第6章脈沖波形的產(chǎn)生與整形脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!6.1施密特觸發(fā)器6.2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器6.3多諧振蕩器6.4555集成定時器脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!通常，把非正弦波稱之為脈沖波。按脈沖波形的形式分成矩形波、鋸齒波等。矩形脈沖波常作為時鐘信號。波形的好壞直接關系到電路能否正常工作。矩形波的參數(shù)trtf0.1Vm0.5Vm0.9VmTWVmT脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!trtf0.1Vm0.5Vm0.9VmTWVmT脈沖幅度Vm:脈沖波形的電壓最大變化幅度。脈沖上升時間tr:從0.1Vm上升到0.9Vm所需時間。下降時間tf:脈沖波形的下降沿從0.9Vm下降到0.1Vm所需時間。脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!以下主要討論幾種常用脈沖波形的產(chǎn)生與變換電路：1.施密特觸發(fā)器：主要用以將非矩形脈沖變換成上升沿和下降沿都很陡峭的矩形脈沖；2.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：主要用以將脈沖寬度不符合要求的脈沖變換成脈沖寬度符合要求的矩形脈沖；3.多諧振蕩器：產(chǎn)生矩形脈沖；4.555定時器。脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!6.1.1用門電路構成的施密特觸發(fā)器11R1VIG2G1VI1VoVo1R2Vo1.電路組成（a）電路（b）邏輯符號兩個CMOS反相器，兩個分壓電阻1VIVO脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!B、當VI上升，使得VI1=Vth時，電路會產(chǎn)生如下正反饋過程：Vi↑→Vi1↑→Vo1↓→Vo↑C、VI繼續(xù)上升，電路的狀態(tài)不會改變。VI1=Vth=R2/（R1+R2）*VT+

VT+

=（R1＋R2)/R2*Vth

=（1＋R1/R2)*Vth

A、當VI=0V時，經(jīng)G1、G2輸出為VO=0V。（穩(wěn)態(tài)）電路會迅速轉(zhuǎn)換為VO=VDD的狀態(tài)（第二穩(wěn)態(tài)）。此時的VI值(使輸出由低電平變?yōu)楦唠娖剿鶎闹?稱為施密特觸發(fā)器的正向觸發(fā)閾值電平VT+。11R1VIG2G1VI1VoVo1R2VotvI6.1.1用門電路構成的施密特觸發(fā)器脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!（2）工作波形與電壓傳輸特性

VOHVOLVT+vOtt工作波形圖vIVT-回差電壓2(R1/R2)Vth11R1VIG2G1VI1VoVo1R2VoVT＋VT－Vo電壓傳輸特性VIVOLVOHVthVDDΔVT(1)電平觸發(fā),將邊沿緩慢變化的信號變換成邊沿陡峭的矩形波(2)對于正向和負向變化的輸入信號，電路的觸發(fā)轉(zhuǎn)換電平不同6.1.1用門電路構成的施密特觸發(fā)器脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!6.1.2TTL集成施密特觸發(fā)器CMOS的CC40106TTL的CT7413就是施密特觸發(fā)的與非門電路。

6.1.3CMOS集成施密特觸發(fā)器&ABCDYCT7413的符號VT＋VT－Vo電壓傳輸特性VIVOLVOHVthVCCΔV1脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!2.波形整形vIvOVT+VT-&ABCDY脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!6.2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點:(1)僅有一個穩(wěn)態(tài),另一個暫穩(wěn)態(tài)(2)在外加觸發(fā)脈沖的作用下,電路才能從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，而暫穩(wěn)態(tài)不能長久保持,保持一段時間后又自動返回原來的穩(wěn)態(tài)(3)暫穩(wěn)態(tài)保持的時間取決于電路本身的參數(shù),而與外加觸發(fā)信號無關脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!uiCuA≥1uo2RG1G2uo1VDD≥1微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器圖26.2.1用門電路構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!uiCuA≥1uo2RG1G2uo1VDDuiuo1uAuo2ttttVDDVDD0000tP≥1110這個高電平反饋到門G1的輸入端，此時即使ui的觸發(fā)信號撤除，仍能維持門G1的低電平輸出。但是電路的這種狀態(tài)是不能長久保持的，所以稱為暫穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)時，uo1＝0，uo2＝1。（2）外加觸發(fā)信號使電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)當正觸發(fā)脈沖ui到來時，門G1輸出uo1由1變?yōu)?。由于電容電壓不能躍變，uA也隨之跳變到低電平，使門G2的輸出uO2變?yōu)?。6.2.1用門電路構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!uiCuA≥1uo2RG1G2uo1VDDuiuo1uAuo2ttttVDDVDD0000tP≥12.主要參數(shù)輸出脈沖寬度tw，就是暫穩(wěn)態(tài)的維持時間?？梢杂嬎愠觯簍w≈0.7RC暫穩(wěn)態(tài)結束后，電路需要一段時間恢復到初始狀態(tài)。一般，恢復時間

tre=（3-5）RONCRON為

G2輸出低電平時的輸出電阻（1）輸出脈沖寬度tw（2）恢復時間tre（3）分辨時間td為了使單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能夠正常工作，觸發(fā)信號的最小時間間隔,應當滿足td=tw+tre。6.2.1用門電路構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!6.2.4用施密特觸發(fā)器構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器vOvIRC1vAvT+vT-tvitvAtvOtWtw=RCln(VDD/VT-)脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!6.3.1

