第10章波形变换产生_zzw精要.ppt

* 数字逻辑电路 * 第10章 波形变换与产生电路 10.1 脉冲信号 10.2 施密特电路 10.3 单稳态电路 10.4 多谐振荡器 10.5 555集成定时器 * 引言 什么是信号波形？ 在数字系统中，主要使用信号是矩形波。不同的电路所需要的信号形式可能不同，常常需要对波形进行“整形”，即波形变换，以适应各电路的需求。 整形是改变波形的幅度、周期、脉冲宽度、边沿时间等参数。 什么是波形的整形？ 什么是波形的产生？ 在数字系统中，特别是同步系统，还需同步时钟信号。用信号源产生固定频率的矩形脉冲信号作为数字系统的同步信号，这种电路是由开关元件和惰性网络组成，称为多谐振荡器。 * 10.1.1 脉冲信号的描述 10.1 脉冲信号 1、脉冲电压幅度Vm：脉冲电压变化的最大范围。 2、脉冲上升时间tr:脉冲上升沿从0.1Vm上升到0.9Vm所需要的时间。 3、脉冲下降时间tr:脉冲下降沿从0.9Vm下降到0.1Vm所需要的时间。 4、脉冲宽度tw:脉冲前后沿在0.5Vm两点间的时间间隔。 5、脉冲周期T:在周期性脉冲序列中，两相邻脉冲间的时间间隔，有时也用频率f=1/T表示单位时间内脉冲重复的次数。 6、占空比q:脉冲宽度与脉冲周期的比值，即q=tw/T 。 * 10.1.2 波形的变换与产生 产生 脉冲的产生：多谐振荡器电路。 变换 1、频率变换（脉冲周期 ）： 分频器（计数器）、 倍频器； 2、脉冲幅度：限幅电路、反相器、OC门； 脉冲沿时间的变换：施密特电路； 3、脉冲宽度的变换：单稳态电路； 4、脉冲形状：微分积分电路； * 3、电压传输特性 4、逻辑符号 回差电压ΔVT 回差特性 通过调节电阻R1、R2的值，可以很方便地调节VT+，VT-及回差电压ΔVT的大小 10.2.1 用门电路组成的施密特电路 * 2、波形整形 1、波形变换 10.2.3 施密特电路的应用 利用施密特电路的回差特性，可以将边沿变化缓慢的周期信号变换为矩形脉冲输出。这种变换所用施密特电路的VT+、VT-、ΔVT取值视变换需要进行选择。 当矩形脉冲在传输过程中发生畸变或受到干扰而变得不规则时，可利用施密特电路的回差特性将其整形为规整的矩形脉冲，这种用法要选择适当的VT+、VT-，以适当的ΔVT保证去掉波形上的干扰或畸变，避免其影响输出。 * 4、幅度甄别 3、电压比较 在电压信号检测中，输入模拟电压的幅度超过阈值电压时和不足阈值电压时，表现为输出不同的逻辑值。用于报警、限量等用途。若施密特电路的VT+和VT-很接近，可以忽略其差别（但不是相等），将其看作为一个阈值电压。 如果用绝对阈值电压比较器，当输入模拟电压在临近阈值电压时若存在小幅度波动，则输出会因此而产生所谓的“振荡”，用施密特电路则可避免这种振荡发生。 由于施密特电路的状态决定于输入信号电位的高低，因此可通过调整电路的VT+和VT-来甄别输入脉冲的幅度。如图10-9所示为用CC40106组成的幅度甄别器的波形，只有幅度超过 VT+的脉冲才会产生输出信号，因此施密特电路可将幅度大于VT+的脉冲选出。 * 10.3 单稳态电路 有的称单稳态触发器，简称单稳。 1、电路仅有一个稳态，另一个是暂稳态； 2、在外加触发脉冲作用下，电路从稳态翻转到暂稳态，而暂稳态不能长久保持，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。 3、暂稳态持续的时间取决于电路本身的参数，而与外加触发信号无关。 稳定状态 稳定状态 暂稳态 由外界触发 自动返回 学习的重点:为什么会自动返回?需多少时间? 10.3.1 单稳态电路的特性 * 参数估计 输出脉冲宽度tw 输出脉冲幅度Vm Vm=VOH-VOL≈VDD * CT74LS121符号及电路接法 总定性符号表示非重触发单稳态电路。 (a)用内部定时电阻，下降沿出触发 (b)用外部定时电阻，上升沿触发  10.3.3 集成单稳态电路 * CT74LS121工作波形 74LS121的功能表 输 入 输 出 B Q 0 × 1 0 1 × 0 1 0 1 × × 0 0 1 1 1 × 0 1 1 1 1 1 1 0 × × 0 * 10.3.4 单稳态电路的应用 1、整形 将不规则的波形变换为幅度、宽度一致的矩形脉冲。 * 此电路可去除信号中的干扰和噪声，一般它们都是窄脉冲，R3和C3起到延时作用，窄脉冲不能使Q2满足条件进入暂稳态而产生脉冲，从而被滤除。 * 2、定时 R2为定时电阻，由一固定电阻和一个电位器组成；C2为定时电容，由波段开关选择不同容值的电容；从而定时时间可在一定范围内灵活选择。 S1是启动开关，决定定时起点。 R1和C1是用于去抖动的网络元件。 * 3、