《电子技术基础与技能》 课件 8-3 脉冲产生电路

电子技术基础与技能8.3脉冲产生电路（1）按照图8-3-1所示电路图接好电路；8.3脉冲产生电路教学活动1：实验导入多谐振荡器逻辑功能【实践导入】：多谐振荡器逻辑功能【实验现象】图8-3-1多谐振荡器演示实验图电阻R=20KΩ，电位器RP=100KΩ，C=0.06µF（2）检查接线无误后，接通电源；（3）用双踪示波器观察振荡波形ui和uo；（4）调节RP分别为50KΩ、80KΩ，观察振荡输出信号的幅度、周期、脉冲宽度有何变化。电路的输出在高低电平之间不停地翻转，没有稳定的状态，输出信号为矩形脉冲。调节RP，振荡输出信号的周期发生变化。8.3脉冲产生电路教学活动2：认知多谐振荡器的功能及基本应用8.3.1多谐振荡器1.产生矩形脉冲主要有两种方法：一是利用多谐振荡器直接产生所需的矩形脉冲；二是利用整形电路（如单稳态触发器和施密特触发器），对非矩形脉冲进行整形、变换，得到矩形脉冲。一、多谐振荡器基本知识2.多谐振荡器特点是一种自激振荡电路。多谐振荡器起振之后，电路没有稳定状态，只有两个暂稳态，输出状态在两个暂稳态之间按照一定的周期不停地翻转，从而产生连续的、周期性的矩形脉冲波形，常用作脉冲信号发生器。8.3脉冲产生电路教学活动2：认知多谐振荡器的功能及基本应用8.3.1多谐振荡器二、集成门电路组成的多谐振荡器1.电路组成图中两个非门接成RC耦合正反馈电路，使之产生振荡。2.振荡周期的估算

T≈1.4RC在实际应用中，常通过调换电容C的容量来粗调振荡周期，通过改变电阻R的值来细调振荡周期，使电路的振荡频率达到要求。8.3脉冲产生电路教学活动2：认知多谐振荡器的功能及基本应用8.3.1多谐振荡器二、集成门电路组成的多谐振荡器3.环形多谐振荡器电路结构工作波形8.3脉冲产生电路教学活动2：认知多谐振荡器的功能及基本应用8.3.1多谐振荡器三、石英晶体多谐振荡器1.电路组成由门电路和RC元件等组成的多谐振荡器，输出信号的幅值稳定性好，但振荡频率易受温度、元件性能、电源波动等因素的影响，只能使用在对振荡频率稳定性要求不高的场合。在对频率稳定性要求较高的数字电路中，都要求采用脉冲频率十分稳定的石英晶体多谐振荡器。当信号频率与石英晶体固有的谐振频率fo相等时，它的阻抗为0，使该信号容易通过，形成正反馈，产生振荡。而对其他频率，石英晶体呈现高阻抗，正反馈的路径被切断，不能起振。因此，振荡器输出矩形脉冲信号的频率f就等于石英晶体的谐振频率fo，与电路其他元器件参数无关。2.工作原理石英晶体8.3脉冲产生电路教学活动2：认知多谐振荡器的功能及基本应用8.3.1多谐振荡器四、多谐振荡器的实践应用用多谐振荡器制作的秒脉冲信号发生器电路1.电路组成2.工作原理石英晶体多谐振荡器产生f=32768Hz的基准信号，经T＇触发器（工作于计数状态，即只要有CP条件，状态就翻转的触发器）构成15级分频后，就可得到稳定度很高的秒脉冲信号。8.3脉冲产生电路教学活动3：认知单稳态触发器的功能及基本应用8.3.2

单稳态触发器一、单稳态触发器特点（1）它有一个稳定状态和一个暂稳定状态。若无外界触发脉冲作用，电路将始终保持稳定状态。（2）在外界触发脉冲作用下，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。（3）暂稳态维持时间的长短通常都是靠RC电路的充、放电过程来维持的，与触发脉冲的宽度和幅度无关。8.3脉冲产生电路教学活动3：认知单稳态触发器的功能及基本应用8.3.2

