数字电子技术第六章

1、一、矩形脉冲的基本特性一、矩形脉冲的基本特性1. 矩形脉冲的二值性矩形脉冲的二值性矩形脉冲矩形脉冲二进制数字信号二进制数字信号高、低电平高、低电平1、02. 矩形脉冲的特性参数矩形脉冲的特性参数TT 脉冲周期脉冲周期UmUm 脉冲幅度脉冲幅度0.5UmtWtW 脉冲宽度脉冲宽度0.1Um0.9Umtrtr 上升时间上升时间tftf 下降时间下降时间3. 获得脉冲的方法：获得脉冲的方法：1） 自激振荡电路直接产生矩形脉冲。自激振荡电路直接产生矩形脉冲。由由多谐振荡器多谐振荡器来实现来实现 555 定时器定时器是构成多谐振荡器、施密特触发器和单是构成多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器的既经济又

2、简单实用的器件。稳态触发器的既经济又简单实用的器件。2） 将已有波形将已有波形（正弦波、锯齿波正弦波、锯齿波等等）整形为矩整形为矩形脉冲。形脉冲。 由由施密特触发器施密特触发器和和单稳态触发器单稳态触发器来实现来实现二、二、555 定时器定时器1. 电路组成电路组成CC32VCC31V输出输出缓冲缓冲+VCCuOTD5 k 5 k 5 k RQ&1uD2. 基本功能基本功能+VCCuOTD5 k 5 k 5 k RQ&1uD 0UOL饱和饱和2VCC/3 111UOLVCC/3 饱和饱和VCC/3 不变不变不变不变2VCC/3UT+UOH UT特点特点:1. 只有两种状态只有两种状态: 稳态稳

3、态和和暂稳态；暂稳态；2. 外来触发外来触发 （窄窄） 脉冲使脉冲使: 稳态稳态暂稳态暂稳态稳态；稳态；3. 暂稳态暂稳态持续时间仅取决于电路参数持续时间仅取决于电路参数, 与触发脉冲无关与触发脉冲无关。用途：用途：定时：定时：产生一定宽度的方波。产生一定宽度的方波。延时：延时：将输入信号延迟一定时间后输出。将输入信号延迟一定时间后输出。整形：整形：把不规则波形变为宽度、幅度都相等的脉冲。把不规则波形变为宽度、幅度都相等的脉冲。单稳态触发器单稳态触发器一、电路组成及工作原理一、电路组成及工作原理+VCCuOQ&1TDQRCuIuCuI 与与 VCC/3 比较比较uC 与与 2VCC/3 比较比

4、较TD 饱和饱和, Q = 0110101饱和饱和： TD 截止截止, Q = 1110截止截止引起引起暂稳态的原因暂稳态的原因:1. 通电的随机过程；通电的随机过程；2. uI 从从 1 0使使 u2 1 &QQTRATRBTR+RintCextRICXRX/CXRext / Cext 表示不属于逻辑状态连接表示不属于逻辑状态连接下降沿触发输入下降沿触发输入上升沿触发输入上升沿触发输入非重复触发非重复触发外接定时外接定时电阻、电容电阻、电容VCC内接接定时电阻引出端内接接定时电阻引出端)(BA TRTRTRTR2. 功能表功能表输输 入入输输 出出注注TRA TRB TR+Q Q L H L

5、 H L H H L H L H L H L H保持保持稳态稳态 H H H H H下降沿下降沿触发触发 L L 上升沿上升沿触发触发)(BA TRTRTRTR3. 主要参数主要参数RCRCt7 . 0 2lnW 输出脉宽输出脉宽 tw:输入触发脉冲最输入触发脉冲最小周期小周期 Tmin :reWminttT 周期性输入触发周期性输入触发脉冲占空比脉冲占空比 q:reWWminWtttTtq 二、可重复触发单稳态触发器二、可重复触发单稳态触发器 74122可重复触发可重复触发 在暂稳态期间在暂稳态期间, 能够接受新的触发信号。能够接受新的触发信号。1. 图形符号图形符号1QQTRATRBTR+

