数字逻辑脉冲产生电路

1、数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路1/41脉冲与线性电路脉冲与线性电路 l根据信号的波形把电子电路分成两大根据信号的波形把电子电路分成两大类类, ,即工作在脉冲信号下的脉冲电路和即工作在脉冲信号下的脉冲电路和工作在正弦信号工作在正弦信号( (包括由有限个正弦分包括由有限个正弦分量合成的信号量合成的信号) )下的线性放大电路下的线性放大电路. .l脉冲电路有两部分组成脉冲电路有两部分组成: :惰性电路和开惰性电路和开关关. .开关的作用是破坏稳态开关的作用是破坏稳态, ,使电路出使电路出现暂态现暂态. .数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑

2、第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路2/41多谐振荡器多谐振荡器 ( (multivibrator) )l多谐振荡器是能产生矩形脉冲波的自多谐振荡器是能产生矩形脉冲波的自激振荡器激振荡器. .由于矩形波中除基波外由于矩形波中除基波外, ,包包括了许多高次谐波括了许多高次谐波, ,故这类振荡器称为故这类振荡器称为多谐振荡器多谐振荡器. .l多谐振荡器通常由逻辑门构成多谐振荡器通常由逻辑门构成, ,也可以也可以由比较器或运算放大器构成多谐振荡由比较器或运算放大器构成多谐振荡器器. .数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路3/41TTL环形振荡器环形振

3、荡器 l典型的环形振荡器由奇数个门电路接典型的环形振荡器由奇数个门电路接成环。缺点是不便于调节频率，因为成环。缺点是不便于调节频率，因为其振荡频率与门的个数有关。其振荡频率与门的个数有关。数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路4/41RC环形振荡器环形振荡器 l为了便于调节频率，常用的电路形式为了便于调节频率，常用的电路形式为带为带RCRC电路的环形振荡器。为了让电电路的环形振荡器。为了让电路起振，路起振，R+RR+R1 1必须小于关门电阻必须小于关门电阻R Roffoff。数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路5/4

4、1RC环形振荡器的环形振荡器的工作波形图工作波形图 数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路6/41RC环形振荡器的环形振荡器的主要参数估算主要参数估算数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路7/41MOS多谐振荡器多谐振荡器l由由CMOSCMOS构成的多谐振荡器的电阻构成的多谐振荡器的电阻R R应应能使门能使门1 1处于传输特性过渡区（一般处于传输特性过渡区（一般R R值选择在值选择在10K10K 100K100K）。）。数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路8/41MOS多谐振荡器

5、的多谐振荡器的电路参数估算电路参数估算数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路9/41石英晶体多谐振荡器石英晶体多谐振荡器 l石英晶体多谐振荡器可以提高振荡器石英晶体多谐振荡器可以提高振荡器的频率稳定度。因为此振荡电路的工的频率稳定度。因为此振荡电路的工作频率只取决于晶体本身的谐振频率作频率只取决于晶体本身的谐振频率f f0 0，与，与R R、C C参数无关。参数无关。数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路10/41双稳态触发器双稳态触发器( (bistable flip-flop) )l双稳态触发器简称为触发器。它有两

6、双稳态触发器简称为触发器。它有两个稳定状态。电路可以持久地稳定在个稳定状态。电路可以持久地稳定在其中任一状态。外加触发信号，可使其中任一状态。外加触发信号，可使电路从一个稳态转化到另一稳态。电路从一个稳态转化到另一稳态。数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路11/41单稳态触发器单稳态触发器( (monostable trigger) ) l单稳态触发器只有单稳态触发器只有个长久稳定的状个长久稳定的状态。在外加信号触发下，电路从这个态。在外加信号触发下，电路从这个稳定状态转化到一个暂稳态。在暂稳稳定状态转化到一个暂稳态。在暂稳态保持一段时间后，它会自行从暂

7、稳态保持一段时间后，它会自行从暂稳态转回稳态。这一反转换并不要求外态转回稳态。这一反转换并不要求外触发信号。触发信号。 数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路12/41单稳态触发器单稳态触发器 l单稳态触发器可以由逻辑门构成，也单稳态触发器可以由逻辑门构成，也可以由比较器或运算放大器构成。可以由比较器或运算放大器构成。 l单稳态触发器的基本电路通常由与非单稳态触发器的基本电路通常由与非门或或非门及门或或非门及RCRC电路组成。与非门电路组成。与非门( (或或非门非门) )作为开关元件，而作为开关元件，而RCRC电路通常又电路通常又称称RCRC定时电路。定时

8、电路。l单稳态触发器按定时元件不同的联接，单稳态触发器按定时元件不同的联接，可分为微分型和积分型两类。可分为微分型和积分型两类。 数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路13/41微分型单稳态触发器微分型单稳态触发器 数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路14/41微分型单稳态的微分型单稳态的主要技术参数主要技术参数 数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路15/41微分型单稳态改进电路微分型单稳态改进电路 数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路1

