数字逻辑电路第9章脉冲信号的产生与整形-2
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1、第9章脉冲信号的产生与整形 第第9章脉冲信号的产生与整形章脉冲信号的产生与整形9.1概述概述 9.2555定时器定时器 9.3施密特触发器施密特触发器 9.4单稳态触发器单稳态触发器 9.5多谐振荡器多谐振荡器 第9章脉冲信号的产生与整形 9.4单稳态触发器单稳态触发器9.4.1单稳态触发器的特性和符号单稳态触发器的特性和符号 单稳态触发器的工作特性具有如下的显著特点：（1）有一个稳态和一个暂稳态两个不同的工作状态（双稳态有两个稳态）。（2）在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持时间tW以后再自动返回稳态，并在其输出端产生一个宽度为tW的矩形脉冲。（3）暂稳态维持时间的长短取
2、决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。 第9章脉冲信号的产生与整形 单稳态触发器可分为不可重复触发型和可重复触发型。暂稳态期间如再次被触发，对原暂稳时间无影响，输出脉冲宽度仍从第一次触发开始计算的称为不可重复触发型单稳态触发器；而可重复触发型单稳态触发器在暂稳态期间再次被触发时，输出脉冲宽度在此前暂稳态时间的基础上再展宽tW。图9-10和图9-11所示分别为两种单稳态触发器的逻辑符号和波形图。其中，Q1是不可重复触发型单稳态触发器输出波形；Q2是可重复触发型单稳态触发器输出波形。 由于具备这些特点，单稳态触发器被广泛应用于脉冲整形（把不规则的波形转换成宽度、幅度都符合要求的脉冲）、延
3、时（产生滞后于触发脉冲的输出脉冲）以及定时（产生固定时间宽度的脉冲信号）等场合。 第9章脉冲信号的产生与整形 图9-10两种单稳态触发器逻辑符号(a)不可重复触发型;(b)可重复触发型 图9-11两种单稳态触发器波形图 第9章脉冲信号的产生与整形 9.4.2用用555定时器构成单稳态触发器的方法定时器构成单稳态触发器的方法 在555定时器的外部加接几个阻容元件，就可构成单稳态电路。它所形成的单脉冲持续宽度可以从几微秒到几个小时。图9-12所示是由555定时器所构成的单稳态触发器，其中，R、C是定时元件。 图9-12由555定时器构成的单稳态触发器 第9章脉冲信号的产生与整形 当低电平触发信号
4、UI到来时，TR端的电压低于CCV31， 从 555定时器功能表可以看出，此时不管高触发端电压为何值，定时器输出 UO为高电平，同时 DIS 和地之间的放电管截止，电源通过 R 对C 充电，在电容 C 充电期间，输出 UO保持为高电平，此为暂稳态。 随着充电的不断进行，TH端电位逐渐上升。当 TH端电位上升到CCV32时，即触发端 TH 电压高于CCV32，从 555 定时器功能表可以看出，555 定时器输出 UO由高电平变为低电平，放电管导通，电容 C 通过放电管放电，电路返回到稳态。 第9章脉冲信号的产生与整形 图9-13由555定时器构成的单稳态电路波形图 第9章脉冲信号的产生与整形 从
5、上面的分析可以知道，电路保持一种稳定状态 （低电平状态）不变，当触发信号到来时，电路马上转变成另一种状态（高电平状态） ， 但这种状态不稳定， 一段时间后， 电路又自动返回到原状态 （低电平状态） ，这就是单稳态触发器。忽略三极管的饱和压降，则 UC从零电平上升到CCV32的时间，即为单稳态触发器的输出脉冲宽度Wt： RC1 . 13lnRCtW 由以上分析可知，这种单稳态电路为不可重复触发器，要求输入触发脉冲宽度一定要小于tW。当输入触发脉冲宽度大于tW时，要在输入端加RC微分电路。若触发脉冲是周期性的，则其周期应大于tW。 第9章脉冲信号的产生与整形 9.4.3单稳态触发器应用举例单稳态触
6、发器应用举例利用单稳态触发器在触发信号作用下由稳态进入暂稳态，暂稳态持续一定的时间后自动返回稳态的特点，可将单稳态电路用于对脉冲信号的宽度进行波形变换、脉冲整形、定时、延时等场合。 1.用于脉冲整形用于脉冲整形 在图9-14所示例子中，将波形不规则的UI加到单稳态电路的输入端，输出端就得到了规则的脉冲信号UO，输出脉冲宽度即为暂稳态维持时间，主要取决于充、放电元件R和C。 2.用于定时用于定时 利用单稳态触发器脉冲宽度取决于电路元件R和C，且输出脉冲宽度一定的特点，可以实现电路定时。图9-15所示是单稳态触发器组成的定时电路和其相应的工作波形。UC是与门G开通与否的控制信号。当UC为高电平时，
7、门G开通，信号UB通过门G输入；当UC为低电平时，门G关闭，UB不能输出。通过计算在tW时间内与门输出脉冲的个数可得到定时时间。 第9章脉冲信号的产生与整形 图9-14脉冲整形 图9-15单稳态触发器组成的定时电路和工作波形 第9章脉冲信号的产生与整形 3.用于脉冲延迟用于脉冲延迟 在数字系统中，有时要求将某个脉冲宽度为T0的信号延迟一段时间T1后再输出。利用两个单稳态触发器可以很方便地实现这种脉冲延时，其电路图和波形图如图9-16和图9-17所示。从波形图可以看出，UO脉冲的下降沿相对输入信号UI的上升沿延迟了TW1时间。图中： 1T = 1WT 1.1R1C1 ，0T = 2WT 1.1R
