数字电路第10章脉冲波形产生

（a）放电回路 （b） vA的波形
恢复时间是从VO1跳变为高电平后电容C充电至VOH所经过的时 间。2若020/取7/13充电时间常数的3~5阜倍师，院数则科院得tre=（3~5）（R+RO1）C
这个电路的分辨时间为：td=tTR+tre
与微分型单稳态触发器相比，积分型单稳态触发器具有抗干 扰能力强的优点。同时这也是这种电路的缺点，因为它不适应 窄脉冲触发。
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二、用于脉冲波形的整形 2020图/7/1310.2.8 用施密特触阜师发院数器科院对脉冲整形
三、用于脉冲鉴幅
图10.2.9 用施密特触发器鉴别脉冲幅度
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10.3单稳态触发器 (Monostable Multivibrator)
具有下述特点：1、电路有一个稳态、一个暂稳态； 2、在外来触发信号作用下，电路由稳态转到暂 稳态；经过一段时间后，电路会自动返回稳态。
VC（0）=VOH，VC（∞）=VOL， =（R+RO）C
VC(t)=VC （）- [VC（ ） -VC （0）]e-t/
VC（tw）=VTH=VOL-（VOL-VOH） e-t/
tW
(
R
RO
)C
ln
VOL VOL
VOH VTH
输出脉冲幅度：Vm=VOH-VOL 图10.3.7 图10.3.5电路中电容C的放电回路和vA的波形
窄脉冲输入的情况说明，当 输入脉冲窄于电路暂稳时间 时，电路输出将随输入脉冲 变，已失去了单稳态的意义。
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另外，该电路与微分型单稳态触 发器相比存在的缺点是输出波形 的边沿比较差，这是因为该电路 没有正反馈作用。
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改进的积分型单稳态触发器——窄脉冲触发的积分型单稳
Vo3
Vo1 R
t
回差电压：△VT=VT+-VT-
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0
VT传输特性
VT+
VI
*10.2.2 集成施密特触发器
由于施密特触发器的应用非常广泛，所以无论是在TTL电路 中还是在MOS电路中，都有单片集成的施密特触发器产品。
图10.2.3 带与非功能的TTL集成施密特触发器—7413
因为在电路的输入部分附加了与的逻辑功能，同时
3、暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参 数，与触发脉冲的宽度无关。
6.3.1门电路组成的单稳态触发器
一、微分型单稳态触发器
图为用CMOS门电路和RC微分电 路构成的微分型单稳态触发器。
（1）在稳态下 vi=0，vi2= VDD， 故vO=0， vO1= 1
CMVth= （12/0220）/7/13VDD 。没有触发时，阜电师院路数处科院于稳态，电容C上没有电压。
Vi1
Vo1
Vo
结果是使V0很 快变为VDD
正向阈值电压：输入电压 Vi由小变大使电路输出发 生突变所对应的值。
Vi1=Vth=
R2
R1+R2
所以 VT+=(1+ R1
R2
.VT+ )Vth
Vi
VT+
VT-
VO0 VOH
t
0 工作波形 t
当Vi1>Vth时,电路状态维持
2V02O0/=7/V13 DD不变。
假定电路中CMOS反相器的阈值电压Vth=VDD/2,R1<R2,输入信 号VI为三角波,分析工作过程:
根据叠加原 理可写出:
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Vi1=
R2
VI + R1 V0
R1+R2
R1+R2
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当Vi=0V时，G1门截止，G2门导通，输出端V0=0V。此时 Vi1=0V。输入从0V电压逐渐增加，只要Vi1<Vth，则电路保持 V0=0V。当Vi上升使得Vi1=Vth时，电路产生如下正反馈过程：
10.4.1对称式多谐振荡器
1.电路组成及工作原理
RF取值 0.5~1.9K
图10.4.1 对称式多谐振荡 图10.4.2 TTL反相器
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阜师院数科院（7404）的电压传输特性
如下图正10反.4.馈1所过示程的：对称式多谐振荡器，是由两个反相器G1和 G2经耦合电容C1和C2连接起来的正反馈振荡电路。
图12002.03/7/.123 图10.3.1电路的阜师电院数压科院波形图
主要参数的计算
（1）输出脉冲宽度tw 输出脉冲宽度tw 等于从电容C开始 充电到vi2上升至 VTH的这段时间。
在RON＜＜R的情况下，等效电路可简化为简单的 RC串联电路。该电路的过度过程可用三要素法求 解。
