1、掌握脈沖波形的主要參數(shù)及常見(jiàn)脈沖波形； 了解非門(mén)組成的多諧振蕩器的電路形式和工作原理； 會(huì)用集成門(mén)電路搭接多諧振蕩器； 了解石英晶體多諧振蕩器電路的構(gòu)成； 掌握單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作特點(diǎn)； 熟悉集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的功能及其應(yīng)用； 掌握施密特觸發(fā)器的工作特點(diǎn)； 熟悉集成施密特觸發(fā)器的功能及其應(yīng)用； 會(huì)測(cè)試集成施密特觸發(fā)器的主要參數(shù)。,10.1.1 脈沖的基本概念,一、脈沖的概念,脈沖是指一種瞬間突變、持續(xù)時(shí)間極短的電壓或電流信號(hào)。它可以是周期性變化的，也可以是非周期性的或單次的。 如圖所示電路是一個(gè)簡(jiǎn)單的矩形脈沖波信號(hào)發(fā)生器，反復(fù)接通和斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，在電阻 上得到的輸出電壓 ， 就是一串矩形脈沖波。波形

2、如圖所示。,10.1.1 脈沖的基本概念,二、常見(jiàn)的幾種脈沖波形,脈沖信號(hào)種類(lèi)繁多，常見(jiàn)的脈沖波形有矩形波、鋸齒波、尖峰波、梯形波、階梯波等，如圖所示。數(shù)字電路中用到的脈沖波形通常為矩形波。,10.1.1 脈沖的基本概念,三、矩形脈沖波的參數(shù),1. 脈沖幅值 脈沖從起始值到最大值之間的變化量，表征脈沖信號(hào)強(qiáng)弱的參數(shù)。,2. 脈沖上升時(shí)間 脈沖從起始值開(kāi)始突變的一邊稱脈沖前沿。脈沖前沿從0.1 上升到0.9 所需的時(shí)間稱上升時(shí)間 。 值越小，脈沖前沿越陡直，波形越接近理想的脈沖波形。,3. 脈沖下降時(shí)間 脈沖從峰值躍變到起始值的一邊稱脈沖后沿。脈沖后沿從0.9 下降到0.1 所需的時(shí)間稱下降時(shí)間

3、 。 值越小，脈沖后沿越陡直。,4. 脈沖寬度 在0.5 處從一個(gè)脈沖的前沿到后沿之間的時(shí)間稱脈沖寬度 。 越大，脈沖出現(xiàn)后持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)。,6. 占空比 脈沖寬度 與脈沖周期 之比稱占空比即 。占空比為50%的矩形波即為方波。,5. 脈沖周期 周期性重復(fù)的脈沖，兩個(gè)相鄰脈沖前沿（或后沿）之間的時(shí)間間隔稱脈沖周期 。其倒數(shù)為脈沖的頻率 ， 。,各參數(shù)如圖所示。,10.1.2 多諧振蕩器,一、集成門(mén)電路組成的多諧振蕩器,1.電路組成,如圖所示是一個(gè)常用的非門(mén)電路多諧振蕩器，圖中兩個(gè)非門(mén)接成RC耦合正反饋電路，使之產(chǎn)生振蕩。RC的另一個(gè)重要作用是組成定時(shí)電路，決定多諧振蕩器的振蕩頻率和脈沖寬度。,多

4、諧振蕩器圖形符號(hào),常用的非門(mén)電路多諧振蕩器,10.1.2 多諧振蕩器,一、集成門(mén)電路組成的多諧振蕩器,2. 振蕩周期的估算,矩形脈沖的周期是由電容充、放電時(shí)間決定，可按下式估算 在實(shí)際應(yīng)用中，常通過(guò)調(diào)換電容C的容量來(lái)粗調(diào)振蕩周期，通過(guò)改變電阻R的值來(lái)細(xì)調(diào)振蕩周期，使電路的振蕩頻率達(dá)到要求。 用RC作為定時(shí)元件和非門(mén)電路組成的多諧振蕩器有多種電路形式。如圖所示。,兩個(gè)非門(mén)和兩個(gè)RC電路的多諧振蕩器,三個(gè)非門(mén)和兩個(gè)RC電路的環(huán)形多諧振蕩器,10.1.2 多諧振蕩器,二、石英晶體多諧振蕩器,在多諧振蕩器中接入石英晶體，就可以構(gòu)成石英晶體多諧振蕩器。如圖所示。 當(dāng)信號(hào)頻率與石英晶體固有的諧振頻率 相等

