第一节几种常用的脉冲波形的产生与整形电路

脉冲波形的原理和产生与整形

1A 1 1Y 2
2A 3 2Y 4
3A 5 3Y 6
VSS 7
CC40106
29
14 VDD
13 6A 1A 1
12 6Y 1B 2
11 5A 10 5Y 9
4A 8 4Y
3 1Y 2Y 4 2A 5 2B 6
VSS 7
2021/8/14
14 VDD
13 3A 12 3B 11
3Y 10 9 4Y 8 4A
整形级可图6以-9使施输密出特触波发形反的相边器沿更加陡峭，
24
(a输) 原出理级框可图以(b提) 电高压电传路输的特性负载(c)能逻力辑。符号 2021/8/14
2. 施密特触发与非门电路
为了对输入波形进行整形，许多集成门电路采用了施密特触发形式。
比如CMOS的CC4093和TTL的74LS13就是施密特触发的与非门电路。
下限阈值电压
UT–
0.8
V
滞回
电压 UT
0.8
V
27
2021/8/14
特点：
(1)将变化缓慢的信号变换为上升沿和下降沿陡直的脉冲信号； (2)具有阈值电压和回差电压温度补偿，电路一致性好；
典型△UT。 (3)抗干扰能力很强。
28
2021/8/14
二、CMOS集成施密特触发器
CMOS的CC40106为六施密特触发的反相器， CC4093为四2输入与非门。
5
2021/8/14
施密特触发器
主要要求：
了解施密特触发器的电路结构; 理解施密特触发器的工作原理 ; 掌握集成施密特触发器的应用。
6
2021/8/14
施密特触发器
主要用途：把变化缓慢的信号波形变换为边沿陡峭的矩形波。

07脉冲波形的产生和整形

VI VO1 VO
使电路迅速跳变到VO VOH
VA
VTH
R1
R2 R2
VI
VI
VT
(1
R1 R2
)VTH
当VI 1时，VO 1。
当VI 至VA VTH时，进入传输特性的放大区，故
VA VO1 VO
使电路迅速跳变到VO VOL
VA
VTH
VDD
(VDD
VT )
7.2.2施密特触发器的应用用于波形变换
7.2.2施密特触发器的应用用于鉴幅
7.2.2 施密特触发器的应用用于脉冲整形
7.2.3 用施密特触发器构成的多谐振荡器
T
T1
T2
RC ln VDD VDD
VT VT
RC ln VT VT
调节R和C的大小，可以改变振荡周期
输出脉冲占空比可调
同样，若触摸金属片A时，人体感应电信号经R4、 R5加至T1基极，也能使T1导通，触发555，达到上述效果。
练习：救护车报警音响电路
VCC (+12V)
R1 10kΩ
VCC RD
8
4
7
R2
150kΩ
555 3
vI1 6 ( A )
vC
vI2 2
R3
C1 10μF
15 0.01μF
R4
R5 10kΩ
环节,加大t
pd
。
2
第二步：为获取更大延迟,将C的接地端改至G1输出。
通过调整R、C 改（f R不能太大） RC常数远大于Tpd , 因此周期主要计算 RC环节
7.4.5 石英晶体多谐振荡器
1922年美国卡第提出用石英压电效应调制电磁振荡的频率。

脉冲波形的产生与整形详解

④CMOS型555在传输过渡时间里产生的尖峰电流小，仅为2~3mA；而双极型555的尖峰电流高达300~400mA。 ⑤CMOS型555的输人阻抗比双极型的要高出几个数量级，高达1010Ω。 ⑥CMOS型555的驱动能力差，输出电流仅为1~3mA，而双极型的输出驱动电流可达200mA.
一般说来，在要求定时长、功耗小、负载轻的场合宜选用CMOS型555；而在负载重、要求驱动电流大、电压高的场合，宜选用双极型的555。
二、用门电路组成的施密特触发器
将两级反相器串接起来，同时通过分压电阻把输出端的电压反馈到输入端，就构成了施密特触发器电路。 CMOS门，阈值电压
1 VTH VDD，且R1 R2 2
R2
vI
R1
1
v O1
1 G2
vO
' vO
v 'I
G1
6.3.3 用CMOS反相器构成的施密特触发器
6.3.4 图6.3.3电路的电压传输特性 (a)同相输出 (b)反相输出
单稳态触发器
单稳态触发器的工作特性具有如下的显著特点：（1）电路在无外加触发信号作用期间，处于稳态；（2）在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，再自动返回稳态；（3）暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数（阈值电压及外接R、C），与触发脉冲的宽度和幅度无关。
§6.3
施密特触发器
Schmitt Trigger
施密特触发器（电路）是一种特殊的双稳态时序电路，与一般双稳态电路比较，它具有两个明显的特点： 1.施密特触发器是一种优良的波形整形电路，只要输入信号电平达到触发电平，输出信号就会从一个稳态转变到另一个稳态，且通过电路内部的正反馈过程可使输出电压的波形变得很陡。 2.对正向和负向增长的输入信号，电路有不同的阈值电平，这是施密特触发器的滞后特性或回差特性，提高了干扰能力，可有效滤除噪声。

