第5◆既冲信号产生与整形 第5章脉冲信号的产生与整形 脉冲信号的产生与整形是在实际工作和较大规模的电路系统中 经常遇到的技术环节。通过本章的学习要掌握脉冲信号产生与 整形的原理、方法以及用于脉冲信号整形和产生的器件的工作 方式和实际应用。 学习内容： 施密特触发器的工作原理和应用，555定时器的工作原理和应 用，各种信号参数的计算
第5章 脉冲信号产生与整形 第5章 脉冲信号的产生与整形 脉冲信号的产生与整形是在实际工作和较大规模的电路系统中 经常遇到的技术环节。通过本章的学习要掌握脉冲信号产生与 整形的原理、方法以及用于脉冲信号整形和产生的器件的工作 方式和实际应用。 学习内容： 施密特触发器的工作原理和应用，555定时器的工作原理和应 用，各种信号参数的计算
第5幸感冲信号产生与整形 施密特触发器 一、用门电路组成的施密特触发器 下图为由G1和G2两个CMOS反相器组成的施密特触发器，输入 电压uI经电阻R1和R2分压来控制反相器的工作状态，要求R 2>R1。 右图分别为施密特触发器反相输出和同相输出的逻辑符号。框 内的丁”为施密特触发器的限定符号。 R2 1o2 ui. u02 uo]
第5章 脉冲信号产生与整形 施密特触发器 一、用门电路组成的施密特触发器 下图为由G1和G2两个CMOS反相器组成的施密特触发器，输入 电压uＩ经电阻R１和R２分压来控制反相器的工作状态，要求R ２＞R１。 右图分别为施密特触发器反相输出和同相输出的逻辑符号。框 内的“ ”为施密特触发器的限定符号
第5幸脉冲信号产生与整形) R2 G1 G2 U uo U R 41= -V 0 R+R u u =Um= R+R2 UTH 所以U,=1+R 0 同理 u↓ U-=(1- RyU R2 0
第5章 脉冲信号产生与整形 T TH TH T I U R R U U R R R u U u R R R u (1 ) 2 1 1 2 / 2 1 1 2 / 2 1 = + + = = + = + + uI uI 所以 同理 T UTH R R U (1 ) 2 1 − = −
第5◆悠冲信号产生与整形) 2.工作原理 施密特触发器有两个稳定状态，而这两个稳定状态的维持和转 换完全取决于输入电压的大小。只要输入电压uI上升到略大于 UT+或下降到略小于UT一时，施密特触发器的输出状态就会 发生翻转，从而输出边沿陡峭的矩形脉冲。 3.施密特触发器的电压传输特性 输入电压上升到使电路状态发生翻转时的值，称为正向阈值 电压，用UT+表示。输入电压uI下降到使电路状态发生翻转时 的值，称为负向阈值电压，用UT一表示。施密特触发器的正向 阈值电压UT+和负向阈值电压UT一的差值，称为回差电压，用 △UT表示。 △U= 2RLUTH R
第5章 脉冲信号产生与整形 2．工作原理 施密特触发器有两个稳定状态，而这两个稳定状态的维持和转 换完全取决于输入电压的大小。只要输入电压uＩ上升到略大于 UＴ+或下降到略小于UＴ－时，施密特触发器的输出状态就会 发生翻转，从而输出边沿陡峭的矩形脉冲。 3．施密特触发器的电压传输特性 输入电压uI上升到使电路状态发生翻转时的值，称为正向阈值 电压，用UＴ+表示。输入电压uＩ下降到使电路状态发生翻转时 的值，称为负向阈值电压，用UＴ－表示。施密特触发器的正向 阈值电压UＴ+和负向阈值电压UＴ－的差值，称为回差电压，用 ΔUＴ表示。 UTH R R U 2 2 1 =
第5李感冲信号产生与整形 电压传输特性反映的是触发器输出电压随输入电压变化的规律， 4o2 UoL 0 Ur- 0 0 U+ 反相施密特触发器电压传输特性 同相施密特触发器电压传输特性 随着输入电压的升高 随着输入电压的升高 和降低，输出电压呈 和降低，输出电压呈 反相变化趋势。 同相变化趋势
