五十八页。,1.分压器 分压器由3个5k电阻R组成，它为两个电压比较器提供基准电平。当5脚悬空时，电压比较器A的基准电平为，比较器B的基准电平为。改变5脚的接法可改变比较器A、B的基准电平，如5脚通过电阻10k接地，则基准电平分别为 和。5脚也可另接小于等于UDD的电源，如采用 和，则5脚通过一个电容0.010.1F电容接地，以防干扰信号影响5脚电压值。,第四十三页，共五十八页。,2.比较器 比较器A、B是两个结构完全相同的高精度电压比较器。A的输入端为引
11、脚6高触发端，当 时，A端输出为高电平，即逻辑“1”；当 时，A输出为低电平，即逻辑“0”。B的输入端为引脚2低触发端，当 时，B输出为低电平，即逻辑“0”；当 时，B输出为高电平，即逻辑“1”。A、B的输出直接控制基本RS触发器的动作。,第四十四页，共五十八页。,RS触发器由两个或非门组成，它的状态由两个比较器输出控制，根据基本RS触发器的工作原理(yunl)，就可以决定触发器输出端的状态。,3.基本(jbn)RS触发器,4.开关放电管和输出(shch)缓冲级,放电管V是N沟道增强型的MOS管，其控制栅为0电平时截止，为1电平时导通。反相器构成输出缓冲级，反相器的设计考虑了有较大的电流驱动能
12、力，一般可驱动两个TTL门电路。同时，输出级还起隔离负载对定时器影响的作用。,第四十五页，共五十八页。,0,0,1,第四十六页，共五十八页。,2VCC/3,VCC/3,0,0,0,1,1,第四十七页，共五十八页。,2VCC/3,VCC/3,1,0,0,1,1,1,1,0,第四十八页，共五十八页。,2VCC/3,VCC/3,1,1,1,0,0,第四十九页，共五十八页。,555定时器功能表,第五十页，共五十八页。,10.5.2 用555定时器接成的施密特触发器,第五十一页，共五十八页。,第五十二页，共五十八页。,第五十三页，共五十八页。,10.5.3 由555定时器构成(guchng)的单稳态触发
13、器,第五十四页，共五十八页。,第五十五页，共五十八页。,接通(ji tn)VCC后，VCC经R1和R2对C充电。当uc上升到2VCC/3时，uo=0，T导通，C通过R2和T放电，uc下降。当uc下降到VCC/3时，uo又由0变为1，T截止，VCC又经R1和R2对C充电。如此重复上述过程，在输出端uo产生了连续的矩形脉冲。,10.5.4 由555定时器构成(guchng)的多谐振荡器,第五十六页，共五十八页。,第五十七页，共五十八页。,内容(nirng)总结,10.1 概述。（2）通过整形电路把已有的周期性变化波形变换(binhun)为符合要求的矩形脉冲。脉冲幅度Vm电压的最大变化幅度。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、输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换的输入电平不同。暂稳态的持续时间与触发脉冲无关，仅决定于电路本身的参数。由门电路构成的多谐振荡器和基本RS触发器在结构上极为相似，只是用于反馈的耦合网络不同,第五十八页，共五十八页。,