第六章脉冲波形的产生和整形 §6-1概述 §6-2施密特触发器 §6-3单稳态触发器 §6-4多谐振荡器 §6-5555定时器及其应用
第六章 脉冲波形的产生和整形 §6-1 概述 §6-3 单稳态触发器 §6-4 多谐振荡器 §6-5 555定时器及其应用 §6-2 施密特触发器
§6-1概述 获取矩形脉冲波形(时钟)的途径有两种: 1、用多谐振荡器直接产生 2、用整形电路把已有的周期性变化的波形整形产生 e矩形脉冲波形的整形电路一一施密特触发器、单稳态触发器 用门电路可以构成施密特触发器、单稳态触发器 和多谐振荡器 ③用555定时器也可以构成施密特触发器、单稳态触发器 和多谐振荡器
§6-1 概述 获取矩形脉冲波形（时钟）的途径有两种： 2、用整形电路把已有的周期性变化的波形整形产生 1、用多谐振荡器直接产生 矩形脉冲波形的整形电路——施密特触发器、单稳态触发器。 用门电路可以构成施密特触发器、单稳态触发器 和多谐振荡器。 用555定时器也可以构成施密特触发器、单稳态触发器 和多谐振荡器
§6-2施密特触发器 施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路 6-2-1特点和用途 、特点 1、电平触发:触发信号U可以是变化缓慢的模拟信号,U达 某一电平值时,输出电压U0突变。U0为脉冲信号。 2、电压滞后传输:输入信号U从低电平上升过程中,电路状 态转换时对应的输入电平,与U1从高电平下降过程中电路状 态转换时对应的输入电平不同。 利用上述两个特点,施密特触发器不仅能将边沿缓慢变化 的信号波形整形为边沿陡峭的矩形波,还可以将叠加在矩形脉 冲高、低电平上的噪声有效地清除。 儕<心
§ 6-2 施密特触发器 6-2-1 特点和用途 一、特点 1、电平触发：触发信号UI可以是变化缓慢的模拟信号， UI达 某一电平值时，输出电压U0突变。 U0为脉冲信号。 2、电压滞后传输：输入信号UI从低电平上升过程中，电路状 态转换时对应的输入电平，与UI 从高电平下降过程中电路状 态转换时对应的输入电平不同。 施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路。 利用上述两个特点，施密特触发器不仅能将边沿缓慢变化 的信号波形整形为边沿陡峭的矩形波，还可以将叠加在矩形脉 冲高、低电平上的噪声有效地清除
二、输出特性 同向输出特性: 反向输出特性: 当U1=0时,U。=Uo 当U1=0时,U。=UH H oH 0 0 T T+ T T+ UI ↑=Vr+时,U=Uan V时,U=U U=Vr时,U=U 时,UI=U 正向阈值电平Vr:U上升时,引起U突变时对应的U1值 负向阈值电平Vr:U1下降时,引起U。突变时对应的U值 用途整形,构成单稳态触发器,构成多谐振荡器
同向输出特性： VT+ Uo UI UoL UoH 二、 输出特性 VT 反向输出特性： VT+ Uo UI UoL UoH UI = VT+时， Uo = UoL UI = VT- 时， Uo = UoL UI = VT- 时， Uo = UoH VT UI = VT+ 时， Uo = UoH 0 0 当UI = 0时，Uo= UoL 当UI = 0时， Uo= UoH 正向阈值电平VT+：UI 上升时，引起Uo 突变时对应的UI 值。 负向阈值电平VT- ：UI 下降时，引起Uo 突变时对应的UI值。 三、用途 整形，构成单稳态触发器，构成多谐振荡器
6-2-2用门电路构成施密特触发器 R2 构成(用CMOS非门) R 二、工作原理 1 b U Uol UC 说明 0 0 同相施密特触发器 T+ V TH U下降→V→Vm01G、G2门将要翻转 过程中=Ⅴ TH Uo突变 <V <V
