数字电子技术基础（第五版）第十章 脉冲波形的产生和整形.pptVIP

第十章 脉冲波形的产生和整形;本章内容;10.1 概述;图10.1.1;?上升时间tr ：脉冲上升沿从0.1Vm上升到 0.9Vm所需要的时间;占空比q ：脉冲宽度与脉冲周期的比值，即q ＝ tw /T;10.2 施密特触发器（Schmitt Trigger）;10.2.1 用门电路组成的施密特触发器;1.其工作原理;10.2.1 用门电路组成的施密特触发器;由叠加原理得;当vAVTH时，电路状态维持在vo＝VOH＝ VDD不变;10.2.1 用门电路组成的施密特触发器;将VT＋和VT－之间的差值定义为回差电压，用△VT表示，即;施密特触发器的两个输出电压传输特性为图10.2.3所示;10.2.1 用门电路组成的施密特触发器;利用施密特触发器可以将边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲; 利用施密特触发器将一系列幅度不同的脉冲信号，其中幅度大于正向阈值电压的幅度鉴别出来。;三、用于脉冲整形;例10.2.1 由CMOS反相器构成的施密特触发器如图10.2.2所示，设VTH＝3V，VDD＝6V，输入电压为峰－峰值6V的三角波。试画出输出电压vo的波形，注明VT＋和VT－的大小，并求回差电压△VT。;回差电压为;10.3 单稳态触发器;10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器;a.无触发信号时，电路处于稳态，vo=0;10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器;c.电容充电，电路由暂稳态自动返回至稳态;10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器;10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器;10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器;二、 积分型单稳态触发器;图10.3.4;输出的脉冲宽度为; 微分型单稳态触发器输出波形比较理想，前后沿比较陡，因为有正反馈存在，但抗干扰能力差；积分型单稳态触发器抗干扰能力强，但输出波形边沿比较差，而且要求输入触发脉冲的宽度要大于输出脉冲宽度。;10.3.2 集成单稳态触发器（74121);其中： A1和A2为下降沿触发端，此时B＝1 ，B为上升沿触发端，此时A1和A2当中至少要有一个接低电平;Cext和Rext为外接电容和外接电阻,通常Rext取值在2KΩ～ 30KΩ之间， Cext的取值在10pF～10μF之间，得到的脉冲宽度tW的范围为20ns～200ms。;输出脉冲宽度可由下面公式计算：;其典型外部连线方式如图10.3.7所示;图10.3.8为74121在触发脉冲作用下的波形图;目前使用的单稳态触发器有不可重复触发型和重复触发型两种。其波形如图10.3.9所示。;10.3.2 集成单稳态触发器（74121);例10.3.1 由集成单稳态触发器74121组成的电路如图10.3.10所示，试定性画出输出端Q1和Q2的波形，并说明电路的功能。;解：第一片的A1＝A2＝v ?I， B＝Q ?2，第二片的A1＝A2＝ Q 1 ， B＝ v I;当vI＝0时，第一片A1＝A2＝1，其输出Q1＝0；第二片的B＝0， A1＝A2＝0，其输出Q2＝0， Q?2＝1;当vI跳变为高电平时，如图10.3.11所示，则第一片的A1、A2出现下降沿，而B＝ Q?2＝1，故在Q1端输出一个正脉冲。;而第二片B＝vI＝1， A1＝A2＝Q1，则在Q1的下降沿， Q2输出正脉冲。而第一片的B＝ Q?2，则A1＝A2＝0，在Q?2上升沿的作用下，Q1输出一个正脉冲，电路不断振荡下去;;10.3.3　单稳态触发器的应用 ;2.　脉冲定时 ;10.4 多谐振荡器;2.产生自激振荡的条件：;故为了使反相器工作在放大状态，则要给它们设置适当的偏置电压，其数值在高、低电平之间。这个偏置电压可以由 RF 来设定。;在反相器的电压传输特性上做出此直线，交点P即为反相器的静态工作点，如图10.4.2所示。计算标明，对于74系列的门电路而言，RF1的阻值应取0.5KΩ～1.9KΩ。;3. 工作情况分析;由于充电的速度比放电速度快，故vI2首先达到阈值电压VTH，并有下面的正反馈：;电路中各处的电压波形如图10.4.3所示。;10.4.2 非对称式多谐振荡器;2.工作情况分析;10.4.2 非对称式多谐振荡器;其各处波形如图10.4.6所示;10.4.3 环形振荡器;10.4.3 环形振荡器;振荡周期为;改进电路如图10.4.8所示，其中增加了RC积分环节，加大了第二节的延迟时间;但RC电路的充、放电的持续时间很短，为了获取更大的延迟，将C的接地端改到G1的输出端，如图10.4.9所示;各处的波形如图10.4.9所示;6.4.4 用施密特触发器构成的多谐振荡器;其输出波形如图10.4.11所示;为了可调节占空比，电路可修改为图10.4.12所示的电路。;10.4.5 石英晶体多谐振荡器;图10.4.12给出