数字系统设计-一阶线性电路的暂态分析.pptVIP

数字系统设计I * 数字系统设计I * 单稳态触发器被广泛用于脉冲整形、延时（产生滞后于触发脉冲的输出脉冲）以及定时（产生固定时间宽度的脉冲信号）等 数字系统设计I * 数字系统设计I * 数字系统设计I * 数字系统设计I * 数字系统设计I * 数字系统设计I * 数字系统设计I * 数字系统设计I * Rs是保护电路的二级管的导通电阻； 数字系统设计I * 数字系统设计 ZDMC – Lec. #19 * ZDMC – Lec. #19 一阶线性电路的暂态分析 May 18, 2017 * ZDMC – Lec. #19 概述 施密特触发器 单稳态触发器 -微分型 -积分型 * ZDMC – Lec. #19 概述 参数 脉冲周期T 脉冲幅度Vm 脉冲宽度Tw 上升时间tr 下降时间tf 占空比q q= Tw/T 获取矩形波形 多谐振荡器电路 整形电路变换已有的周期性波形 描述矩形脉冲特性的主要参数 * ZDMC – Lec. #19 一阶线性电路的暂态分析 1.什么叫一阶电路？ 一个独立的储能元件的电路。即经串、并联可化简为RC （或RL）电路。 例： R1 R2 C2 C1 E K R1 R2 C2 C1 E K R1 +R2 一价电路 R1 R2 C2 C1 高价电路 * ZDMC – Lec. #19 2. 一阶电路的分析 解微分方程法 三要素法 前提？ 阶跃信号 （1）三要素 时间常数τ： 初始值x(0+)： 趋向（稳态）值x(∞)： 电容不再充放电，ic=0.此时，电容可视为开路。 电感电流不再变化，vL=0.此时，电感可视为短路。 * ZDMC – Lec. #19 施密特触发器 特点 输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时对应的输入电平，与输入信号从高电平下降过程中对应的输入转换电平不同。 在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。 将边沿变换缓慢的信号波形整形为边沿陡峭的矩形波，将叠加在矩形脉冲高、低电平上的噪声有效地清除。 * ZDMC – Lec. #19 施密特触发器 一.CMOS非门构成 1 用门电路组成施密特触发器 1 . 电路组成 2 . 符号 3 . 原理 条件： 假设：CMOS为理想器件，即 (1) 与vi、vo均有关 当 电路输出低电平 当 电路输出高电平 正向阈值电压 负向阈值电压 * ZDMC – Lec. #19 O O 当vIVT-时，VO=0（OA段、DE段） （2）当VT- vI VT+时？ 波形分析 当vIVT+时，VO= VDD（BC段） 当vI从0变大时， A B C D E vIVT+时， ,VO=0（AB段） vi略大于VT+时，有一正反馈过程 VO 当VI 从VDD变小时， vIVT-时， ,VO=VDD（CD段） vi略小于VT-时，有一正反馈过程 VO VDD 正反馈 正反馈 * ZDMC – Lec. #19 4.电压传输特性 vo=f(vI) O VDD VDD/2 VT+ VT- vo vI VDD O VDD VDD/2 VT+ VT- vI VDD 特点：滞后特性 同相施密特 反相施密特 * ZDMC – Lec. #19 施密特触发器的应用 一 波形变换（整形） 与电压比较器区别？ 抗干扰能力强 比较电平 用反向比较器 用反向施密特触发器 VT+ VT- 抗干扰能力与滞后电压大小有关。 例1： * ZDMC – Lec. #19 二、用于脉冲鉴幅 功能：筛选出幅度大于某一阀值的脉冲。 阀值 * ZDMC – Lec. #19 单稳态触发器特点 触发器有两个稳定的状态，即0和1，所以触发器也被称为双稳态电路。 与双稳态电路不同，单稳态触发器只有一个稳定的状态。这个稳定状态要么是0，要么是1。 单稳态触发器的工作特点是： 在没有受到外界触发脉冲作用的情况下，单稳态触发器保持在稳态； 受到外界触发脉冲作用的情况下，单稳态触发器翻转，进入“暂稳态”。假设稳态为0，则暂稳态为1。 经过一段时间，单稳态触发器从暂稳态返回稳态。单稳态触发器在暂稳态停留的时间仅仅取决于电路本身的参数。 积分电路是一种求和平均电路(积分 = 求和)，而微分电路是一种提取信号变化部份的电路，信号变化越快，输出越大(微分 = 求变)。 * ZDMC – Lec. #19 积分电路与微分电路 对于有RC构成的积分电路来说，输出取自电容，输出电压是与电容上的电压成正比的。从电容特性知道，电容上的电压正比于它上面的电荷，而电容上的电荷是流过电容电流在时间上的积分(记住电流的概念是单位时间流过的电荷)，所以输出电压正比于对电容电流的积分，故称积分电路。 微分电路的输出是在电阻上取出的(关键