由門電路構成的多諧振蕩器一.環(huán)形振蕩器vI1111vO1vO2G1G2G3VOT=2*3tpdT=2*ntpdvI1(VO)VO1VO2脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!6.3.2

用施密特觸發(fā)器構成的多諧振蕩器1CRVIVO脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!6.3.4

石英晶體環(huán)形多諧振蕩器石英晶體的阻抗頻率特性圖石英晶體具有很好的選頻特性。當振蕩信號的頻率和石英晶體的固有諧振頻率fo相同時，石英晶體呈現(xiàn)很低的阻抗，信號很容易通過，而其它頻率的信號則被衰減掉。11C1C2G1G2RRvO脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!VCC58437621555555555定時器原理圖1VCO+VCCVO5kΩ5kΩ5kΩC1C2T++－－(2)(6)(5)(8)(4)(3)(7)RDVI1VI2RSQQVO’ABVCO為控制電壓輸入端VCO懸空時,VA＝2/3VCC，VB＝1/3VCC。VCO＝UCO時，VA＝UCO，VB＝1/2UCO

6.4.1集成定時器的工作原理脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!1VCO+VCCVO5kΩ5kΩ5kΩC1C2T++－－(2)(6)(5)(8)(4)(3)(7)RDVI1VI2RSQQVO’RSQn+100Qn01110011不確定輸入輸出RDVI1VI2VOT狀態(tài)0XX低導通1>2Vcc/3>Vcc/3低導通1<2Vcc/3>Vcc/3不變不變1<2Vcc/3<Vcc/3高截止1>2Vcc/3<Vcc/3高截止

6.4.1集成定時器的工作原理脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!

一.構成施密特觸發(fā)器1VCO+VCCVO5kΩ5kΩ5kΩC1C2T++－－(2)(6)(5)(8)(4)(3)(7)RDVI1VI2RSQQVO’VI

6.4.2集成定時器應用舉例脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!VOVCC0.01μF58437621555CRVI1VCO+VCCVO5kΩ5kΩ5kΩC1C2T++－－(2)(6)(5)(8)(4)(3)(7)RDVI1VI2RSQQVO’VI

二.構成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

6.4.2集成定時器應用舉例脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!

三.構成多諧振蕩器電路VCC7843621555Vo1VCO+VCCVO5kΩ5kΩ5kΩC1C2T++－－(2)(6)(5)(8)(4)(3)(7)RDVI1VI2RSQQVO’VICR1R2

6.4.2集成定時器應用舉例脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!脈沖寬度Tw:從上升沿上升到0.5Vm起到下降沿下降到0.5Vm之間的時間。脈沖周期T:周期性重復的脈沖序列中，相鄰兩個脈沖間的時間間隔。占空比:q=tw/T,即脈沖寬度tw與脈沖周期T之比trtf0.1Vm0.5Vm0.9VmTWVmT脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!施密特觸發(fā)器的特點：(1)電平觸發(fā),將邊沿緩慢變化的信號變換成邊沿陡峭的矩形波(2)對于正向和負向變化的輸入信號，電路的觸發(fā)轉(zhuǎn)換電平不同6.1.4施密特觸發(fā)器的應用6.1.2TTL集成施密特觸發(fā)器6.1.3CMOS集成施密特觸發(fā)器6.1.1用門電路構成的施密特觸發(fā)器6.1施密特觸發(fā)器脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!2.工作原理(1)工作過程設CMOS反相器的閾值電壓Vth=VDD/2，VOH=VDD,VOL=0輸入信號vI為三角波。

11R1VIG2G1VI1VoVo1R2VotvI6.1.1用門電路構成的施密特觸發(fā)器脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!D、如果VI下降，VI1也會下降。E、當VI1下降到Vth時，電路又會產(chǎn)生以下的正反饋過程：Vi↓→Vi1↓→Vo1↑→Vo↓F、電路會迅速轉(zhuǎn)換為為VOL的穩(wěn)態(tài).此時的VI值(使輸出由高電平變?yōu)榈碗娖剿鶎闹?稱為施密特觸發(fā)器的負向觸發(fā)閾值電平VT-。G、VI再下降，電路將保持狀態(tài)不變。VT-

=（1-R1/R2)*Vth

11R1VIG2G1VI1VoVo1R2VotvI6.1.1用門電路構成的施密特觸發(fā)器脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!施密特觸發(fā)反相器(b)電壓傳輸特性(c)邏輯符號6.1.1用門電路構成的施密特觸發(fā)器脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!6.1.4施密特觸發(fā)器的應用1.波形變換vIvOVT+VT-波形變換和整形&ABCDY脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!3.幅度鑒別vIvOVT+VT-幅度鑒別波形&ABCDY脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!6.2.1用門電路構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

