数字电路第10章脉冲波形的产生.pptVIP

阜师院数科院 基于上述原理可知，将任何大于、等于3的奇数个反相器首尾相连接成环形电路，都能产生自激振荡，而且振荡周期为：T=2ntpd 用这种方法构成的振荡器虽然很简单，但不实用。因为门电路的传输延迟时间极短，TTL电路只有几十纳秒，CMOS电路也只有一二百纳秒，所以想获得稍低一些的振荡频率很困难，而且频率不易调节。 图10.4.12 带RC延迟电路的环形振荡器 （a）原理性电路（b）实用的改进电路 10.4.4 用施密特触发器构成的多谐振荡器 施密特触发器的电压传输特性有一个滞回区。由此可以设想，若能使它的输入电压在VT+和VT-之间不停的往复变化，那么在它的输出端就可以得到矩形脉冲，即实现了多谐振荡的功能。 实现上述设想的方法，只需在施密特触发器的反相输出端经RC积分电路接回输入端即可，如图10.4.15所示。 图10.4.15 用施密特触发器构成的多谐振荡器 * 获取矩形脉冲波形的途径不外乎有两种:用多谐振荡器产生;通过整形电路把已有的周期性变化的波形变换为符合要求的矩形脉冲。 第十章脉冲波形的产生与整形 10.1 概述 图10.1.1 描述矩形脉冲特性的主要参数 脉冲周期T——周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲之间的时间间隔。 脉冲幅度VM——脉冲电压的最大变化幅度。 脉冲宽度tw——从脉冲前沿到达0.5VM起，到脉冲后沿到达0.5VM为止的一段时间。 占空比q——脉冲宽度与脉冲周期的比值，即q=tw/T 上升时间tr——脉冲前沿从0.1VM上升到0.9VM所需要的时间。 下降时间tf——脉冲后沿从0.9VM下降到0.1VM所需要的时间。 电压传输特性 10.2施密特触发器（Schmitt Trigger） 它是脉冲波形变换中经常使用的一种电路具有下述特点: (1) 属于电平触发,当输入信号达到某一定电压值时,输出电压会发生突变; （2）输入信号增加和减少时，电路有不同的阈值电压。 V0 VI VT- VT+ VOH 0 假定电路中CMOS反相器的阈值电压Vth=VDD/2,R1R2,输入信号VI为三角波,分析工作过程: 根据叠加原理可写出: Vi1= R2 R1+R2 VI + R1 R1+R2 V0 利用这两个特点不仅能将边沿变化缓慢的信号波形整形为边沿陡峭的矩形波，而且可以将叠加在脉冲信号高低电平上的噪声有效地清除。 10.2.1门电路组成的施密特触发器 vi1 当Vi=0V时，G1门截止，G2门导通，输出端V0=0V。此时Vi1=0V。输入从0V电压逐渐增加，只要Vi1Vth，则电路保持V0=0V。当Vi上升使得Vi1=Vth时，电路产生如下正反馈过程： Vi1 Vo1 Vo 结果是使V0很快变为VDD 正向阈值电压：输入电压Vi由小变大使电路输出发生突变所对应的值。 Vi1=Vth= R2 R1+R2 .VT+ 所以 VT+=(1+ R1 R2 )Vth 当Vi1Vth时,电路状态维持VO=VDD不变。 Vi t 0 VT+ VT- t VO 0 VOH 工作波形 Vi继续上升至最大值后开始下降,当Vi1=Vth时,电路产生如下正反馈过程: Vi1 VO1 VO 结果VO迅速回0 Vi1=Vth= R2 R1+R2 .VT- + R1 R1+R2 .VDD 将VDD=2Vth代入可得 VT-=(1 - R1 R2 )Vth VI t 0 VT+ VT- t VO 0 VOH 工作波形 VO VI 0 VT+ VT- 传输特性 回差电压：△VT=VT+-VT- *10.2.2 集成施密特触发器 由于施密特触发器的应用非常广泛，所以无论是在TTL电路中还是在MOS电路中，都有单片集成的施密特触发器产品。 图10.2.3 带与非功能的TTL集成施密特触发器—7413 因为在电路的输入部分附加了与的逻辑功能，同时输出端附加了反相器，所以它也叫施密特触发的与非门，集成电路手册中将其归入与非门类。 图10.2.4 集成施密特触发器7413的电压传输特性 图10.2.5 CMOS集成施密特触发器CC40106 图10.2.6 集成施密特触发器CC40106的特性（ a）电压传输特性（b）VDD对VT＋、VT－的影响 10.2.3施密特触发器的应用 一、用于波形变换 利用施密特触发器状态转换过程中的正反馈作用,可以把边沿缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲信号。 图10.2.7 用施密特触发器实现波形变换 V0 VI VT- VT+ VOH 0 二、用于脉冲波形的整形 图10.2.8 用施密特触发器对脉冲整形 三、用于脉冲鉴幅 图10.2.9 用施密特触发器鉴别脉