电子科技数字电路波形整形

电子科技数字电路波形整形第一页，共二十一页，编辑于2023年，星期日1．掌握用集成门电路构成施密特触发器基本方法。2．掌握集成施密特触发器在波形整形电路中的作用。

实验目的实验原理实验内容注意事项现代电子技术实验

一、实验目的

第二页，共二十一页，编辑于2023年，星期日

二、实验原理实验目的实验原理实验内容注意事项

在数字系统中，通常需要一定幅度和宽度的矩形脉冲，获取脉冲信号的方法：①利用脉冲振荡器直接产生；②利用脉冲整形电路将非矩形脉冲变换成符合要求的矩形脉冲。现代电子技术实验第三页，共二十一页，编辑于2023年，星期日施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路，它是具有滞后特性的数字传输门，且受电源限制，可对输入波形进行变换和整形。阈值电压UT1、UT2和回差电压△UT是其主要参数。施密特触发器现代电子技术实验实验目的实验原理实验内容注意事项

第四页，共二十一页，编辑于2023年，星期日①电路具有两个阈值电压，分别称为正向阈值电压（UT+）和负向阈值电压（UT-），二者的差值称为回差电压（△UT）。输出电平的变化滞后于输入，形成回环。②不同于其它的各类触发器，施密特触发器属于“电平触发”型电路，触发信号Vin可以是变化缓慢的模拟信号,Vin达某一电平值时，输出电压VOUT突变。施密特触发器的特点：现代电子技术实验实验目的实验原理实验内容注意事项

③输入信号增加和减小时，电路有不同的阈值电压。

第五页，共二十一页，编辑于2023年，星期日普通反相器和施密特反相器的比较AY1普通反相器uAUTHuYTTL：1.4VCMOS：施密特反相器AYuAUT+UT–上限阈值电压下限阈值电压uY回差电压：现代电子技术实验第六页，共二十一页，编辑于2023年，星期日反向传输同向传输实验目的实验原理实验内容注意事项施密特触发器的传输特性及输入输出波形现代电子技术实验第七页，共二十一页，编辑于2023年，星期日vItOvOtOVT－VT＋用施密特触发器实现波形变换

波形变换将输入的正弦波、三角波、锯齿波等变换成矩形波输出。

施密特触发器的应用现代电子技术实验第八页，共二十一页，编辑于2023年，星期日vItOvOtOVT－VT＋用施密特触发器实现波形整形(a)vItOvOtOVT－VT＋(b)vItOvOtOVT－VT＋(c)

脉冲整形当矩形脉冲经过传输后因以下原因发生畸变，可通过施密特触发器的整形获得满意的矩形脉冲波形。

(a)传输线上电容较大，波形的上升沿和下降沿变坏；

(b)阻抗不匹配，波形的上升沿和下降沿产生振荡；

(c)受到干扰，脉冲波形上叠加有噪声。现代电子技术实验第九页，共二十一页，编辑于2023年，星期日用施密特触发器实现脉冲鉴幅vItOvOtOVT－VT＋

脉冲鉴幅只有当输入脉冲信号的幅度大于施密特触发器上限触发电平时，在输出端才产生输出信号。现代电子技术实验第十页，共二十一页，编辑于2023年，星期日电路中两级反相器串联，分压电阻RW1、R4将输出端的电压反馈到输入端对电路产生影响。反相器CD4069组成的施密特触发器**本实验中:VT+为(2.5V~4.775V)VT-为(0.225V~2.5V)注意：RW1应小于R4。正向阈值电压负向阈值电压施密特触发器的电路实现 （1）用两级CMOS反相器构成的施密特触发器(实验重点1)Vin=0，G1、G2门为正反馈，Vout=VoL=0。Vin=1，G1、G2在正反馈的作用下，使电路状态迅速变化Vout=VoH=1。**以上施密特触发器的阈值电压可调吗？可调现代电子技术实验第十一页，共二十一页，编辑于2023年，星期日CD4069引脚图实验目的实验原理实验内容注意事项六反相器CD4069现代电子技术实验第十二页，共二十一页，编辑于2023年，星期日CD40106引脚图实验目的实验原理实验内容注意事项（六施密特触发器）现代电子技术实验CD40106是具有施密特功能的六反相器。施密特触发器具有上限阈值电压和下限阈值电压的特性，且受电源限制。在不同的电源电压下，有不同的阈值。门电路构成的施密特触发器和集成施密特触发器根据其特点不同可以应用到不同的场合。（2）集成施密特触发器第十三页，共二十一页，编辑于2023年，星期日CD40106的主要静态参数电参数名称符号测试条件参数单位VDD最小值最大值上限阈值电压VT+510152.24.66.83.67.110.8V下限阈值电压VT–510150.92.542.85.27.4V滞回电压VT510150.31.21.61.63.45V现代电子技术实验第十四页，共二十一页，编辑于2023年，星期日CD40106测试电路**V'现代电子技术实验VDD=+5V，

VT+为2.2—3.6V,典型值为2.9V;

VT–为0.9—2.8V,典型值为1.9V。

实验中：

V’=(10K/16.8K)

×5V≈3V

输入信号叠加在3V直流电平上。提高触发的灵敏度。

第十五页，共二十一页，编辑于2023年，星期日三、实验内容

1、利用所给器件，实现CMOS门电路组成的施密特触发器。输入端接2kHz、VPP=10V（带载实测）的三角波信号，改变RW1的阻值，用双踪示波器观测两组Vin和Vout的波形变化情况(测量时将两个波形的参考点调至重合）。画出输入、输出波形，并标出VT+及VT。实验目的实验原理实验内容注意事项现代电子技术实验讨论并说明RW1的改变与输出变化的关系。

第十六页，共二十一页，编辑于2023年，星期日

2、用CD40106实现集成施密特触发器整形电路。输入端Vin接2kHz的正弦波，按表下中所给不同幅度的输入情况，观测输出Vout，并将输出的结果填入表中。输入信号幅度（V）（带载实测）1.64.04.85.666.4输出信号幅度（V）

实验目的实验原理实验内容注意事项现代电子技术实验讨论并说明输入信号幅度的改变与输出变化的关系。第十七页，共二十一页，编辑于2023年，星期日实验电路板现代电子技术实验注意电源的连接第十八页，共二十一页，编辑于2023年，星期日四、注意事项1、正确连接10V电源。2、用双踪示波器观测施密特触发器阈值电压时，使两个波形的地线重合可以便于观测数据。3、测试电压时应注意衰减比例调整。示波器探头调在X10挡，衰减比例调整为10：14、实验中出现无实验结果时，应先检查电源是否连接正确，再检查电路连接是否正确。5、波形图应画在同一纵坐标下。实验目的实验原理实验内容注意事项现代电子技术实验第十九页，共二十一页，编辑于2023年，星期日思考题1、施密特触发器的阈值电平都是固定的吗？