1、第8章 脉冲波形的产生和整形,本章导读,通过本章的学习，使读者了解：在数字电路中，提供时钟脉冲信号CP及各种不同频率的脉冲信号一般有两种方法，一是由矩形波振荡器提供，二是利用整形电路将已有的信号变换成所需要的脉冲波形（如矩形波、尖脉冲波、锯齿波等）。本章主要介绍集成555定时器、施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器和相应的集成电路产品及其应用等。,8.1 脉冲电路概述,脉冲电路的主要作用是产生脉冲信号和进行脉冲信号的变换。,几种常用的脉冲波形,脉冲波形的参数 Vm 脉冲最大幅度 tr 脉冲上升时间 tf 脉冲下降时间 tP 脉冲宽度 T周期 f频率 D占空比,8.2 集成555定时器,555
2、定时器是一种中规模集成定时电路（也称555时基电路），555定时电路的产品有双极型和CMOS型两种。,1.电路形式,555集成电路内部结构框图,8.2 集成555定时器,2.功能,8.3 施密特触发器,施密特触发器是一种脉冲信号整形电路，它与一般触发器一样有两个稳定工作状态，但与前面介绍的触发器有如下不同:施密特触发器属于电平触发器，缓慢变化的信号也可作触发输入信号，当触发输入信号达到某一特定阈值时，输出电路会发生突变，施密特触发器的状态会从一个稳态翻转到另一个稳态。回差特性。无记忆功能:施密特触发器的稳态要靠外加信号维持，信号撤除会导致电路状态的改变。,8.3.1 由555定时器构成的施密特
3、触发器,1.电路组成,由定时器构成的施密特触发器,8.3.2 回差电压可调的施密特触发器,回差电压可调的施密特触发器,8.3.3 施密特触发器的应用,波形变换,波形变换,8.3.3 施密特触发器的应用,2.波形整形,波形整形,8.3.3 施密特触发器的应用,3.幅度鉴别,幅度鉴别,8.4 单稳态触发器,8.4.1 由555定时器构成的单稳态触发器1.电路组成,555定时电路构成的单稳态触发器,8.4 单稳态触发器,8.4.1 由555定时器构成的单稳态触发器 2.工作原理单稳态触发器的工作过程一般分为五个阶段： （1）稳态 （2）触发翻转 （3）暂稳态 （4）自动返回 （5）恢复阶段,8.4
4、单稳态触发器,8.4.1 由555定时器构成的单稳态触发器 3.主要参数（1）输出脉冲宽度tpO（2）恢复时间tre（3）最高工作频率fmax,8.4.2 集成单稳态电路,1.不可重复触发单稳态触发器74121（1）图形符号及逻辑功能表,74121图形符号,8.4.2 集成单稳态电路,若T R-A 、T R-B 、T R+ 全为高电平，TR-A 及TR-B 中有一个或两个产生由高到低的负跳变。 若TR-A 、TR-B 输入中有一个或两个为低电平，TR+ 发生由低到高的正跳变。,1.不可重复触发单稳态触发器74121 （2）触发,电路可由稳态翻转到暂稳态,8.4.2 集成单稳态电路,1.不可重复
5、触发单稳态触发器74121 （3）定时74121一经触发进入暂稳态，其定时时间仅取决于定时电阻R和定时电容C的大小，不再受输入的影响。,8.4.2 集成单稳态电路,2.可重复触发单稳态触发器74122（1）图形符号及逻辑功能表,74122图形符号,8.4.2 集成单稳态电路,2.可重复触发单稳态触发器74122 （2）触发集成单稳态触发器74122在被触发，由稳定的“0”态翻转到暂稳态的两种情况。 （3）定时74122集成单稳的脉冲宽度tpO 的大小可以通过三种方式来控制。,不可重复触发的单稳:在稳态情况下一旦进入暂稳态，暂稳态维持时间仅取决于定时元件的参数，与暂稳态期间是否再受到其他触发信号
6、的作用无关，即输出脉冲宽度是固定的。可重复触发的单稳:即使受到前面信号的触发，电路进入暂稳态，后来的触发信号仍可对它起作用，再触发后，电路还可以在暂稳态期间继续维持由定时元件所决定的时间，也就是说，单稳电路输出脉宽可展宽，其展宽的脉冲宽度是第一个触发信号与这个触发信号间的时间间隔。,两类单稳态触发器的区别,8.4.2 集成单稳态电路,3.单稳态触发器的应用 （1）整形 （2）定时 （3）延时,8.4.2 集成单稳态电路,4.微分型单稳态触发器 （1）微分型单稳触发器电路组成,微分型单稳态触发器,8.4.2 集成单稳态电路,4.微分型单稳态触发器（2）工作原理稳态触发翻转暂稳态自动返回恢复阶段,
7、8.4.2 集成单稳态电路,4.微分型单稳态触发器 （3）主要参数输出脉冲宽度tpO恢复时间tre最高工作频率fmax,8.5 多谐振荡器,多谐振荡器是能产生矩形脉冲波的自激振荡器。多谐振荡器一旦振荡起来后，电路没有稳态，只有两个暂稳态。这两种暂稳态交替变化输出矩形脉冲信号，因此又被称作无稳电路。多谐振荡器常用来作为脉冲信号源。,多谐振荡器定性符号,8.5.1 由555定时器构成的多谐振荡器,1.电路形式,由555定时器构成的多谐振荡器,8.5.1 由555定时器构成的多谐振荡器,2.工作原理 （1）暂稳态1 （2）自动翻转1 （3）暂稳态2 （4）自动翻转2 3.特性参数暂稳态维持时间振荡周
8、期振荡频率占空比,8.5.1 由555定时器构成的多谐振荡器,4. 555定时器构成的振荡器的应用举例（1）模拟声响电路（2）电压频率变换器,8.5.2 由两个集成单稳态触发器构成的多谐振荡器,1.电路结构,由两个集成单稳态触发器构成的多谐振荡器,8.5.3 石英晶体振荡器,石英晶体振荡器,石英晶体阻抗频率特性,8.5.4 环形多谐振荡器,1.电路组成,RC环形多谐振荡器,8.5.4 环形多谐振荡器,2.工作原理,两暂稳态等效电路,8.5.4 环形多谐振荡器,3.振荡周期的估算RC环形多谐振荡器的振荡频率取决于R、C值的大小。通常采用波段开关换接电容C实现频率的粗调，而用电位器R实现频段内频率的细调。,本章小结,1、 施密特触发器和单稳态触发器是最常用的两种整形电路。 2、自激的脉冲振荡器，它们不需要外加输入信号，只要接通供电电源，就自动产生矩形脉冲信号。 3、555定时器是一种用途很广的集成电路，除了能组成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器以外，还可以接成各种应用电路。,