电工电子技术课件太原理工-第12章：脉冲波形的产生与整形 38页 0.7M PPT版

UI
1）UI由0V上升，当 UI<1/3UCC时，比较器
UCC 2/3UCC
A1置1（高电平），比 1/3UCC
较器A2置0（低电平）
，基本RS触发器置1，
O
t
输出高电平。
UCC
2）UI继续上升，当
1/3UCC<UI<2/3UCC时，比
较器A1、 A2置1（高电平
），基本RS触发器置1状态不变，输出高电平。
RT
VCC
ui
48
D7
0
t
TH 6
uo
3
uCT
ui TR 2
2VCC /3
15
t
S
CT
0
uo
若S打开 , 则 ui = 1 ;
t
若S合上 , 则 ui = 0 。
0
TW
R D
TH
ui TR
S
RT 4
7
6
2 1
CT
VCC
8
uo
3
5
若S打开 , 则 ui = 1 ; 若S合上 , 则 ui = 0。
按钮 S 处于打开状态时：
VCC
uC
R1
2VCC /3
D 48
u 7
R2 TH 6 555 3 o
VCC /3
0
t
TR
uC
21 5 C
uo
t
0
输出方波的周期 T的计算:
T1 T2
T = T1 + T2 = 0.7 ( R1 + 2R2 ) C
EWB仿真555组成的多谐振荡器
VCC
uC
R1
2VCC /3

脉冲电路PPT课件

三极管由截止转变为饱和导通所需的时间称为开启时间，即在基区逐渐积累电荷，使电流由小变大所需时间。由饱和导通转变为截止所需的时间称为关闭时间，即在基区通过中和逐渐清除电荷，使电流逐渐变小所需时间。
通常关闭时间比开启时间要长很多倍，这主要是射极输入的载流子在基区中积累电荷比基区中载流子中和这些电荷要快得多，普通开关管的开启时间约为10~30ns，关闭时间约为100~200ns，高频管的开关速度比普通开关管慢得多。对于生物电脉冲，它的前沿约为数毫秒，也可以用高频管代替开关管。
第二节晶体管反相器
一. 晶体三极管的开关特性晶体三极管不仅有放大作用，而且还有开关作用。在
脉冲数字电路中就是利用三极管的开关作用。由其特性曲线知，当基极电流Ib≤0时，晶体管工作在
截止区。此时集电极电流Ic≈0，晶体管的发射结和集电结均处于反向偏置，相当于开关断开。当Ib由零逐渐上升时，晶体管的工作状态由截止区进入放大区，一旦Ib继续上升达到临界饱和电流Ibs时，三极管处于临界饱和状态，如再增大Ib，使Ib>Ibs，三极管进入饱和区。此时集射极电压 Uce接近于零，Ib基本上失去了对Ic的控制能力，相当于开关接通。
体管饱和程度加深，输出信号 Uo仍然为零。如果充电的时间常数(R1+rbe)C小于脉冲宽度，电容C在正脉冲持续期间 (输入高电平)得到完全充电，其电压(左正右负)接近于输入脉冲的幅度电压Um。当输入脉冲下降时，电容C开始放电，迫使基极电位下降到-Um，三极管截止，输出信号 Uo上升到接近于Ec。
电平渐移，对信号
放大、变换和计数等会造成困难。为了克服这个缺点，对电路进行改造，在电阻R上并联一个二极管 D。
输入波形输出波形