5、時(shí)，它的阻抗為0，使該信號(hào)容易通過(guò)，形成正反饋，產(chǎn)生振蕩。而對(duì)其他頻率，石英晶體呈現(xiàn)高阻抗，正反饋的路徑被切斷，不能起振。因此，振蕩器輸出矩形波的頻率 就等于石英晶體的諧振頻率 ， 與電路其他元件參數(shù)無(wú)關(guān)。 石英晶體的溫度系數(shù)很小，振蕩頻率 穩(wěn)定，常用于電子設(shè)備的基準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)。,10.1.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是指有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的波形變換電路。它的工作特性具有如下顯著特點(diǎn)： 第一、 它有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)定狀態(tài)。若無(wú)外界觸發(fā)脈沖作用，電路將始終保持穩(wěn)定狀態(tài)。 第二、 在外界觸發(fā)脈沖作用下，能從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時(shí)間以后，再自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)。 第三、 暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)

6、間的長(zhǎng)短通常都是靠RC 電路的充、放電過(guò)程來(lái)維持的。與觸發(fā)脈沖的寬度和幅度無(wú)關(guān)。,10.1.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,一、不可重復(fù)觸發(fā)的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,不可重復(fù)觸發(fā)型的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一旦被觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)以后，再加入觸發(fā)脈沖，電路的輸出脈沖寬度 不受其影響，仍由電路中的R、C參數(shù)確定，必須在暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束以后，它才能接收下一個(gè)觸發(fā)脈沖而轉(zhuǎn)入暫穩(wěn)態(tài)。不可重復(fù)觸發(fā)的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的圖形符號(hào)和工作波形。如圖所示。,10.1.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,一、不可重復(fù)觸發(fā)的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,1. 引腳排列及邏輯符號(hào)， TTL集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS21的引腳排列和邏輯符號(hào)如圖所示。,10.1.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,一、不可重復(fù)觸

7、發(fā)的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,2. 邏輯功能,1) 禁止觸發(fā)狀態(tài) 當(dāng)B為高電平， 中有一個(gè)輸入為低電平時(shí)，電路為禁止觸發(fā)狀態(tài)， 端維持0。 當(dāng)B為低電平時(shí)，電路為禁止觸發(fā)狀態(tài)， 端維持0。 當(dāng) 兩個(gè)輸入全為高電平時(shí)，電路為禁止觸發(fā)狀態(tài)， 端維持0。,2) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)功能 當(dāng)B為高電平， 中有一個(gè)或兩個(gè)產(chǎn)生由1到0的負(fù)跳變時(shí)， 端有正脈沖輸出。 當(dāng) 兩個(gè)輸入中有一個(gè)或兩個(gè)為低電平，B產(chǎn)生由0到1的正跳變時(shí)， 端有正脈沖輸出。功能表如圖所示。,10.1.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,二、可重復(fù)觸發(fā)的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在電路被觸發(fā)而進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)以后，如果再次加入觸發(fā)脈沖，電路將重新被觸發(fā)，使輸出脈

8、沖再繼續(xù)維持一個(gè) 寬度 。它的輸出脈沖脈寬度可根據(jù)觸發(fā)脈沖的輸入情況的不同而改變?？芍貜?fù)觸發(fā)的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的圖形符號(hào)和工作波形。所圖所示。,10.1.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,1. 引腳排列及邏輯符號(hào) ，TTL集成可重復(fù)觸發(fā)器的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS123的引腳排列和邏輯符號(hào)，如圖所示。,二、可重復(fù)觸發(fā)的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,10.1.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,二、可重復(fù)觸發(fā)的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,2. 邏輯功能,1) 復(fù)位清0 當(dāng) 時(shí)，不論其他輸入端為何種狀態(tài)，輸出端 立即為0。故 的清0功能具有最高優(yōu)先級(jí)。使用其他輸入引腳功能時(shí)， 必須置1。功能表如圖所示。,2)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)功能,當(dāng) ，由0到1正跳變時(shí)， 端有正

9、脈沖輸出。,當(dāng) ， 由1到0負(fù)跳變時(shí)， 端有正脈沖輸出。,當(dāng) ， 由0到1正跳變時(shí)， 端也有正脈沖輸出。,3）禁止觸發(fā) 在 或 時(shí)，電路處禁止觸發(fā)狀態(tài)（即穩(wěn)定狀態(tài)）， 維持0。,10.1.4 施密特觸發(fā)器,一、施密特觸發(fā)器的主要參數(shù)與工作波形,反相輸出施密特觸發(fā)器 同相輸出施密特觸發(fā)器,1. 主要參數(shù) （1）上限觸發(fā)電壓(正向閾值電壓) 上升過(guò)程中，輸出電壓 產(chǎn)生跳變所對(duì)應(yīng)的輸入電壓值。 （2）下限觸發(fā)電壓（負(fù)向閾值電壓） 下降過(guò)程中，輸出電壓 產(chǎn)生跳變所對(duì)應(yīng)的輸入電壓值。 （3）回差電壓 ?；夭铍妷涸酱?，施密特觸發(fā)器的抗干擾性越強(qiáng)。,2.工作波形 如圖所示，當(dāng)輸入三角波時(shí)，根據(jù)施密特觸發(fā)器的