单稳态触发器二、单稳态触发器电路及工作原理1.电路图2.工作原理图8-3-7所示是积分型单稳态触发器，它由两个与非门和一个RC积分电路组成。（1）电路的稳态无论ui是高电平还是低电平，G2处于关闭状态，输出uO为高电平，这是电路的稳态。（2）外加触发信号，电路翻转为暂稳态设稳态时ui为低电平。当输入信号ui由低电平变为高电平时，由于电容两端电压uC不能突变，uC仍保持高电平，因此这时G2开通，则使uO从高电平跳变为低电平；但是uO1由高变低后，已充电的电容器C就要通过R和门G1放电。随电容C的放电过程进行，uC将下降，维持G2开通的条件将被破坏，因此G2开通的状态是暂时的，是暂稳态。（3）自动返回到稳态当uC下降到关门电平时，G2由开通返回到关闭状态，uO由低电平返回到高电平。图8-3-7积分型单稳态触发器8.3脉冲产生电路教学活动3：认知单稳态触发器的功能及基本应用8.3.2

单稳态触发器三、单稳态触发器的实践应用（1）定时由于单稳态触发器能产生一定宽度tW的矩形脉冲，利用这个脉冲可控制继电器、门电路等在tW时间内动作或不动作，即单稳态触发器可以构成定时电路，可以实现自动控制、定时开关等功能。（2）整形将不规则的脉冲信号直接加至单稳态触发器的触发输入端，在其输出端就可以得到一组定宽、定幅的规则矩形脉冲信号，如图8-3-9所示。（3）延时单稳态触发器在输入信号ui触发下，输出端产生一个比ui延迟tW的脉冲波uo，这个延时作用可被适当地应用于信号传输的时间配合上。图8-3-9单稳态触发器的整形作用8.3脉冲产生电路教学活动4：认知施密特触发器的功能及基本应用8.3.3

施密特触发器一、施密特触发器特点施密特触发器是一种靠输入触发信号维持的双稳态触发器。电路的主要特点有：电路具有两个稳态，当输入信号电压升高至上限触发电压UT+时，电路翻转到第二稳态；当输入触发信号降低至下限触发电压UT－时，电路就由第二稳态返回到第一稳态。二、施密特触发器的主要参数与工作波形施密特触发器有同相输出和反相输出两种类型。其逻辑符号及电压传输特性（回差特性）如图8-3-10和图8-3-11所示。（a）逻辑符号

（b）回差特性

图8-3-10反相输出施密特触发器

（a）逻辑符号

（b）回差特性

图8-3-11同相输出施密特触发器

8.3脉冲产生电路教学活动4：认知施密特触发器的功能及基本应用8.3.3

施密特触发器二、施密特触发器的主要参数与工作波形1.主要参数（1）上限触发电压(正向阈值电压)UT+

ui上升过程中，输出电压uo产生跳变所对应的输入电压值。（2）下限触发电压(负向阈值电压)UT－ui下降过程中，输出电压uo产生跳变所对应的输入电压值。（3）回差电压∆UT=UT+－UT－回差电压越大，施密特触发器的抗干扰性能越强。施密特触发器的这种特性称为滞回特性。8.3脉冲产生电路教学活动4：认知施密特触发器的功能及基本应用8.3.3

施密特触发器二、施密特触发器的主要参数与工作波形2.工作波形图8-3-12施密特触发器的工作波形反相输出同相输出8.3脉冲产生电路教学活动4：认知施密特触发器的功能及基本应用8.3.3

施密特触发器二、施密特触发器的实践应用1.波形的变换施密特触发器广泛用于将正弦波、三角波及变化缓慢的非矩形波等变换成矩形波。图8-3-13所示是将输入的正弦波和三角波转换为矩形波，其输出脉宽tW可由回差电压ΔUT=UT＋-UT－调节。图8-3-13用施密特触发器实现波形变换8.3脉冲产生电路教学活动4：认知施密特触发器的功能及基本应用8.3.3

施密特触发器二、施密特触发器的实践应用2.脉冲波形的整形利用施密特触发器可以有效地将波形整形或去除干扰信号（要求回差ΔUT大于干扰信号的幅度），如图8-3-14所示。3.幅度鉴别对一串幅度不相等的脉冲信号，要剔除其中幅度不够大的脉冲，可用施密特触发器构成的脉冲幅度鉴别器来实现，如图8-3-15所示，可以鉴别幅度大于UT＋的脉冲信号。波形整形幅度鉴别8.3脉冲产生电路教学活动4：认知施密特触发器的功能及基本应用8.3.3

施密特触发器二、施密特触发器的实践应用4.构成多谐振荡器电路图（1）电路：利用施密特触发器外接RC电路就可以构成多谐振荡器。电路如图8-3-16（a）所示。（2）工作过程：接通电