fl10脉冲波形的产生和整形

1、10.1 10.1 概述概述一、脉冲信号一、脉冲信号 脉冲是脉冲是脉动脉动和和短促短促的意思，凡是具有的意思，凡是具有不连续波形不连续波形的信的信号均可称为脉冲信号。广义讲，各种号均可称为脉冲信号。广义讲，各种非正弦信号非正弦信号都是脉冲都是脉冲信号。信号。(a)(a)矩形波矩形波(b)(b)方波方波(c)(c)尖脉冲尖脉冲(d)(d)锯齿波锯齿波10.1 10.1 概述概述 在数字系统中常常需要用到在数字系统中常常需要用到各种幅度、宽度以及具有各种幅度、宽度以及具有陡峭边沿的矩形脉冲信号陡峭边沿的矩形脉冲信号，如触发器的时钟脉冲（，如触发器的时钟脉冲（CPCP）。）。获取这些脉冲信号的方法通

2、常有两种：获取这些脉冲信号的方法通常有两种： 脉冲产生电路直接产生；脉冲产生电路直接产生； 利用已有的周期信号整形、变换得到。利用已有的周期信号整形、变换得到。脉冲整形、变换电路脉冲整形、变换电路单稳态触发器单稳态触发器 施密特触发器施密特触发器；脉冲产生电路脉冲产生电路多谐振荡器；多谐振荡器；多用途的定时电路多用途的定时电路555定时器定时器。10.1 10.1 概述概述二、脉冲信号的参数二、脉冲信号的参数trtftWT0.9 Um0.5 Um0.1 UmUm矩形脉冲信号的主要参数矩形脉冲信号的主要参数 脉脉冲冲幅幅度度 脉冲周期脉冲周期脉冲宽度脉冲宽度上升时间上升时间下降时间下降时间占空比

3、占空比D D脉冲宽度与脉冲周期的比值，脉冲宽度与脉冲周期的比值，D Dt tW W/T/T 。工作特性：工作特性： 具有具有两个稳态两个稳态； 属于属于电平触发电平触发，缓慢变化的信号也可以作为输入信号，缓慢变化的信号也可以作为输入信号，当输入信号达到某一特定值时，输出电平就发生突变；当输入信号达到某一特定值时，输出电平就发生突变； 输入信号从低电平输入信号从低电平上升时上升时，电路状态转换时对应的输入，电路状态转换时对应的输入电平，与输入信号从高电平电平，与输入信号从高电平下降时下降时对应的对应的输入转换电平不同输入转换电平不同。uo0UU+uI电电压压传传输输特特性性输入信号输入信号上升上

4、升时对应的转换电平时对应的转换电平U U+ + ，称为，称为正向正向阈值电压；阈值电压；输入信号输入信号下降下降时对应的转换电平时对应的转换电平U U ，称为，称为负向负向阈值电压；阈值电压；差值差值U UU U+ +U U- -，称为回差电压。，称为回差电压。10.2 10.2 施密特触发器施密特触发器IvO1vOv0I v2R1RIvIvo1vovov1G2G用用CMOS反相器构成的施密特触发器反相器构成的施密特触发器IvovovIv TTHIVRRRVv212THTHTVRRVRRRV)1(21221 2R1RIvIvo1vovov1G2GIv 1OvOv2R1RIvIvo1vovov1

5、G2G212)(RRRVVVVvTDDDDTHI DDTHTVRRVRRRV21221 THTHTVRRVRRRV)1(21221 THTTTVRRVVV212 回差电压回差电压2R1RIvIvo1vovov1G2GTHVRR212THVDDVIvOovTH212VRRTHVDDVIvOov 2R1RIvIvo1vovov1G2G3 3、施密特触发器的应用、施密特触发器的应用1.1.波形变换波形变换 施密特触发器可以将施密特触发器可以将边沿变化缓慢边沿变化缓慢的周期性信号变换的周期性信号变换成边沿陡峭的成边沿陡峭的矩形脉冲矩形脉冲信号。信号。2.2.波形整形波形整形 施密特触发器可以将施密特触

