脉冲波形的变换与产生.ppt
单稳态触发器,单稳态触发器的工作特性,没有触发脉冲作用时电路处于一种稳态在触发脉冲作用下。电路由稳态翻转到暂稳态。暂稳态是一种不能长久保持的状态由于电路中RC的延时环节的作用，电路的暂稳态在维持一段时间后，会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间决定于电路中RC的参数值单稳态触发器的这些特性被广泛地应用于脉冲的整形、延时和定时等。,主要参数的计算,输出脉冲宽度tW,当VTH=VDD/2时，tW0.7RC,恢复时间tre,tre一般为（35）RC,最高工作频率fmax,讨论：1）二极管D作用:保护CMOS管；小,放电时间短。2）为改善输出波形，输出端加一级反相器。,1、分类：可重复触发；不可重复触发。,不可重复触发单稳态触发器工作波形,tw,tw,vI,vo,vI,vo,tw,t,tw,可重复触发单稳态触发器工作波形,集成单稳态触发器,2、不可重复触发器-以TTL集成单稳态触发器74121为例介绍。1）逻辑图。,2）电路组成及工作原理：a)组成：电路由触发信号控制电路，微分型单稳态触发器及输出缓冲电路组成。b)功能表：c)主要特性：1）电路在输入信号A1、A2、B的所有静态组合下均处于稳态Q=0，=1。2）有两种边沿触发方式。输入A1或A2是下降沿触发，输入B是上升沿触发。从功能表可见，当A1、A2或B中的任一端输入相应的触发脉冲，则在Q端可以输出一个正向定时脉冲，端输出一个负向脉冲。,3）74121一经触发进入暂稳态，就不再受A1、A2或B跳变的影响，暂稳态的定时仅取决于定时电阻R和C的数值，因此，74121是一个不可重复触发的单稳态触发器。,3、可重复触发集成单稳态触发器-以CMOS集成器件MC14528为例介绍。,4、单稳态触发器的应用：（1）、定时：由于单稳态触发器能产生一定宽度tw的矩形输出脉冲，如利用这个矩形脉冲作为定时信号去控制某电路，可使其在tw时间内动作（或不动作）。,用74121组成的延时电路及工作波形(a)延时电路(b)工作波形,（2）、延时,（3）、噪声消除电路,噪声,施密特触发器,施密特触发器在电子电路中常用来完成波形变换、幅度鉴别等工作。它具有如下特点：（1）施密特触发器属于电平触发，对于缓慢变化的信号仍然适用，当输入电压达到某一定值时，输出电压会发生跳变。由于电路内部正反馈的作用，输出电压波形的边沿很陡直。（2）输入信号增加和减少时，电路有不同的阈值电压，它具有如图所示的传输特性。,反相输出施密特电路的传输特性及逻辑符号,同相输出施密特电路的传输特性及逻辑符号,正向阈值电压：VT+,负向阈值电压：VT-,回差电压：VT=VT+-VT-,一、门电路组成的施密特触发器,假设电路中CMOS反相器的阈值电压 VTHVDD/2,R1R2且输入信号VI为三角波,二、集成施密特触发器-以CMOS集成施密特触发器CC40106为例介绍,三、施密特触发器的应用,1、波形的整形及变换注意整形电路对回差电压大小的要求,具有顶部干扰的输入信号,回差电压大于顶部干扰时输出波形,回差电压小时的输出波形,VT1,VT2,t,t,t,0,0,0,v0,v0,vI,2、幅度鉴别,幅度大于VT+的脉冲被保留,t,t,0,0,vo,vI,VT+,VT-,多谐振荡器,多谐振荡器（无稳态电路）是一种自激振荡电路，用来产生一定频率和幅度的矩形脉冲波或方波。,一、门电路组成的多谐振荡器,振荡周期的计算：,二、用施密特触发器构成多谐振荡器,三、石英晶体振荡器,为了得到频率稳定性很高的脉冲波形，多采用由石英晶体组成的石英晶体振荡器。1、符号及频率特性：2、各元件的作用：R：使反相器工作在线性放大区，取值：TTL门电路，0.72k；对CMOS门则常在10100M之间；C1用于两个反相器间的耦合，C1的选择应使C1在频率为fs时的容抗可以忽略不计；C2：抵制高次谐波，以保证稳定的频率输出，C2选择应使2RC2fs0,从而使RC2并联在fs处产生极点，减少谐振信号损失。,作用：整形、缓冲,双相时钟发生器,555定时器及其应用,1、555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路。2、555定时器的应用：1）灵活、方便；2）可构成单稳态触发器，多谐振荡器和施密特触发器；3）用于信号的产生、变换、控制与检测。3、555定时器的分类：双极型：具有较大的驱动能力，电源电压范围为516V，最大负载电流可达200mA；CMOS型：具有低功耗、输入阻抗高，电源电压范围为318V，最大负载电流在4mA以下。,一、555定时器,1地2触发输入3输出4复位5控制电压6阈值输入7放电端8电源,1、构成施密特触发器,二、定时器应用,2、构成不可重复触发的单稳态触发器,输出脉宽,R：几百欧几兆欧C：几百皮法几百微法脉宽：几微秒数分钟精度：0.1%,触发输入,3、构成可重复触发的单稳态触发器,当vI 输入负向脉冲后，电路进入暂稳态，T导通，C放电。,当vI 为高电平时，T截止，C充电，当C未充到 之前，电路处于暂稳态；若此期间，vI 输入负向脉冲，T导通，C放电，输出仍维持在暂稳态。只有在触发脉冲撤除后且在输出脉宽tw间隔内没有新的触发脉冲，电路才返回到稳定状态（vo=0),该电路可作为失落脉冲检出电路。如用于人体心律监视。,4、构成脉冲宽度调制器,该电路可实现电压频率转换,输出端vO得到一随控制电压vIC变化的脉冲宽度调制波,5、构成多谐振荡器（占空比固定）,6、构成多谐振荡器（占空比可调）,充电回路：VCC通过RA、D1向电容C充电，充电时间：,放电回路：电容器C通过D2、RB及555中的T放电，放电时间：,振荡频率：,占空比：,