圖示為CMOS門電路構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，因其阻容元件R、C構成了微分電路，故稱為微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器圖1VIVRC11VoG1G2Vo1≥1R1RC≥VI1脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!當沒有觸發(fā)信號時，ui為低電平。因為門G2的輸入端經(jīng)電阻R接至VDD，VA為高電平，因此uo2為低電平；門G1的兩個輸入均為0，其輸出uo1為高電平，電容C兩端的電壓接近為0。這是電路的穩(wěn)態(tài)，在觸發(fā)信號到來之前，電路一直處于這個狀態(tài)：uo1＝1，uo2＝0。1.工作原理0011uiCuA≥1(a)電路(b)波形uo2RG1G2uo1VDDuiuo1uAuo2ttttVDDVDD0000tP≥1（1）沒有觸發(fā)信號時電路工作在穩(wěn)態(tài)010016.2.1用門電路構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!uiCuA≥1uo2RG1G2uo1VDDuiuo1uAuo2ttttVDDVDD0000tP≥101由于這時G1輸入觸發(fā)信號已經(jīng)過去，G1的輸出狀態(tài)只由uo2決定，所以G1又返回到穩(wěn)定的高電平輸出。uA隨之向正方向跳變，加速了G2的輸出向低電平變化。最后使電路退出暫穩(wěn)態(tài)而進入穩(wěn)態(tài)，此時uo1＝1，uo2＝0。（3）電容充電使電路由暫穩(wěn)態(tài)自動返回到穩(wěn)態(tài)從暫穩(wěn)態(tài)自動返回穩(wěn)態(tài)之后，電容C放電，使電容上的電壓恢復到穩(wěn)態(tài)時的初始值。在暫穩(wěn)態(tài)期間，VDD經(jīng)R和G1的導通工作管對C充電，隨著充電的進行，C上的電荷逐漸增多，使uA升高。當uA上升到閾值電壓時，G2的輸出uo2由1變?yōu)?。16.2.1用門電路構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!在使用微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器時，輸入觸發(fā)脈沖的寬度應小于輸出脈沖的寬度，否則電路不能正常工作。3.對輸入觸發(fā)脈沖寬度的要求uiuo1uAuo2ttttVDDVDD0000tP6.2.1用門電路構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!6.3多諧振蕩器多諧振蕩器是一種自激振蕩電路，無需外加輸入信號，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換完全由電路自行完成，電源接通后就可自動的產(chǎn)生矩形脈沖。產(chǎn)生的矩形脈沖含有豐富的高次諧波分量，因此習慣上稱其為多諧振蕩器。多諧振蕩器不存在穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)，故又稱無穩(wěn)態(tài)電路。脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!二.帶RC延遲電路的環(huán)形振蕩器vI1vI2vI3vO1vO2G1G2G3RC環(huán)形振蕩器CRSR1116.3.1

由門電路構成的多諧振蕩器脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!T2VT+VT-vOtt工作波形圖vIT1

接通電源瞬間，電容C上的電壓為0，

Vi為低電平，則VO為高電平。VO1CRVIVO通過電阻R對電容C充電，直到

Vi達到VT+，電路翻轉(zhuǎn)，VO變成低電平。而后電容C又通過電阻R放電，直到Vi降到VT－，電路翻轉(zhuǎn)，VO又恢復高電平。如此往復循環(huán)，電路無需外加信號便實現(xiàn)了多諧振蕩。T=T1+T2=RCln(VDD-VT-)/(VDD-VT+)+RCln(VT+/VT-)6.3.2

用施密特觸發(fā)器構成的多諧振蕩器脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!

6.4555集成定時器

6.4.1集成定時器的工作原理比較器：V+＞V－：

1V+＜V－：0

V－

V+

VO

－+ARSQn+100Qn01110011不確定SDRDQQSR脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!1VCO+VCCVO5kΩ5kΩ5kΩC1C2T++－－(2)(6)(5)(8)(4)(3)(7)RDVI1VI2RSQQVO’AB輸入輸出RDVI1VI2VOT狀態(tài)0XX低導通1>2Vcc/3>Vcc/3低導通RSQn+100Qn01110011不確定

6.4.1集成定時器的工作原理脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!

6.4.2集成定時器應用舉例

一.構成施密特觸發(fā)器

二.構成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

三.構成多諧振蕩器脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!工作波形

1VCO+VCCVO5kΩ5kΩ5kΩC1C2T++－－(2)(6)(5)(8)(4)(3)(7)RDVI1VI2RSQQVO’VI電壓傳輸特性ΔT=1/3VccVT+=2/3VccVT-=1/3Vcc

6.4.2集成定時器應用舉例脈沖波形的產(chǎn)生與整形李燕榮版教材共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!1VCO+VCCVO5kΩ5kΩ5kΩC1C2T++－－(2)(6)(5)(8)(4)(3)(7)RDVI1VI2RSQQVO’VI穩(wěn)態(tài)時,Vi＝1接通Vcc后瞬間，V