9、6/41微分型单稳态改进电路微分型单稳态改进电路数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路17/41单稳态电路的应用单稳态电路的应用 l整形：把波形不规则的脉冲输入单稳，整形：把波形不规则的脉冲输入单稳，输出就成为具有一定宽度、幅度、边输出就成为具有一定宽度、幅度、边沿陡峭的矩形波。沿陡峭的矩形波。l延时：延时：U UO1O1下降沿比下降沿比U UI I下降沿延时了下降沿延时了tPtPO O一段时间。一段时间。l定时：单稳电路能产生一定宽度的矩定时：单稳电路能产生一定宽度的矩形脉冲，利用它可定时开闭门电路，形脉冲，利用它可定时开闭门电路，也可定时控制某电路的动

10、作。也可定时控制某电路的动作。数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路18/41施密特触发器施密特触发器( (schmitt trigger) )l施密特触发器的输出状态（高电平改施密特触发器的输出状态（高电平改低电平）取决于输入信号电压的大小低电平）取决于输入信号电压的大小及变化方向。及变化方向。 lU UUTUT称为施密特触发器的上槛电平，称为施密特触发器的上槛电平，U ULTLT称为下槛电平。一般称为下槛电平。一般U UUTUTU ULTLT，它们的，它们的差值称为回差或滞后，用差值称为回差或滞后，用U UHYHY表示。表示。 U UHYHY=U=UU

11、TUT-U-ULTLT数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路19/41施密特触发器应用举例施密特触发器应用举例数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路20/41由比较器与运放器构成由比较器与运放器构成的施密特触发器的施密特触发器 数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路21/41555定时器定时器( (555 timer) ) 数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路22/41555定时器的组成定时器的组成l参考电压参考电压l两个比较器两个比较器lR

12、SRS触发器触发器l输出驱动器和放电开关输出驱动器和放电开关数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路23/41555单稳态触发器单稳态触发器数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路24/41555多谐振荡器多谐振荡器数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路25/41555多谐振荡器的多谐振荡器的主要参数主要参数数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路26/41对称多谐振荡器对称多谐振荡器数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉

13、冲产生电路27/41对称多谐振荡器的对称多谐振荡器的主要参数主要参数数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路28/41555施密特振荡器施密特振荡器数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路29/41施密特振荡器的施密特振荡器的主要参数主要参数数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路30/41知识点知识点l多谐振荡器没有持久的稳定状态。它多谐振荡器没有持久的稳定状态。它只有两个暂稳态。电路在两暂稳态之只有两个暂稳态。电路在两暂稳态之间自动的来回跳变，不需要外加触发间自动的来回跳变，不需要外

14、加触发信号。信号。l典型多谐振荡器的有典型多谐振荡器的有TTL环形振荡器和环形振荡器和MOS多谐振荡器。多谐振荡器。数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路31/41知识点知识点l稳态触发器分为双稳态触发器和单稳稳态触发器分为双稳态触发器和单稳态触发器。态触发器。l双稳态触发器简称为触发器。它有两双稳态触发器简称为触发器。它有两个稳定状态。电路可以持久的稳定在个稳定状态。电路可以持久的稳定在其中任一状态。外加触发信号。其中任一状态。外加触发信号。数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路32/41知识点知识点l单稳态触发器只

15、有一个长久稳定的状单稳态触发器只有一个长久稳定的状态。在外加信号触发下，带内陆从稳态。在外加信号触发下，带内陆从稳定状态转化到一个暂稳态。在暂稳态定状态转化到一个暂稳态。在暂稳态保持一段时间后，会自行从暂稳态转保持一段时间后，会自行从暂稳态转回稳态。这一反转换并不要求外触发回稳态。这一反转换并不要求外触发信号。信号。数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路33/41知识点知识点l施密特触发器的特性：它的输出状态施密特触发器的特性：它的输出状态（高电平改低电平）取决于输入信号（高电平改低电平）取决于输入信号电压的大小及变化方向。电压的大小及变化方向。 lU U

16、UTUT称为施密特触发器的上槛电平，称为施密特触发器的上槛电平，U ULTLT称为下槛电平。一般称为下槛电平。一般U UUTUTU ULTLT，它们的，它们的差值称为回差或滞后，用差值称为回差或滞后，用U UHYHY表示。表示。 U UHYHY=U=UUTUT-U-ULTLT数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路34/41知识点知识点l555555定时器就是一种典型的定时器就是一种典型的CMOSCMOS定时器。定时器。它可以作为单稳态触发器、多谐振荡它可以作为单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器。器和施密特触发器。数字逻辑脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路数字逻辑 第六章脉冲产生电路35/41精选习题精选习题数