6、ARintCextRICXRX/CXRext / Cext &RTR+BRD直接复位直接复位)(BABA TRTRTRTRTR可重复触发可重复触发2. 功能表功能表输输 入入输输 出出注注RD TRA TRB TR+A TR+BQ Q L H H L L L H L H L H L H复位复位保持保持稳态稳态 H L H H L H H L H L H L H H L H H上升沿上升沿触发触发 H H H H H H H H H H H下降沿下降沿触发触发)(BABA TRTRTRTRTR当定时当定时电容电容C 1000 pF时时:RCt32. 0W 一、延时与定时一、延时与定时1. 延时延

7、时1uIu O&uOuFuIu OtW2. 定时选通定时选通uFuO二、整形二、整形uIuO一、一、555 定时器定时器 是一种多用途的集成电路。只需外接少量阻容元是一种多用途的集成电路。只需外接少量阻容元件便可构成各种脉冲产生、整形电路，如件便可构成各种脉冲产生、整形电路，如施密特触发施密特触发器器、单稳态触发器单稳态触发器和和多谐振荡器多谐振荡器等。等。12348765GNDTROUTDRCOTHCCVDIS双极型双极型 (TTL)电源电源: 4.5 16 V单极型单极型 (CMOS)电源电源: 3 18 V带负载能力强带负载能力强62784153555R1C+ +R2C1+VCCuO二、

8、多谐振荡器二、多谐振荡器 是一种自激振荡电路，不需要外加输入信号，就是一种自激振荡电路，不需要外加输入信号，就可以自动地产生出矩形脉冲。可以自动地产生出矩形脉冲。 多谐振荡器多谐振荡器没有稳定状态，没有稳定状态，只有两个暂稳态。暂稳态间的相只有两个暂稳态。暂稳态间的相互转换完全靠电路本身电容的充互转换完全靠电路本身电容的充电和放电自动完成。电和放电自动完成。 改变改变 R、C 定时元件数值的定时元件数值的大小，可调节振荡频率。大小，可调节振荡频率。 在振荡频率稳定度要求很高的情况下，可采用在振荡频率稳定度要求很高的情况下，可采用石英晶石英晶体振荡器体振荡器。CRRTf）（2127 . 011

9、三、施密特触发器三、施密特触发器 是一种是一种脉冲整形电路脉冲整形电路，虽然不能自动产生矩形脉，虽然不能自动产生矩形脉冲，却可将输入的周期性信号整形成所要求的同周期冲，却可将输入的周期性信号整形成所要求的同周期的矩形脉冲输出，还可用来进行幅度鉴别、构成单稳的矩形脉冲输出，还可用来进行幅度鉴别、构成单稳态触发器和多谐振荡器等。态触发器和多谐振荡器等。62784153555+VCCuO2uIUCOuO1+VDDR 施密特触发器施密特触发器有两个稳定状态，有两个稳定状态，有两个不同的触发电平，因此具有有两个不同的触发电平，因此具有回差特性回差特性。它的两个稳定状态是靠。它的两个稳定状态是靠两个不同的

10、电平来维持的，输出脉两个不同的电平来维持的，输出脉冲的宽度由输入信号的波形决定。冲的宽度由输入信号的波形决定。此外，调节回差电压的大小，也可此外，调节回差电压的大小，也可改变输出脉冲的宽度。改变输出脉冲的宽度。外接电压外接电压调节回差调节回差 施密特触发器施密特触发器可由可由 555 定时器构定时器构成，也可用专门的集成电路实现。成，也可用专门的集成电路实现。四、单稳态触发器四、单稳态触发器 也属于也属于脉冲整形电路脉冲整形电路，可将输入的触发脉冲变换，可将输入的触发脉冲变换为宽度和幅度都符合要求的矩形脉冲，还常用于脉冲为宽度和幅度都符合要求的矩形脉冲，还常用于脉冲的定时、整形、展宽（延时）等。的定时、整形、展宽（延时）等。62784153555RC+ +C1+VCCuO0.01 FuI 单稳态触发器单稳态触发器有一个稳定有一个稳定状态和一个暂稳态。其输出脉状态和一个暂稳态。其输出脉冲的宽度只取决于电路本身冲的宽度只取决于电路本身 R、C 定时元件的数值，与输入信定时元件的数值，与输入信号无关。输入