10、電壓傳輸特性，可得到對(duì)應(yīng)施密特觸發(fā)器的輸出波形。,10.1.4 施密特觸發(fā)器,二、CMOS集成施密特觸發(fā)器,集成施密特反相器CC40106,CC4093為四2輸入施密特與非門(mén)，引腳與74LS00兼容。 CC40106為六施密特反相器，引腳與74LS04兼容。它與普通反相器的邏輯功能一樣，差異在于施密特反相器存在上、下限觸發(fā)電壓。不同型號(hào)的集成施密特觸發(fā)器的 和 具體數(shù)值可從集成電路手冊(cè)中查到。如圖所示靜態(tài)參數(shù)如表所示。,10.1.4 施密特觸發(fā)器,三、TTL集成施密特觸發(fā)器,74LS24、74LS32、74LS132為四2輸入施密特與非門(mén)，引腳與74LS00兼容。 74LS13、74LS18為

11、二4輸入施密特與非門(mén)，引腳與74LS20兼容。 74LS14、74LS19為六施密特反相器，引腳與74LS04兼容。其主要參數(shù)的典型值如表所示。,了解555時(shí)基電路的電路框圖和引腳功能； 掌握555時(shí)基電路的邏輯功能； 掌握555時(shí)基電路構(gòu)成的多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器的電路構(gòu)成，理解其工作原理； 了解555時(shí)基電路的典型應(yīng)用； 會(huì)搭接和測(cè)試555時(shí)基電路構(gòu)成的雙音報(bào)警電路。,10.2.1 555時(shí)基電路,一、電路組成和引腳功能,1電路組成,一般由分壓器、比較器、觸發(fā)器和開(kāi)關(guān)及輸出等四部分組成。如圖所示。,555時(shí)基電路的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu),10.2.1 555時(shí)基電路,一、電路組成和引

12、腳功能,2引腳功能，引腳功能如表所示。,10.2.1 555時(shí)基電路,二、邏輯功能 功能表如下表所示。,10.2.2 555時(shí)基電路的應(yīng)用,一、構(gòu)成多諧振蕩器,1. 電路組成,如圖所示是555時(shí)基電路組成的一個(gè)典型多諧振蕩器。,10.2.2 555時(shí)基電路的應(yīng)用,一、構(gòu)成多諧振蕩器,2. 工作過(guò)程,設(shè)電路中電容兩端的初始電壓為0， 時(shí) ，輸出端為高電平，放電端斷開(kāi)。電源 對(duì)電容C充電，充電回路 地，輸出為高電平。,如圖所示 隨著電容充電，電路狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，輸出為低電平，放電端導(dǎo)通，電容通過(guò)開(kāi)關(guān)管VT放電，放電回路 地。當(dāng) 時(shí)，電路狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，輸出為高電平，放電端斷開(kāi)，電容C又開(kāi)始充電，重復(fù)上述過(guò)程形

13、成振蕩，輸出電壓為連續(xù)的矩形波。,10.2.2 555時(shí)基電路的應(yīng)用,一、構(gòu)成多諧振蕩器,3. 輸出脈沖周期 電容充電形成的第一暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間 電容放電形成的第二暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間 所以，電路輸出脈沖周期,10.2.2 555時(shí)基電路的應(yīng)用,二、構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,1電路組成,如圖所示是555時(shí)基電路組成的一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。,10.2.2 555時(shí)基電路的應(yīng)用,二、構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,2. 工作過(guò)程,接通電源， 通過(guò) 對(duì)電容C充電，使 ，定時(shí)器輸出為低電平，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)。這時(shí)，開(kāi)關(guān)管 導(dǎo)通，電容C被旁路，電路仍處于原穩(wěn)定狀態(tài)，輸出為低電平。,當(dāng) 的負(fù)觸發(fā)脈沖到來(lái)時(shí)，電路狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，輸出為高電平。這時(shí)，開(kāi)關(guān)管 截止，電源通過(guò)電阻 向電容 充電。當(dāng) 時(shí)，電路狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，輸出為低電平， 時(shí)，電路由暫穩(wěn)態(tài)變?yōu)榉€(wěn)態(tài)，此時(shí)，開(kāi)關(guān)管VT導(dǎo)通，電容C被旁路電路仍處于原穩(wěn)定狀態(tài)，輸出為低電平。,10.2.2 555時(shí)基電路的應(yīng)用,二