VC(t)=VC （）- [VC（ ） -VC （0）]e-t/
输出端附加了反相器，所以它也叫施密特触发的与非
门，集成电路手册中将其归入与非门类。
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图10.2.4 集成施密特触发器7413的 电压传输特性
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图10.2.5 CMOS集成施密特触发器 CC40106
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图10.2.6 集成施密特触发器CC40106的特性
输入
输出
电路处于 稳定状态
A1
A2
0
X
X
0
X
X
B
vO
vO’
1
0
1
1
0
1
0
0
1
1
1
X
0
1
电路由下 降沿触发
1
↓
1
↓
1
1
电路由 上升沿 触发
↓
↓
1
0
X
↑
X
0
↑
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表10.3阜.1师院集数成科院单稳态触发器74121的功能
图10.3.10 集成单稳态触发器74121的 工作波形图
输出脉冲宽度： tW=RextCextln2=0.69RextCext
为了v产I1生2↑→自激vO振2↓→荡，vI1电↓→路不vO能1↑ 有稳定状态。也就是说要保证 环 转 这 大从进路路折样而而入的放区只引使第对大）要起二称vO倍。振G个性21迅数为荡或暂，速大此。G稳这跳2于，的态一变在1输。过，至反入同程即低相端时与使电器有上反C平的2及面相开而两小的器始v端的O分工充1接迅扰析作电入速动完在而了跳，全放C反变就1一大开馈至会致状始电高被。态放阻电正（电R平反传。F1，馈和输由电回R特于F路路性2电。放的
74121、74221、74LS221都是不可重复触发的单稳态触 发器。74122、74123等是可重复触发的单稳态触发器。
202*0/二7/13、CMOS集成单稳态阜师触院发数科器院
10.4多谐振荡器 Astable Multivibrator
多谐振荡器是一种自激振荡电路，该电路在电源接通后，无需 外接触发信号就能产生一定频率和幅值的矩形波或方波。
V0 VOH
(1) 属于电平触发,当输入信号达到某一定 电压值时,输出电压会发生突变;
（2）输入信号增加和减少时，电路有不同
的v阈i1 值电压。
0
VT- VT+
利用这两个特点不仅能将边沿变化缓慢 VI 的信号波形整形为边沿陡峭的矩形波，而
电压传输特性
且可以将叠加在脉冲信号高低电平上的噪
10.2.1门电路组成的施声密有特效触地发清器除。
由于VO反馈到了输入端，所以即使这时负触发脉冲消 失了，在暂稳态期间vO3的高电平也将继续维持。直到 RC电路放电到Vc=VTH以后，VO才返回高电平，电路回 到稳态。可见这一电路可以实现窄脉冲触发。
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10.3.2 集成单稳态触发器 一、TTL集成单稳态触发器
微分型单稳 态触发器
所充的电荷释放完,使电路恢复初始状态。一般要经过3d （ d=RONC为放电时间常数）的时间。C 放电的等效电路如 上。
(4).分辨时间td
是指在保证电路正常工作的前提下，允许两个相邻触发脉
冲之间的最小时间间隔，td=tw+tre ，即最高工作频率
fMAX=1/td
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fMAX=
td1阜师院数<科院
第十章脉冲波形的产生与脉整冲形周期T——周期性重复
10.1 概述
的脉冲序列中，两个相邻 脉冲之间的时间间隔。
获取矩形脉冲波形的途径不外脉乎冲幅有度两V种M—:用—多脉谐冲电振压 荡器产生;通过整形电路把已有的的最周大期变性化幅变度化。的波
形变换为符合要求的矩形脉冲。脉冲宽度tw——从脉冲前沿
到达0.5VM起，到脉冲后沿 到达0.5VM为止的一段时间。 占空比q——脉冲宽度与脉
稳态时，由于VI=0，所以 VO=VOH，VA=VO1=VOH。
当输入正脉冲以后，VO1跳变为 低电平，但由于电容C上的电压 不能突变，所以在一段时间里VA 仍在202V0/7T/1H3以上。G2两个输入为阜师1院，数科使院 vO跳变为0，电路进入暂态。
暂稳时间tW为从电容开始放电到VA下降至VTH所需的时间。 所以有：
通常Rext的取值在2~30K之间，Cext的取值在10pF~10µF 2之020间/7/1，3 得到tW可达20ns~2阜0师0院m数s科。院内置电阻Rint=2K 。
图10.3.11 集成单稳态触发器74121的外部连接方 法（a）使用外接电阻Rext （下降沿触发）
（b）使用内部电阻Rint （上升沿触发）
冲周期的比值，即q=tw/T
上升时间tr——脉冲前沿从 0.1VM上升到0.9VM所需要 的时间。