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1、第六章脈沖波形的產(chǎn)生和整形§6-1概述§6-3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器§6-4多諧振蕩器§6-5555定時器及其應用§6-2施密特觸發(fā)器§6-1概述獲取矩形脈沖波形(時鐘)的途徑有兩種:2、用整形電路把已有的周期性變化的波形整形產(chǎn)生1、用多諧振蕩器直接產(chǎn)生矩形脈沖波形的整形電路——施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。用門電路可以構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器。用555定時器也可以構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器?!?-2施密特觸發(fā)器6-2-1特點和用途一、特點1、電平觸發(fā):觸發(fā)信號UI可以是變化緩慢的模擬信號,UI達某一電平值時,輸出電壓U0突變。U0為脈沖信號。2、電壓滯后傳
2、輸:輸入信號UI從低電平上升過程中,電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時對應的輸入電平,與UI從高電平下降過程中電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時對應的輸入電平不同。施密特觸發(fā)器是脈沖波形變換中經(jīng)常使用的一種電路。利用上述兩個特點,施密特觸發(fā)器不僅能將邊沿緩慢變化的信號波形整形為邊沿陡峭的矩形波,還可以將疊加在矩形脈沖高、低電平上的噪聲有效地清除。同向輸出特性:VT+UoUIUoLUoH二、輸出特性VT反向輸出特性:VT+UoUIUoLUoHUI=VT+時,Uo=UoLUI=VT-時,Uo=UoLUI=VT-時,Uo=UoHVTUI=VT+時,Uo=UoH00當UI=0時,Uo=UoL當UI=0時,Uo=UoH正向閾值電
3、平VT+:UI上升時,引起Uo突變時對應的UI值。負向閾值電平VT-:UI下降時,引起Uo突變時對應的UI值。三、用途整形,構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,構(gòu)成多諧振蕩器。UO1UI’UIUO11R2R1G1G26-2-2用門電路構(gòu)成施密特觸發(fā)器一、構(gòu)成UIUO1UO說明UI=00010同相施密特觸發(fā)器UI上升過程中VT+VTH10VT+VTH10G1、G2門將要翻轉(zhuǎn)=VT+=VTH0UO突變UI下降過程中>VT->VTH010110VT-VTH=VT-=VTHG1、G2門將要翻轉(zhuǎn)UO突變1UI’(用CMOS非門)=>=>=>=>二、工作原理>VT+>VTH0110VT-VTH三、舉例設UI為
4、緩慢變化的三角波:UItVTHVT+VT-UOtUOLUOHG1門的閾值電平四、計算回差電壓ΔVT1、求VT+在UI從0開始上升時,UO=UOL。UOH1UI,G1R1R2UIG21UOUOLVTHVT+從求UI,入手求VT+:UI,=VTH=UR2=R2R1+R2VT+∴VT+=R2R1+R2VTH=(1+R2R1)VTH在UIVT+,UI,VTH,G1、G2門要翻轉(zhuǎn)前的瞬間,=>=>電路中電流流向和電位情況見圖。2、求VT-UOL1UI,G1R1R2UIG21UO在UI從最大值開始下降時,UO=UOH。UOHVTHVT-從求UI,入手求VT-:UI,=UTH=UOH–UR2=
5、∴VT-=R2R1+R2VTH–R2R1UOHR2R1+R2UOH–[(UOH–VT–)]又:故:UOH=VDD;VTH=VDD12VT-=(1–)VTHR1R2電路中電流流向和電位情況見圖。在UIVT+,UI,VTH,G1、G2門要翻轉(zhuǎn)前的瞬間,=>=>五、電壓傳輸特性∵UI=0時,UO=UOL∴是同相施密特特性UIUOVDDVTH2VTHR1R23、求回差電壓ΔVTΔVT=VT+-VT-=2VTHR1R2=R1R2VDD當VDD一定時,調(diào)R1、R2,可調(diào)ΔUT,即可調(diào)VT+VT-,可調(diào)UO脈寬。六、邏輯符號11&≥1VT-VT+6-2-3集成施密特觸發(fā)器常用TTL電路集成施密
6、特觸發(fā)器有7413等,常用CMOS電路集成施密特觸發(fā)器有CC40106等。6-2-4施密特觸發(fā)器的應用一、用于波形變換例:已知UI為半波,UIm=9V,電路的VT+=6V,VT-=3VUOH=VDD,試畫UO波形。963VT+VT-VDDVDD11UI(V)totUOotUOo二、用于脈沖整形UItOUOtOUItOUOtOUItOUOtOVT+VT-VT+VT-VT+VT-11三、用于脈沖鑒幅VCD§6-3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器6-3-1特點和用途一、特點1、開機(接通電源),電路出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)。2、外加觸發(fā)信號,電路翻轉(zhuǎn)為暫態(tài)。暫態(tài)維持一段時間,自動返回穩(wěn)態(tài)3、暫態(tài)維持時間的長短,只和電路參
7、數(shù)有關(guān),與觸發(fā)信號的幅度、電源電壓的高低無關(guān)。二、用途1、整形→輸出矩形波。2、定時→輸出一定寬度的矩形波。3、延時→將輸入信號延長一定時間后輸出。6-3-2用門電路組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一、微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1、組成(用CMOS或非門)2、工作原理(用正窄脈沖觸發(fā))UIUO1UI2UO說明接通VDD不觸發(fā)VDDUOL00110穩(wěn)態(tài):UO=0C中無電荷觸發(fā)1001暫態(tài):UO=1C充電UI2↑↑=VTH000110返回穩(wěn)態(tài):UO=0C放電UI2↓①↓=VDD000110恢復為起始穩(wěn)態(tài)C中