第6章脉冲产生与整形电路

1、数字电子技术数字电子技术（第三版）（第三版）第第6章章 脉冲信号的脉冲信号的产生与整形产生与整形学习要点学习要点 第第6章章 脉冲信号的脉冲信号的产生与整形产生与整形6.1 555定时器定时器 两状态逻辑信号只有0、1两种取值，用波形图表示就是矩形脉冲。 周期T 幅度Um 宽度tw 上升时间tr 下降时间tf 对于理想矩形脉冲，对于理想矩形脉冲，上升时间和下降时间上升时间和下降时间均为均为0。6.1.1 矩形脉冲的基本特性矩形脉冲的基本特性6.1.2 555定时器的结构和工作原理定时器的结构和工作原理复位端电平有效基本基本RS触发器触发器001电压比较器电压比较器分压器分压器2Vcc/3 Vc

2、c/3晶体管开关和晶体管开关和输出缓冲器输出缓冲器0截止截止1导通导通U+U-时，输出为1U+U-时，输出为 0 7 1 CO TH TR +UCC uo 5k 5k 5k V 2 6 5 8 4 3 R + + C1 + + C2 D Q Q RD SD 电平触发端电平触发端电压控制端复位端电平有效放电端4.516V 7 1 CO TH TR +UCC uo 5k 5k 5k V 2 6 5 8 4 3 R + + C1 + + C2 D Q Q RD SD 001R=0时，Q=1 、Q=0 ，uo=0，V饱和导通。 7 1 CO TH TR +UCC uo 5k 5k 5k V 2 6 5

3、 8 4 3 R + + C1 + + C2 D Q Q RD SD R=0时，Q=1 、Q=0 ，uo=0，V饱和导通。R=1、UTH2UCC/3、UTRUCC/3时，C1输出低电平，C2输出高电平，即RD=0、SD=1，则Q=1、Q=0，uo=0，V饱和导通。2UCC/3UCC/30011 7 1 CO TH TR +UCC uo 5k 5k 5k V 2 6 5 8 4 3 R + + C1 + + C2 D Q Q RD SD R=0时，Q=1 、Q=0 ，uo=0，V饱和导通。R=1、UTH2UCC/3、UTRUCC/3时，RD=0、SD=1，Q=1、Q=0，uo=0，V饱和导通。2

4、UCC/3UCC/3101R=1、UTH2UCC/3、UTRUCC/3时，RD=1、SD=1，Q、Q不变，uo不变，V状态不变。 7 1 CO TH TR +UCC uo 5k 5k 5k V 2 6 5 8 4 3 R + + C1 + + C2 D Q Q RD SD R=0时，Q=1 、Q=0 ，uo=0，V饱和导通。R=1、UTH2UCC/3、UTRUCC/3时，RD=0、SD=1，Q=1、Q=0，uo=0，V饱和导通。2UCC/3UCC/31100R=1、UTH2UCC/3、UTRUCC/3时，RD=1、SD=1，Q、Q不变，uo不变，V状态不变。R=1、UTH2UCC/3、UTRU

5、CC/3时，RD=1、SD=0，Q=0、Q=1，uo=1，V截止。*利用利用555集成定时器可构成脉冲产生、整形电路集成定时器可构成脉冲产生、整形电路 UT+ ， uO跳变为低电平，电容C放电， uI下降； 当 uI UT- ， uO又跳变为高电平。周而复始，振荡，输出端得到矩形波。6.3 单稳态触发器单稳态触发器 有一个稳定状态和一个暂稳状态。在外来触发脉冲的作用下，能够由稳定状态翻转到暂稳状态。 暂稳状态维持一段时间以后（根据电路参数），将自动返回到稳定状态。 用途：用途：这种电路在数字系统和装置中，一般用于(产生一定宽度的方波)、整形(把不规则的波形转换成宽度、幅度都相等的脉冲)以及延时

