数字电子技术基础第十章

第十章脉冲波形的产生和整形10.1概述10.2施密特触发器10.3单稳态触发器10.4多谐振荡器10.5555定时器及其应用2023/5/2210.1概述一、产生矩形脉冲的途径1.利用各种形式的多谐振荡器电路；2.通过各种整形电路把已有的周期性变化波形变换成符合要求的矩形脉冲。二、矩形脉冲特性的描述通常的矩形脉冲波形如图10.1.1所示。图10.1.12023/5/2210.2施密特触发器（SchmittTrigger）第一输入信号在高低电平转换时，对应的输入转换电平不同；第二在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。注：利用这两个特点不仅能将边沿变化缓慢地信号波形整形为边沿陡峭的矩形波，而且可以将叠加在矩形波脉冲高、低电平上的噪声有效地清除。2023/5/22施密特触发器的两个输出电压传输特性利用施密特触发器可以将边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲2.施密特触发器的应用(1)用于波形变换利用施密特触发器将一系列幅度不同的脉冲信号，其中幅度大于正向阈值电压的幅度鉴别出来。二、用于鉴幅10.2.1用门电路组成的施密特触发器三、用于脉冲整形10.2.1用门电路组成的施密特触发器在数字系统中，经常出现干扰信号，使得信号波形变差，这样可通过施密特触发器整型获得比较理想的波形。2023/5/2210.3单稳态触发器特点：第一它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；第二在外界触发脉冲的作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，再自动返回稳态；第三暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。应用：脉冲整形、延时、定时等10.4多谐振荡器多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源后，不需要外加触发信号，便能自动产生矩形波形。由于矩形波中含有高次谐波故把矩形波振荡器叫做多谐振荡器。10.5.1555定时器的电路结构与功能10.5555定时器

555定时器是一种多用途的数字－模拟混合的集成电路。它可以很方便地构成多谐振荡器、单稳态触发器和多谐振荡器。一、电路结构它由电压比较器（C1，C2）、触发器、输出缓冲器（G3，G4）、OC输出的三极管（TD）组成图10.5.110.5.1555定时器的电路结构与功能2.各管脚的名称和功能1－接地端2－低电平触发端3－输出端10.5.1555定时器的电路结构与功能4－复位端5－电压控制端8－电源端6－高电平触发端7－放电端10.5.2用555定时器接成的施密特触发器图10.5.3图10.5.3工作原理：10.5.2用555定时器接成的施密特触发器图10.5.3（1）vI<VCC/3，Q=1（vo＝VOH），Q=0；vI增加时，2VCC/3>vI>VCC/3，触发器保持原态；

vI>2VCC/3时，Q=0（vo＝VOL），Q=1。图10.5.310这.5详.2用55灵5定时容器接奋成的装施密南特触律发器（2）当vI>2VCC/3时，Q=0，Q=1；当vI减少拨时，2VCC/3想>vI>VCC/3，触池发器伶保持拥原态难；当vI减少愁到vI<VCC/3，Q=1（vo＝VOH），Q=0；正向愉阈值殖电压眠为VT＋＝2VCC/3，负向岗阈值蝴电压演为VT－＝VCC/3，回妨差电仰压为丘△VT＝VCC/3。改变峰回差木电压封的大巴小，鸭可通饺过5脚外漂接电件压VCO来改延变。图10.5.310汗.5虎.2用55绩5定时体器接绩成的立施密影特触沙发器10芦.4蜘.3用55迎5定时芒器接拜成的绘单稳译态触呈发器其电狐路如宗图10辛.5捷.5所示图10.5.5R10熄.4捆.3用55朴5定时朝器接扫成的英单稳巴态触求发器图10.5.5图10.5.6当vI处于乓高电荐平时庄，电适路的胞稳定阔状态状为vo＝0当vI脉冲父下降唉沿到耀达时顶，Q＝1，放条电管TD截止散；VCC通过R给C充电匠，vC增加朵。酷当vC≥2VCC/3时，Q＝0；C通过TD放电锯。图10.5.5图10.5.6其输西出脉勺宽为图10.5.610笋.4图.3用55终5定时狂器接故成的摊单稳蔽态触风发器当触块发信骄号特盲别宽革或者演频率侍特别促高时访，输置出波见形怎店样变订化？10店.5驼.4用55芝5定时金器接逆成的止多谐招振荡推器其构辩成电义路如姜图10招.5挨.7所示图10.5.7图10.5.7对应裙的波咽形如中图10害.5寇.8所示电路拉的振膜荡周盛期为10犬.5宵.4用55汁5定时傍器接役成的处多谐下振荡令器图10.5.8振荡渗频率忍为20医04叙-1戒1-底29上式谨标明脉，改攀变R和C就可购改变颠振荡弓频率林。为方了改续变占妖空比典，可跟采用方图10斑.5纯.9所示没电路卖。10分.5喷.4用55植5定时班器接眉成的冷多谐缩慧振荡弟器例6.酿5.租1图6.载5.浇10为由55食5定时屑器构酒成的壳简易舱触摸潜开关榴，试泽分析裹是什响么电朝路？品二极前管能崖亮多凶长时昂间？解：此电挨路为竟单稳宝态触弊发器二极风管亮袍的时熟间为10扶.5附.4用55谱5定时蹲器接贸成的逐多谐终振荡链器例10备.5怒.2两相俯时钟坝发生悲器电誉路如嘱图10纹.5素.1喉1所示吼已知R1＝51浩0Ω，R2＝10监KΩ，C=0渣.1劳μF。(1誉)说明55衣5定时楚器组螺成何姑种电桃路？(2华)画出vo、φ1和φ2的波瘦形。(3腿)计算φ1的周供期Tφ和脉讯冲宽弓度。解：（1)此电心路为55贡5构成捕的多轧谐振肝荡器艳；（2)vo、φ1和φ2的波采形如限图10滑.5锦.1