UI UI’ UO1 UO 1 1 R2 R1 G1 G2 6-2-2 用门电路构成施密特触发器 一、构成 UI UO1 UO 说 明 UI =0 0 0 1 0 同相施密特触发器 UI上升 过程中 VT- >VTH 0 1 0 1 1 0 VT- VTH =VT- =VTH G1、G2门将要翻转 UO突变 1 UI’ （用CMOS非门） => => => => 二、工作原理 >VT+ >VTH 0 1 <VT- <VTH 1 0
、举例 设U为缓慢变化的三角波: G1门的阈值电平 VT+ VTH VT- Uo OH OL
三、举例 设UI为缓慢变化的三角波： UI t VTH VT+ VTUO UOL t UOH G1门的阈值电平
四、计算回差电压△Vr R2 1、求Vr+ RI G2 在U从0开始上升时,N1b1Uo OH UO=UOL。 在U→V,U1→Vm,G1、G2门要翻转前的瞬间, 电路中电流流向和电位情况见图。 从求U1入手求V+: R UI'=VTH=UR2 R,+R R,+R V=(1+ R RR TH
四、计算回差电压 ΔVT 1、求VT+ 在UI从0开始上升时， UO=UOL。 UOH U 1 I ， G1 R1 R2 UI G2 1 UO VT+ VTH UOL 从求UI ,入手求VT+ ： UI , = VTH =UR2 = R2 R1+R2 VT+ ∴ VT+ = R2 R1+R2 VTH =（1+ R2 R1 ）VTH 在UI VT+ ， UI , => =>VTH ，G1、G2 门要翻转前的瞬间， 电路中电流流向和电位情况见图
求v R2 G1 G2 在U从最大值开始UIR1 下降时,UO=UoH。 VT TH OH 在U→Vr,U1今Vm,Gl1、G2门要翻转前的瞬间, 电路中电流流向和电位情况见图 从求U1入手求VT R UI=UTH=UOH- UR2 UOH-L (UOH VT-R+R R1+R2 R 。VT- OH 又 OH DD. TH 2 DD 故:VT RL)VTH R2
2、求VTUOL U 1 I ， G1 R1 R2 UI G2 1 在 UO UI从最大值开始 下降时，UO=UOH。 VT- VTH UOH 从求UI ,入手求VT- ： UI , = UTH = UOH – UR2 = ∴ VT- = R2 R1+R2 VTH – R2 R1 UOH R2 R1+R2 UOH –[（UOH – VT –） ] 又： 故： UOH = VDD； VTH = VDD 1 2 VT- =（1 – ）VTH R1 R2 电路中电流流向和电位情况见图。 在UI VT+ ， UI , => =>VTH ，G1、G2 门要翻转前的瞬间
3、求回差电压AVT R R AVT EVT+VT-2RVTHR,VDD 当VD一定时,调R1、R2,可调△Ur, 即可调VV,可调U脉宽。 五、电压传输特性 R O /RVTH← U1=0时,U=UoL 是同相施密特特性 六、逻辑符号 T-VTH V T+ VDD &
五、电压传输特性 ∵ UI =0时，UO=UOL ∴ 是同相施密特特性 UI UO VTH VDD 2 VTH R1 R2 3、求回差电压ΔVT ΔVT =VT+ - VT- = 2 VTH R1 R2 = R1 R2 VDD 当VDD一定时，调R1、R2 ，可调ΔUT ， 即可调VT+ VT-，可调UO脉宽。 六、逻辑符号 1 1 & ≥1 VT- VT+
6-2-3集成施密特触发器 常用TTL电路集成施密特触发器有7413等, 常用CMOS电路集成施密特触发器有CC40106等。 6-2-4施密特触发器的应用 (V) 、用于波形变换 例 963 V 已知U为半波,U1m=9V, t 电路的Vr+=6V,V1=3Vx VDD.试画U波形。 t OH
6-2-3 集成施密特触发器 常用TTL电路集成施密特触发器有7413等， 常用CMOS电路集成施密特触发器有CC40106等。 6-2-4 施密特触发器的应用 一、用于波形变换 例： 已知UI为半波，UI m= 9V， 电路的VT+ =6V， VT-=3V UOH =VDD，试画UO波形。 9 6 3 VT+ VTVDD VDD 1 1 UI （V） t o t UO o t UO o