第19讲 脉冲产生与变换2.pptVIP

当触发脉冲的下降沿到来时，满足uI1UR1、uI2UR2，所以输出uO迅速跳变为高电平，晶体管V截止，同时电源开始通过电阻R对电容C充电，即电路进入了暂稳态；随着充电的进行，当uC上升到略大于(2/3)UCC时，如果此时触发脉冲已经消失，则满足uI1UR1，uI2UR2，所以输出uO迅速跳回到低电平，晶体管V饱和导通，电路又回到稳定状态，同时电容C经晶体管V迅速放电至uC ≈ 0，此时满足uI1UR1，uI2UR2，所以电路维持稳定状态不变。  9.3 施密特触发器 施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路，利用它可以将正弦波、三角波以及其它一些周期性的脉冲波形变换成边沿陡峭的矩形波。另外，它还可以用作脉冲鉴幅器、比较器。 施密特触发器是一种受输入信号电平直接控制的双稳态触发器。它有两个稳定状态，在外加信号的作用下，只要输入信号变化到某一电平时，电路就从一个稳定状态转换到另一个稳定状态， 而且稳定状态的保持也与输入信号的电平密切相关。图9-22是这种电路的工作波形。可以看出， 在输入信号上升的过程中，当其电平增大到UT+时，输出由低电平跳变到高电平， 即电路从一个稳态转换到另一个稳态，我们把这一转换时刻的输入信号电平UT+称为正向阈值电压； 在输入信号下降的过程中，当其电平减小到UT-时， 电路又会自动翻转回原来的状态， 输出由高电平跳变到低电平， 这一时刻的输入信号电压UT-称为负向阈值电压。 施密特触发器的正向阈值电压和负向阈值电压是不相等的，我们把两者之差定义为回差电压ΔUT，即 图 9-22 施密特触发器的工作波形 (9-20) 图 9-23 施密特触发器的传输特性和逻辑符号 (a) 传输特性； (b) 逻辑符号 9.3.1 门电路构成的施密特触发器 图9-24所示电路是由TTL门电路构成的施密特触发器。 图中， V为电压偏移二极管，R1、R2为分压电阻，电路的输出通过电阻R2进行正反馈。下面我们来分析电路的工作原理。  图9-24 用门电路构成的施密特触发器 假设在接通电源后，电路输入为低电平uI=UOL，则电路处于如下状态：uO1=UOH，uO=UOL。如果不考虑G1门的输入电流，uI1的电压为：  (9-21) 其中，UD为二极管的导通压降。当uI上升到门电路的阈值电压UTH时，由于uI1的电压还低于UTH，电路仍然保持这个状态不变； 随着uI的继续升高，当uI1也上升到UTH时，电路将产生如下正反馈过程：  uI↑uI1→↑uO1→↓→uO↑ 结果使电路的状态迅速翻转为：uO1=UOL，uO=UOH，这是电路的另一个稳定状态。那么这一时刻的输入电压uI就是电路的正向阈值电压UT+，将uI=UT+，uI1=UTH带入式9-21可得：  当uI从UT+再升高时，电路的状态不会发生改变。 (9-22) 当uI从高电平下降时，只要下降到uI=UTH，由于电路中的正反馈作用，电路状态立刻发生翻转，回到初始的稳定状态。可见，电路的负向阈值电压UT-=UTH。所以该电路的回差电压为 (9-23) 因此，通过改变电阻R1和R2的比值，可以调整回差电压。 9.3.2 集成施密特触发器 由于性能稳定，所以在数字系统中集成施密特触发器被广泛采用。目前，各厂家已经生产出多种单片集成的施密特触发器产品。 74LS132是一种典型的集成施密特触发器， 其内部逻辑图和引脚排列如图9-25（a）所示。 74LS132内部包括四个相互独立的两输入施密特触发器，每一个触发器都是以基本的施密特触发电路为基础，在输入端增加了与的功能， 在输出端增加反向器，所以我们将其称为施密特触发的与非门， 其逻辑符号如图9-25（b）所示 图 9-25 集成施密特触发器74LS132 (a) 74LS132的引脚排列和内部逻辑图； (b) 施密特触发与非门的逻辑符号 ( b ) Y A B ( a ) 1 2 3 4 5 6 7 A 1 B 1 Y 1 A 2 B 2 Y 2 GND 14 13 12 11 10 9 8 U CC A 4 B 4 Y 4 A 3 B 3 Y 3 74LS132的输出信号Y与输入信号A、B之间的逻辑关系为 。 A、B中只要有一个低于施密特触发器的负向阈值电平，输出Y就是高电平；只有当A、 B同时高于正向阈值电平时，输出Y才为低电平。在使用+5 V电源的条件下，集成施密特触发器 74LS132 的正向阈值电平 UT+= 1.5～2.0 V，负向阈值电平U T- = 0.6～1.1 V，回差电压ΔUT的典型值为0