6、(将输入信号延迟一定的时间之后输出)等。6.3.1 用用555定时器构成的单稳态触发器定时器构成的单稳态触发器R、C是定时元件；uI是输入触发信号，下下降沿有效降沿有效，加在555的TR端(2脚)；uO是输出信号。1010001 01016.3.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器集成单稳态触发器按能否被重触发，可以分为两类：一类是可重触发的；一类是不能重触发的。可重触发是指在暂稳态期间，能够接收到新的触发信号，重新开始暂稳态过程；非重触发是在暂稳态期间不能接收新信号的情况，即非重触发单稳态触发器，只能在稳态时接收输入信号，一旦被触发由稳态翻转到暂稳态后，即使再有新的信号到来，其既定的暂稳态过

7、程也会照样进行下去，直至结束为止。下降沿有效下降沿有效的触发信号的触发信号输入端输入端输出端输出端外接电阻、电容端外接电阻、电容端定时电阻引出端定时电阻引出端（或接电源或悬空）（或接电源或悬空）上升沿有效上升沿有效的触发信号的触发信号输入端输入端)(BATRTRTRTRTR：内部统一的触发信：内部统一的触发信号，上升沿有效号，上升沿有效表示单稳是表示单稳是非重触发的非重触发的)(BATRTRTRTR只要只要TR保持状态不便，保持状态不便，电路就会一直工作在稳电路就会一直工作在稳定状态；只有当定状态；只有当TR正跳正跳变时，电路才会被触发。变时，电路才会被触发。 14 13 12 11 10 9

8、 874122 1 2 3 4 5 6 7(b) 74122 的引脚排列图 TR- TR-B TR+A TR+B RD Q GND Rext/CextVCC NC Cext NC Rin QTR-A、TR-B是两个下降沿有效的触发信号输入端，TR+A、TR+B是两个上升沿有效的触发信号输入端。Q和是两个状态互补的输出端。Rext/Cext、Cext、Rin3个引出端是供外接定时元件使用的，外接定时电阻R（R=5k50k）、电容C（无限制）的接法与74121相同。RD为直接复位输入端，低电平有效。当定时电容C1000pF时，74122的输出脉冲宽度：tp0.32RC集成单稳态触发器除74121、

9、74122外，常用的还有双单稳74123、74221等；而CMOS集成电路中，也有类似的、应用也很广的单稳态触发器，例如双单稳CC4098、CC14528就是这样的芯片。 从图中可看出uo的下降沿比uI延迟了tw时间。6.3.3 单稳态触发器应用举例单稳态触发器应用举例 从图中看到，u0作为控制与门打开时间的信号，在与门打开时间tw内，UF信号允许通过，tw就是一个定时信号。 由6.3.6图可看出，不规则的输入信号经单稳态电路后，可整形成为幅度、宽度都相同的矩形脉冲u0。6.4 多谐振荡器多谐振荡器 多谐振荡器是一种自激振荡电路，当电路连接好之后，只要接通电源，在其输出端便可获得矩形脉矩形脉冲

10、冲，由于矩形脉冲中除基波外还含有极丰富的高次谐波，所以人们把这种电路叫做多谐振荡器。6.4.1 用用555定时器构成的多谐振荡器定时器构成的多谐振荡器R1、R2、C是外接定时元件，定时器TH(6)、TR(2)端连接起来接uC，晶体三极管集电极(7)接到R1、R2的连接点P。 电路就在两个暂稳态之间来回翻转振荡，在输出端就产生了矩形脉冲。4. 占空比q振荡频率f：)2/(43. 1)2(7 . 0/1/12121CRRCRRTf （二）占空比可调电路 当R1 = R2, q = 0.5, uO 将成为对称的矩形脉冲。)/(211RRRq利用半导体二极管的单向导电特性，把电容C充电和放电回路隔离开来，再加上一个电位器，便可以得到占空比可调的多谐振荡器。占空比：占空比： 在对振荡频率稳定性要求较高的地方，利用石英晶体构成石英晶体多谐振荡器。 外加电压频率f=f0时，电抗X=0，谐振频率f