数字逻辑电路第11章 脉冲信号的产生与整形

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1、第第第第第第111111章章章章章章 脉冲信号的脉冲信号的脉冲信号的脉冲信号的脉冲信号的脉冲信号的产生与整形产生与整形产生与整形产生与整形产生与整形产生与整形学习要点学习要点第第第第第第111111章章章章章章 脉冲信号的脉冲信号的脉冲信号的脉冲信号的脉冲信号的脉冲信号的产生与整形产生与整形产生与整形产生与整形产生与整形产生与整形11.1.1 555定时器的结构和工作原理定时器的结构和工作原理71COTHTR+UCCuo5k5k5kV265843R + +A1 + +A2DQQRDSD电平触发端电平触发端电压控制端复位端电平有效放电端4.516V71COTHTR+UCCuo5k5k5kV265

2、843R + +A1 + +A2DQQRDSD001R=0时，Q=1 、Q=0 ，uo=0，V导通。71COTHTR+UCCuo5k5k5kV265843R + +A1 + +A2DQQRDSDR=0时，Q=1 、Q=0 ，uo=0，V饱和导通。R=1、UTH2UCC/3、UTRUCC/3时，RD=0、SD=1，Q=1、Q=0，uo=0，V饱和导通。2UCC/3UCC/3001171COTHTR+UCCuo5k5k5kV265843R + +A1 + +A2DQQRDSDR=0时，Q=1 、Q=0 ，uo=0，V饱和导通。R=1、UTH2UCC/3、UTRUCC/3时，RD=0、SD=1，Q=

3、1、Q=0，uo=0，V饱和导通。2UCC/3UCC/31001R=1、UTH2UCC/3、UTRUCC/3时，RD=1、SD=1，Q、Q不变，uo不变，V状态不变。1171COTHTR+UCCuo5k5k5kV265843R + +A1 + +A2DQQRDSDR=0时，Q=1 、Q=0 ，uo=0，V饱和导通。R=1、UTH2UCC/3、UTRUCC/3时，RD=0、SD=1，Q=1、Q=0，uo=0，V饱和导通。2UCC/3UCC/31100R=1、UTH2UCC/3、UTRUCC/3时，RD=1、SD=1，Q、Q不变，uo不变，V状态不变。R=1、UTH2UCC/3、UTRUCC/3时

4、，RD=1、SD=0，Q=0、Q=1，uo=1，V截止。11.1.2 单稳态触发器单稳态触发器2UCC/3CRui8 47 3 6 5552 5 10.01FuoUCCuiuotttP00(a) 电路(b) 工作波形uct0输出脉冲宽度 tp。 tp1.1RC2UCC/3CRui8 47 3 6 5552 5 10.01FuoUCCuiuotttP00uct0接通UCC后瞬间，UCC通过R对C充电，当uc上升到2UCC/3时，比较器A1输出为0，将触发器置0，uo0。这时Q=1，放电管V导通，C通过V放电，电路进入稳态。ui到来时，因为uiUCC/3，使A20，触发器置1，uo又由0变为1，电

5、路进入暂稳态。由于此时Q=0，放电管V截止，UCC经R对C充电。虽然此时触发脉冲已消失，比较器A2的输出变为1，但充电继续进行，直到uc上升到2UCC/3时，比较器A1输出为0，将触发器置0，电路输出uo0，V导通，C放电，电路恢复到稳定状态。uo&uiuAuo(a) 电路示意图(b) 波形图单稳态触发器uououiuAtp单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用uiuotpCR1uc8 47 3 6 5552 5 10.01FuoUCCR2ucuotttP1tP20UCC/32UCC/30(a) 电路(b) 工作波形接通UCC后，UCC经R1和R2对C充电。当uc上升到2UCC/3时，u

6、o=0，V导通，C通过R2和T放电，uc下降。当uc下降到UCC/3时，uo又由0变为1，V截止，UCC又经R1和R2对C充电。如此重复上述过程，在输出端uo产生了连续的矩形脉冲。11.1.3 无稳态触发器无稳态触发器CR1uc8 47 3 6 5552 5 10.01FuoUCCR2ucuotttP1tP20UCC/32UCC/30第一个暂稳态的脉冲宽度 tp1，即 uc从 UCC/3 充电上升到 2UCC/3 所需的时间：tp10.7(R1+R2)C第二个暂稳态的脉冲宽度 tp2，即 uc从 2UCC/3 放电下降到 UCC/3 所需的时间：tp20.7R2C振荡周期：Ttp1tp20.7