第5章 脉冲信号产生与整形 电压传输特性反映的是触发器输出电压随输入电压变化的规律. 反相施密特触发器电压传输特性 同相施密特触发器电压传输特性 随着输入电压的升高 和降低，输出电压呈 反相变化趋势。 随着输入电压的升高 和降低，输出电压呈 同相变化趋势
第5幸脉冲信号产生与整形) 二、集成施密特触发器 1.TTL集成施密特触发器 右图左为施密特触发六反相器 10 -17 1A- &Ⅱ CT7414和CT74LS14的逻辑符号， -2Y 1C- -1Y 它有六个独立的施密特反相器。 3- 右图右为施密特触发双4输入 3 与非门CT7413和CT74LS13的逻 辑符号。 6 TTL集成施密特与非门和缓冲器有如下特点： 可将变化非常缓慢的信号变换成上升沿和下降沿都很陡直的脉冲信号， 具有阈值电压和回差电压温度补偿。因此，电路性能的一致性好。 具有很强的抗干扰能力 ●
第5章 脉冲信号产生与整形 二、集成施密特触发器 1．TTL集成施密特触发器 右图左为施密特触发六反相器 CT7414和CT74LS14的逻辑符号， 它有六个独立的施密特反相器。 右图右为施密特触发双4输入 与非门CT7413和CT74LS13的逻 辑符号。 TTL集成施密特与非门和缓冲器有如下特点： 可将变化非常缓慢的信号变换成上升沿和下降沿都很陡直的脉冲信号。 具有阈值电压和回差电压温度补偿。因此，电路性能的一致性好。 具有很强的抗干扰能力
第5◆味冲信号产生与整形) 2. CMOS集成施密特触发器 左图为施密特六反相器CC40106的逻 10 辑符号。右图为施密特触发四2输入与 非门CC4093的逻辑符号。 当电源电压VDD变化时，对CMOS施 密特触发器的电压传输特性也会产生 定的影响。由于集成CMOS施密特触发 器内部参数离散性的影响，因此，其U 6 T+和UT一也有较大的离散性。 CMOS集成施密特触发器具有如下特点： 可将变化非常缓慢的信号变换为上升沿和下降沿很陡直的脉冲信号。 在电源电压VDD一定时，触发阈值电压稳定，但其值会随VDD变化。 电源电压VDD变化范围宽，输入阻抗高，功耗极小。 抗干扰能力很强
第5章 脉冲信号产生与整形 2．ＣＭＯＳ集成施密特触发器 左图为施密特六反相器CC40106的逻 辑符号。右图为施密特触发四2输入与 非门CC4093的逻辑符号。 当电源电压VDD变化时，对CMOS施 密特触发器的电压传输特性也会产生一 定的影响。由于集成CMOS施密特触发 器内部参数离散性的影响，因此，其U Ｔ+和UＴ－也有较大的离散性。 CMOS集成施密特触发器具有如下特点： 可将变化非常缓慢的信号变换为上升沿和下降沿很陡直的脉冲信号。 在电源电压VDD一定时，触发阈值电压稳定，但其值会随VDD变化。 电源电压VDD变化范围宽，输入阻抗高，功耗极小。 抗干扰能力很强
第5李感冲信号产生与整形 三、 施密特触发器的应用 1.用于波形变换 施密特触发器可用于将三角波、正弦波及其它不规则信号变换 成矩形脉冲。 U U U 0
第5章 脉冲信号产生与整形 三、施密特触发器的应用 1．用于波形变换 施密特触发器可用于将三角波、正弦波及其它不规则信号变换 成矩形脉冲
第5李脉冲信号产生与整形) 2.用于脉冲整形 当传输的信号受到干扰而发生畸变时，可利用施密特触发器的 回差特性，将受到干扰的信号整形成较好的矩形脉冲
第5章 脉冲信号产生与整形 2．用于脉冲整形 当传输的信号受到干扰而发生畸变时，可利用施密特触发器的 回差特性，将受到干扰的信号整形成较好的矩形脉冲
第5◆悠冲信号产生与整形) 3.用于脉冲幅度鉴别 如输入信号为一组幅度不等的脉冲，而要求将幅度大于UT+的 脉冲信号挑选出来时，则可用施密特触发器对输入脉冲的幅度进 行鉴别。 U 抗
第5章 脉冲信号产生与整形 3．用于脉冲幅度鉴别 如输入信号为一组幅度不等的脉冲，而要求将幅度大于ＵＴ+的 脉冲信号挑选出来时，则可用施密特触发器对输入脉冲的幅度进 行鉴别