《数字电子技术基础第二版》6.3脉冲的产生与整形电路.pptVIP

6.3 单稳态触发器 上页 下页 后退 模拟电子 如此周而复始，该电路通过互触发，维持输出状态不断变化，在Q1与Q2产生矩形脉冲输出。因此，该电路构成了多谐振荡电路。 ② 如果在单稳态电路处于稳态时，使S2闭合，单稳态触发器(I)获得有效触发脉冲，单稳态触发器(I)被触发进入暂稳态。 单稳态触发器(I)暂稳态结束时，Q1的负跃变又触发单稳态触发器(II)； 单稳态触发器(II)暂稳态结束时，又触发单稳态触发器(I)……。 (2) 多谐振荡电路的周期、电路脉宽及占空比 ① 周期T（两个单稳暂稳时间之和为振荡周期） ② 脉冲宽度（若由Q2输出），则 ③ 占空比 ④ 画电路波形图 数字电子技术基础 上页 下页 返回 3. 单稳态触发器常用于数字系统的整形、延时和定时电路中。 1. 单稳态触发器有一个稳态和一个暂稳态。 单稳态触发器的特点： 在触发脉冲的作用下，单稳态触发器从稳态翻转到暂稳态，经过时间tw后又自动翻回稳态，并在输出端产一个宽度为tw的矩形脉冲。 暂稳态的时间取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度无关。 6.3.1 门电路构成的单稳态触发器 按定时元件R和C的不同联接，这类单稳态触发器可分为微分型和积分型两种 。 G1 G2 R uI uO1 uO2 uI2 C 1. 微分型单稳态触发器的组成 微分型单稳态触发器 电路处于稳态时，uI为高电平，uO1为低电平。 为了使uO2可靠为高电平，应选R Roff，一般取R0.5kΩ。 2. 工作原理 (1) uI为高电平，电路处于稳态。 uO1= 0，uO2 =1 G1 G2 R uI uO1 uO2 uI2 C 由于电容两端电压不会突变，因此uI2亦由低变高，使uO2由高变低，从而引起如下反馈过程： ? 使电路迅速进入暂稳态：uO1=1。 (2) uI的负跳沿到来时，电路触发翻转。 uO1由低变高 uO1 uI uI2 uO2 (3) 在暂稳态期间 1.4V t uI2 O UOH UT tW G1 G2 R UOH uI2 C RO 门1的输出高电平UOH经电容C和电阻R到地的方向给电容充电，使门2的输入电压uI2以时间常数?1 = (R+Ro)C (Ro为门1的输出电阻)按指数曲线下降。 当uI2下降到门坎电平(UT = 1.4V)时，产生如下正反馈过程： G1 G2 R uI uO1 uO2 uI2 C uI2 uO2 uI = 1 uO1 使电路结束暂稳态，自动返回稳态：uO1= 0，uO2= 1。 uI2以时间常数 ?2 = (R1∥R)C按指数曲线上升，电路经历一个恢复阶段回到稳态时的初始状态。 (4) 恢复阶段 +5V T3 R1 R T1 uI2 C G1 G2 uO1 ≈0 暂稳态时间结束后，电容C放电。 恢复阶段C的放电回路 G1 G2 R uI uO1 uO2 uI2 C t t t tW1 UOH UOL 1.4v tW uI2 τ1 τ2 t O O O O uI uO2 uO1 UOH UOL UT 工作波形图 2. 工作波形 (1) 输出脉冲宽度(暂稳态时间) tw G1 G2 R uI uO1 uO2 uI2 C t t t tW1 UOH UOL 1.4v tW uI2 τ1 τ2 t O O O O uI uO2 uO1 UOH UOL UT 工作波形图 uI2从UOHR/(R+Ro)下降到UT的时间 1.4V t uI2 O UOH UT tW G1 G2 R UOH uI2 C RO 根据一阶RC电路的三要素法 得 实际常用经验公式 tw ? 0.8RC ( RRoff ) +5V T3 R1 R T1 uI2 C G1 G2 uO1 ≈0 (2) 恢复时间tre tre ? (3 ~ 5)(R1//R)C td = tw + tre (3) 电路的分辨时间 输入带微分环节的单稳态触发器 若uI脉冲宽度twI tw则应通过微分电路RPCP再输入到与非门1。 为保证稳态时uO1 = 0，要求: RP ·CP≤twI RP≥Ron 门3改善输出波形，起反相和整形的作用。 MOS门输入阻抗高，外接电阻R和RP的大小不会影响其稳态，它们不再受ROFF和RON的限制。 【例】 由CMOS集成门电路的组成的微分型单稳态触发器如图所示，已知R=50kW，C=0.01mF，电源电压VDD=10V，，试求在触发信号作用下输出脉冲的宽度和幅度。 【解】 由CMOS集成门的特性可知，输出高电