6、发器可以将不规则的波形整形为矩形波不规则的波形整形为矩形波。若。若适当增大回差电压，可提高电路的抗干扰能力。适当增大回差电压，可提高电路的抗干扰能力。uot0uot0uIt0U+UU(a)(b)(c) 从一系列幅度不同的脉冲信号中从一系列幅度不同的脉冲信号中选出幅度大于正向选出幅度大于正向阈值电压阈值电压U U+ +的输入脉冲的输入脉冲， 即对幅度进行鉴别。即对幅度进行鉴别。 3.3.幅度鉴别幅度鉴别uIU+U-t0uo0t同向输出施密特触发器同向输出施密特触发器4.4.构成多谐振荡器构成多谐振荡器工作原理：工作原理： 电容上初始电压为零，即电容上初始电压为零，即u uI I0 0，则，则u

7、uO O1 1，并经，并经R R向向C C充电，当充至充电，当充至u uI IU U+ +时，输出翻转时，输出翻转u uO O0 0。电容。电容C C又经又经R R进行放电，当放电至进行放电，当放电至u uI IU U- -时，输出翻转时，输出翻转u uO O1 1。由外界触发由外界触发自动返回自动返回稳定状态稳定状态稳定状态稳定状态暂稳态暂稳态恢复期恢复期工作特性：工作特性： 它有它有稳态稳态和和暂稳态暂稳态两个不同的工作状态；两个不同的工作状态； 在在外界触发脉冲外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，电路能暂稳态维持一段时间以后

8、，电路能自动返回稳态自动返回稳态； 暂稳态不能长久保持，其维持时间的长短取决于电路暂稳态不能长久保持，其维持时间的长短取决于电路自身参数，与外界触发脉冲无关。自身参数，与外界触发脉冲无关。10.3 10.3 单稳态触发器单稳态触发器19tttttOOOOOmOHOLDDVVVVDDWDDTH0lnln20.69VtRCVVRCRC reON(35)tRC dWrettt“1”“0”( )( ) (0 )( )etv tvvv (0 )0vTHDDDDpUUUCRRtOln)(DDVv)(THpUtv)(CRR)(ORextOvBextCOvA1A2GNDCCV74121intRextC1634

9、759101114输入输入输出输出0101010100111011111100O vBOv1A2ARextOvBextCOvA1A2GNDCCV74121intRextC1634759101114IvCCV1extRextCRextOvBextCOvA1A2GNDCCV74121intRextC1634759101114IvCCVextC单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用1.1.脉冲整形脉冲整形IutWOu 单稳态触发器能够把输入的单稳态触发器能够把输入的不规则不规则脉冲信号脉冲信号u uI I，整，整形为具有一定幅度和一定宽度的标准形为具有一定幅度和一定宽度的标准矩形脉冲矩形脉冲u uO

10、O。u uO O的的幅度取决于单稳态电路输出的高、低电平，宽度幅度取决于单稳态电路输出的高、低电平，宽度t tW W决定决定于定时元件于定时元件R R和和C C。单稳态触发器的整形波形单稳态触发器的整形波形2.2.脉冲延时脉冲延时 脉冲延时电路一般要用脉冲延时电路一般要用两个两个单稳态触发器完成。单稳态触发器完成。延时延时时间为时间为t tW1W1，它决定于第一级单稳态触发器的定时元件，它决定于第一级单稳态触发器的定时元件R R和和C C。11uIu0（tW1）（tW2）u单稳态触发器的延时波形单稳态触发器的延时波形3.3.定时定时 由于由于单稳触发器可产生宽度为单稳触发器可产生宽度为t tW

11、 W的矩形脉冲的矩形脉冲，利用，利用这个矩形脉冲去控制某电路使它在这个矩形脉冲去控制某电路使它在t tW W的时间内动作或不的时间内动作或不动作，这就是单稳态触发器的动作，这就是单稳态触发器的定时作用定时作用。定时时间为。定时时间为t tW W，可通过调节定时元件可通过调节定时元件R R和和C C来调节定时时间。来调节定时时间。1&uIOuuO单稳与门uFtWuIuOuFOu单稳态触发器的定时波形单稳态触发器的定时波形10.4 10.4 多谐振荡器多谐振荡器工作特性：工作特性： 无稳态无稳态，具有两个暂稳态；，具有两个暂稳态； 自激振荡器自激振荡器在接通电源后，不需外加触发信号，在接通电源后，不需外加触