1、数字电路与逻辑设计,第九章 脉冲单元电路讨论脉冲波形的产生、变换和整形,脉冲信号,周期T,脉冲宽度Tw,0.5Vm,0.9Vm,0.1Vm,占空比 q=Tw/T,上升时间,下降时间,施密特触发器,施密特触发器的工作特点：, 施密特触发器属于电平触发器件，适用于缓慢变化的信号， 当输入信号达到某一定电压值时，输出电压会发生突变。, 电路有两个阈值电压。 输入信号增加和减少时，电路的阈值电压不同，电路具有如下图所示的传输特性 。,集成门构成的施密特触发器,门电路组成的施密特触发器,1.4V,0.7V,回差特性,VTH，上限触发电平 VTL，下限触发电平 回差电压：VTH VTL,整形、波形变换要求
2、回差小,回差电压设置合适，可以完成波形整形,回差电压设置不合适，得不到相应输出,消除干扰要求一定的回差,施密特触发器的应用,1. 波形的整形及变换,合理选择回差电压，可消除干扰信号。,2. 干扰抑制,3. 幅度鉴别,(VT+),集成运放构成的施密特触发器,+,-,R1,R2,Vi,Vp,V0,VTH= VOH R2/(R1+R2) VTL= VOL R2/(R1+R2),回差：VTL=（ VOH-VOL） R2/(R1+R2) 方便调节,集成运放构成的施密特触发器,单稳触发器,一个稳定状态（及一个暂稳状态） 无触发信号加入，电路处于稳定状态 外加触发信号，电路转换到另一个状态赞稳状态；维持一段
3、事件后，电路自动返回稳态。,集成运放构成的单稳触发器,+Vw,FVw,Vd,FVw Vd,FVw Vi Vd,-Vw,-FVw,波形参数,暂稳态脉冲宽度：,取R1=R2，VwVd，Tw：0.69RC,恢复时间：,取R1=R2，Tr：0.41RC,集成单稳态触发器,不可重复触发,可重复触发,被重复触发,74121,两种触发方式,74121的应用,不外接定时元件，输出脉宽30ns或35ns 外接定时元件，输出脉宽0.7RTCT（40ns28S）,74121的主要参数,(1) 输出脉冲宽度tW 使用外接定时元件： tW 0.7RextC不使用外部定时元件： tW 35ns （2）输入触发脉冲最小周期
4、TminTmin= tWtretre是恢复时间。74121内部电阻=2k，外接电阻Rext可在1.440k之间选择，外接电容C可在10pF10F之间选择，当R=2k时， 最大占空比qmax为67%；当R=40k时，最大占空比qmax可达90%。,74122,74122,74122,单稳态触发器的应用,定时,tw,t w,延时,组成噪声消除电路,D,CP,(R),噪声多表现为尖脉冲，宽度较窄，而有用的信号的宽度较宽。,注意：单稳触发器的输出脉宽应大于噪声宽度 而小于信号脉宽，才可消除噪声。,74121的应用,不外接定时元件，输出脉宽30ns或35ns 外接定时元件，输出脉宽0.7RTCT（40n
5、s28S）,自激多谐振荡器,矩形波（多谐）发生器 两个暂稳态，无需外加触发即能产生矩形脉冲或方波 电路形式多样,多谐振荡器的基本组成,开关器件：产生高、低电平,反馈延迟环节：利用RC电路的充放电特性实现延时，将 输出电压恰当地反馈给开关器件使之改变输出状态以获得所需要的振荡频率。,集成运放构成的多谐振荡器,施密特触发器构成多谐振荡器,单稳触发器构成的多谐振荡器,石英晶体振荡器,稳定性高,555定时器是一种应用方便的中规模集成电路,只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。,555定时器,电阻分压器,电压比较器,基本RS触发器,复位输入端(0
6、),输出缓冲反相器,集电极开路输出三极管,1、电路组成,0,1,0,9.4.1 555定时器,如果悬空,0,1,0,1,0,1,0,1,1,0,1,1,1,保持,保持,2、工作原理,555定时器功能表,9.4.1 555定时器,9.4.2 定时器应用举例,一、用555定时器组成单稳态触发器不可重复触发单稳,v,O,o,o,t,t,2,a、接通电源电路进入稳态O =0,t,t,1、工作原理,C1_,C2+,一、用555定时器组成单稳态触发器,b、当输入信号下降沿到达时, 电路进入暂稳态,C1+,tW,tw=RC1n31.1RC,c、电容放电, 电路自动返回到稳态,1、工作原理,一、用555定时器
7、组成单稳态触发器,2、用555定时器组成可重复触发单稳,二、用555定时器组成多谐振荡器,v,2,3,V,CC,1,3,V,CC,v,C,0,t,1,t,2,tPL,tPH,tPL=R2C1n20.7R2C,tpH = (R1+R2)C1n20.7(R1+R2)C,不变,不变,导通,0,截止,1,导通,0,T,VO,VI2,VI1,输 出,输 入,截止,二、用555定时器组成多谐振荡器,tPL=RBC1n20.7RBC,tpH = RAC1n20.7RAC,占空比可调,三、用555定时器组成施密特触发器,0,1,3,V,CC,2,3,V,CC,v,I,v,O,V,OH,作业,9.7 9.8 9.10,
