脉冲波形的产生和整形阎课件

第十章脉冲波形的产生和整形一、获取矩形脉冲的方法有：1、脉冲波形发生电路2、脉冲波形整形电路二、描述矩形脉冲特性的主要参数10.1概述10.2.1用门电路组成的施密特触发器10.2施密特触发器（常用的一类脉冲整形电路）回差电压：施密特触发器的主要特点：*输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换的输入电平不同*电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边沿变陡三、用于脉冲整形10.3单稳态触发器特点：10.3.1用门电路组成的单稳态触发器一、积分型G1和G2为TTL门1、原理分析①有一个稳态和一个暂稳态②在外界触发信号作用下，能从稳态→暂稳态，维持一段时间后自动返回稳态③暂稳态维持的时间长短取决于电路内部参数二、微分型G1和G2为CMOS门1、原理分析2、性能参数计算输出脉宽：P474:可重复触发？不可重复触发？功能表：P47210.4多谐振荡器（自激振荡，不需要外加触发信号）10.4.1对称式多谐振荡器一、工作原理（TTL）(1)静态（未振荡）时应是不稳定的三、振荡频率计算10.4.2非对称式多谐振荡器一、工作原理（CMOS）二、电压波形二、实用的环形振荡器 （TTL）10.5555定时器及其应用10.5.1555定时器（数/模混合IC）一、电路结构由电压比较器C1,C2组成触发器输出缓冲器G3,G4OC输出的三级管555定时器低电平触发端高电平触发端电压控制端复位端低电平有效放电端电源UTHUTRRuoTD的状态XX0UOL导通>2VCC/3>VCC/31UOL导通<2VCC/3>VCC/31不变不变X<VCC/31UOH截止10.5.2由555定时器构成的施密特触发器UTHUTRRuoTD的状态XX0UOL导通>2VCC/3>VCC/31UOL导通<2VCC/3>VCC/31不变不变X<VCC/31UOH截止TRTH一.电路（2）主要静态参数（a）上限阈值电压VT+——vI上升过程中，输出电压vO由高电平VOH跳变到低电平VOL时，所对应的输入电压值。图中：VT+=2/3VCC。（b）下限阈值电压VT—

——vI下降过程中，vO由低电平VOL跳变到高电平VOH时，所对应的输入电压值。图中：VT—=1/3VCC。（c）回差电压ΔVT图中：ΔVT=VT+－VT—=1/3VCC2.电压滞回特性和主要参数

（1）电压滞回特性单稳态触发器——有一个稳态和一个暂稳态；在触发脉冲作用下，由稳态翻转到暂稳态；暂稳状态维持一段时间后，自动返回到稳态。（1）无触发信号输入时电路工作在稳定状态当vI=1时，电路工作在稳定状态，即vO=0，vC=0。（2）vI下降沿触发当vI下降沿到达时，vO由0跳变为1，电路由稳态转入暂稳态。10.5.3由555定时器构成的单稳态触发器1.电路组成及工作原理（4）自动返回（暂稳态结束）时间当vC上升至2/3VCC时，触发脉冲已消失,vO由1跳变0，三极管T由截止转为饱和导通，电容C经T迅速放电，电压vC迅速降至0V，电路由暂稳态重新转入稳态。(3）暂稳态的维持时间在暂稳态期间，三极管T截止，VCC经R向C充电。时间常数τ1=RC，vC由0V开始增大，在vC上升到2/3VCC之前，电路保持暂稳态不变。（5）恢复过程当暂稳态结束后，电容C通过饱和导通的放电三极管T放电，时间常数τ2=RCESC，经过（3～5）τ2后，电容C放电完毕，恢复过程结束。主要参数估算(1)输出脉冲宽度Tw（用三要素法计算）上式说明，单稳态触发器输出脉冲宽度tW仅决定于定时元件R、C的取值，与输入触发信号和电源电压无关，调节R、C的取值，即可方便地调节tW。（2）恢复时间tre

tre=（3～5）τ2（3）最高工作频率fmax

vI周期的最小值：Tmin=tW＋tre因此，单稳态触发器的最高工作频率应为:单稳态触发器的应用1.延时与定时（1）延时图中，v/O的下降沿比vI的下降沿滞后了时间tW。当v/O=1时，与门打开，vO=vF。当v/O=0时，与门关闭，vO为低电平。显然与门打开的时间是恒定不变的，就是单稳输出脉冲v/O的宽度tW。（2）定时2.整形单稳态触发器能够把不规则的输入信号vI，整形成为幅度和宽度都相同的标准矩形脉冲vO。vO的幅度取决于单稳态电路输出的高、低电平，宽度tW决定于暂稳态时间。3.触摸定时控制开关

555定时器构成单稳态触发器。只要用手触摸一下金属片P，由于人体感应电压相当于在触发输入端（管脚2）加入一个负脉冲，555输出端输出高电平，灯泡（RL）发光，当暂稳态时间（tW）结束时，555输出端恢复低电平，灯泡熄灭。该触摸开关可用于夜间定时照明，定时时间可由RC参数调节。4.触摸、声控双功能延时灯555和T1、R3、R2、C4组成单稳定时电路，定时（即灯亮）时间约为1分钟。当击掌声传至压电陶瓷片时，HTD将声音信号转换成电信号，经T2、T1放大，触发555，使555输出高电平，触发导通晶闸管SCR，电灯亮；同样，若触摸金属片A时，人体感应电信号经R4、R5加至T1基极，也能使T1导通，触发555，达到上述效果。举例：图为一心律失常报警电路，图中vI是经过放大后的心电信号，其幅值vIm=4V。

（1）对应vI分别画出图中vo1、vo2、vo三点的电压波形；

（2）说明电路的组成及工作原理。10.5.4由555定时器构成的多谐振荡器接通VCC后，VCC经R1和R2对C充电。当uc上升到2VCC/3时，uo=0，T导通，C通过R2和T放电，uc下降。当uc下降到VCC/3时，uo又由0变为1，T截止，VCC又经R1和R2对C充电。如此重复上述过程，在输出端uo产生了连续的矩形脉冲。振荡频率的估算（1）电容充电时间T1：（用三要素法计算）（2）电容放电时间T2（3）电路振荡周期T

T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C（4）电路振荡频率f（5）输出波形占空比q占空比可调的多谐振荡器电路

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，便可构成占空比可调的多谐振荡器。可计算得：T1=0.7R1C