第十四章脉冲波形的产生和变换

列如图14-11所示。
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第三节多谐振荡器
振荡器有两大类型:能产生正弦交流信号的电路称为正弦振荡器，产生矩形波(或方波)的电路称为多谐振荡器，如图1412所示。
一、门电路组成的多谐振荡器 1.电路组成图14-13所示为一个由CMOS反相器及电容C,电阻R构成的
自激多谐振荡器
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教学目标
1.掌握脉冲波电压的主要参数。 2.掌握几种常用的脉冲波形产生与变换电路。 3.理解几种常用的脉冲波形产生与变换电路的工作原理、输出
波形的分析及其应用。 4.了解555定时器内部结构框图、基本原理及典型应用。
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第一节概述
一、脉冲的基本概念
1 .常见的脉冲信号：脉冲信号有很多种，如图14-1所示 2.矩形脉冲信号参数如图14-2所示脉冲幅度Vm：用来表示脉冲信号强弱的参数。上升时间：脉冲从0. 1 Vm上升到0. 9 Vm所需要时间下降时间：脉冲从0. 9 Vm下降到0. 1 Vm所需要时间
管集电极开路输出 555定时电路功能表如表14 -2所示。
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第五节 555时基电路
二、555定时电路的应用 1.构成多谐振荡器如图14-24所示。工作原理: (1)接通电源，电容C两端电压较低，v截止，电路输出高电平，
处于第一暂稳态。 (2)随着VCC对C充电的进行，电路进入第二暂稳态 (3)电路处于第二暂稳态时，C开始放电，回到第一暂稳态
加，电路发生下列正反馈，恢复到新的稳定状态
3.波形上述电路的工作波形如图14-10所示。 tw即输出脉宽，表示暂稳态持续时间，由R C充、放电时间决
定，与外加触发信号无关，一般
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第二节单稳态触发器

脉冲波形的产生与整形电路

UOL
0
VT-
VT+
UI
0
VT-
VT+
UI
同相传输特性
反相传输特性
编辑ppt
16
7.2.2 集成施密特触发器
1. CMOS集成施密特触发器
2.
1A 1 1Y 2 2A 3 2Y 4 3A 5 3Y 6 VSS 7
14 VDD 13 6A 12 6Y 11
5A 10 5Y 9
4A 8 4Y
集成施密特触发器CC40106的逻辑功能图
U IV T H V D D (V D D V T )R 1 R 2 R 2
UI
VTR1R 2R2VTH R R1 2VDDVVTT+-
t
VT
(1 R1 R2
)VT
H
UO UOH
ΔVT＝VT+-VT－＝
2 R1 R2
VTH
编辑pUpOt L 0
15 t
3. 电压传输特性
UO UOH
UO UOH
UOL
脉冲的原意被延伸出来即隔一段相同的时间发出的波等机械形式，学术上把脉冲定义为在短时间内突变，随后又迅速返回其初始值的物理量称之为
脉冲。
编辑ppt
5
7.1.1 脉冲信号
脉冲信号现在一般指数字信号，它已经是一个周期内有一半时间（甚至更长时间）有信号。
脉冲信号是一种离散信号，与普通模拟信号（如正弦波）相比，波形之间在时间轴不连续（波形与波形之间有明显的间隔）但具有一定的周期性是它的特点。脉冲信号可以用来表示信息，也可以用来作为载波，比如脉冲调制中的脉冲编码调制（PCM），脉冲宽度调制（PWM）等等，还可以作为各种数字电路、高性能芯片的时钟信号。

数字电路第8章脉冲波形的产生与整形概要

振荡周期为
T T 1 T 2 0 .7 (R 1 R 2 )C
占空比为
DT1 R1 T R1 R2
第8章脉冲波形的产生与整形
4)
用两个多谐振荡器可以组成如图8-7(a)所示的模拟声响电路。适当选择定时元件，使振荡器A的振荡频率 fA=1Hz ，振荡器B的振荡频率 fB= 1kHz。由于低频振荡器A的输出接至高频振荡器B的复位端(4脚)，当Uo1输出高电平时，B振荡器才能振荡，Uo1输出低电平时， B振荡器被复位，停止振荡，因此使扬声器发出 1kHz的间歇声响。其工作波形如图 8-7(b)所示。
到，电路就一直处于Uo=0 的稳定状态。
第8章脉冲波形的产生与整形
② 暂稳态：外加触发信号Ui的下降沿到达时，由于
U21 3UC、 C U6(UC)0，RS触发器Q端置 1，因此Uo=1, V1截止，UCC开始通过电阻R向电容C充电。随着电容C充电的进行，UC不断上升，趋向值UC(∞)=UCC。
电路处于某一暂稳态，电容C上电压UC略低于
，Uo
输出高电平，V1截止，电源UCC通过R1、R2 给电容C充电。随输着出充电电压的Uo进就行一U直C逐保渐持增高高电，平但不只变要，13这U就CC是U第C 一23个U暂CC稳，
态。
第8章脉冲波形的产生与整形
于
2 3
当电容C上的电压UC略微超过
2 3
U6 U23i的U触CC 发期负间脉，冲R消S失触后发，器U状2回态到保高持电不平变，，在因U此2 ，13UUoCC、一直保持高电平不变，电路维持在暂稳态。但当电容C上
的电压上升到
U6
2 3
UCC
时，RS触发器置 0，电路输出Uo
=0，V1导通，此时暂稳态便结束，电路将返回到初始的