7、(R12R2)CC1R1uo18 47 3 6 5552 5 10.01Fuo1UCCR2(a) 电路(b) 工作波形C2R3uo28 47 3 6 5552 5 10.01Fuo2R4C将振荡器的输出电压uo1，接到振荡器中555定时器的复位端（4脚），当uo1为高电平时振荡器振荡，为低电平时555定时器复位，振荡器停止震荡。Rui8 46 7 555 32 5 1uo1+UCCuiuott00(a) 电路(b) 工作波形+UCC1uouCOUT+UT2UCC/3UCC/3控制电压调节回差（1）0iu时，RD=1、SD=0，触发器置 1，即1Q、0Q，uo1uo1。ui升高时，在未到达 2U

8、CC/3 以前，uo1uo1 的状态不会改变。11.1.4 施密特触发器施密特触发器Rui8 46 7 555 32 5 1uo1+UCCuiuott00(a) 电路(b) 工作波形+UCC1uouCOUT+UT2UCC/3UCC/3控制电压调节回差（1）0iu时，RD=1、SD=0，触发器置 1，即1Q、0Q，uo1uo1。ui升高时，在未到达 2UCC/3 以前，uo1uo1 的状态不会改变。（2）ui升高到 2UCC/3 时，比较器 A1输出跳变为 0、A2输出为 1，触发器置0，即跳变到0Q、1Q，uo1、uo也随之跳变到 0。此后，ui继续上升到最大值，然后再降低，但在未降低到 UC

9、C/3 以前，0o1u、0ou的状态不会改变。Rui8 46 7 555 32 5 1uo1+UCCuiuott00(a) 电路(b) 工作波形+UCC1uouCOUT+UT2UCC/3UCC/3控制电压调节回差（1）0iu时，RD=1、SD=0，触发器置 1，即1Q、0Q，uo1uo1。ui升高时，在未到达 2UCC/3 以前，uo1uo1 的状态不会改变。（2）ui升高到 2UCC/3 时，比较器 A1输出跳变为 0、A2输出为 1，触发器置0，即跳变到0Q、1Q，uo1、uo也随之跳变到 0。此后，ui继续上升到最大值，然后再降低，但在未降低到 UCC/3 以前，0o1u、0ou的状态不

10、会改变。（3）ui下降到 UCC/3 时，比较器 A1输出为 1、A2输出跳变为 0，触发器置 1，即跳变到1Q、0Q，uo1、uo也随之跳变到 1。此后，ui继续下降到0，但1o1u、1ou的状态不会改变。施密特触发器的应用施密特触发器的应用CMOSMOC 等正弦波振荡器11(a) 慢输入波形的 TTL 系统接口(b) 整形电路的输入、输出波形输入输出UT+UT1输入输出UT+UT(c) 幅度鉴别的输入、输出波形(d) 多谐振荡器CRucuououiCuA1(a) 电路(b) 波形uo2RG1G2uo1VDDuiuo1uAuo2ttttVDDVDD0000tP1（1）没有触发信号时电路工作在

11、稳态当没有触发信号时，ui为低电平。因为门G2的输入端经电阻R接至VDD，VA为高电平，因此uo2为低电平；门G1的两个输入均为0，其输出uo1为高电平，电容C两端的电压接近为0。这是电路的稳态，在触发信号到来之前，电路一直处于这个状态：uo11，uo20。001111.2.1 微分型单稳态触发器微分型单稳态触发器uiCuA1(a) 电路(b) 波形uo2RG1G2uo1VDDuiuo1uAuo2ttttVDDVDD0000tP1110（2）外加触发信号使电路由稳态翻转到暂稳态当正触发脉冲ui到来时，门G1输出uo1由1变为0。由于电容电压不能跃变，uA也随之跳变到低电平，使门G2的输出uO2