第10章 脉冲波形的产生与整形

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第十 脉冲波形章的生产与形整10. 概1 述0.2155 定5时器电及路功其能5 55时器电定路其功能及 013 .密特施发触器 01. 单稳4触态发 1器.0 5谐振多荡

器

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0.1

1概 述数系统字除中了合组辑电路和时序逻逻辑电路， 数字系统外中除组了合逻电辑路和序时辑电路逻外， 还有种一冲脉电路。 还有一种冲电脉路。脉 电路冲主要作用的是产生脉 信号和冲进脉行冲号的变换信 产生脉冲，信和进行脉号冲信的变换号本章就是叙， 这述面的内方容。述 这方的面容内。

一基本、念概从广义说上， 从义上广说，凡不具有是续连正形弦 1状脉冲、 、脉：: 冲的号都可称为信脉冲号，如矩信形波三角、、 的信波都号称为脉可冲信号如矩形波，、角波、 锯齿波三。等锯 齿波。等 来产生、用换、整形脉变冲号信 、2冲电路：脉、脉冲电路 ：用产来生变、、换的电 路 。电路的

。3

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、脉单冲元路电组的有成三形式： 种、脉单元冲路的组成有三电种式形 (1) :分立元由(三件管极R、L、C器、)组件成。 立分元(件三管、极 、 器、 件成组 器件)。( 不) 不讲讲) 讲不 ()2由 集成辑门及R、逻、LC件组器。(不成) 由集讲逻辑成 门辑逻及门、 、 件组器 成件器组。成 不) 讲() 由3专用集电路成及R、、C器件L成。 专组集成用电路及 、 器、件成组 件组器成。 、脉冲4单电元路主要的式形： 为、冲脉元单电的主路要形为式：( 1 施密)触特发器 (2 )稳单态发器触 () 多3振谐器荡

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二、种常几的见脉波形冲

主要介绍： 、主要介： 绍1、55定5器时路及电其能 功时定器路电其及能功 、2密施特触器发及应用 、其 3单、态触发稳及器其应 用 4、、多谐荡振器 、

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、脉冲三波形参数幅度 、度幅 弦信号正可用“以要三”素全描述： 完率频 、正信弦可以用号三要“”素完全描述 、:频率、相位

脉冲信 号法被完无全 述描 描，,述能只 用一些数参近 似描！ 近述描似！述

m

VT

脉冲期周：T期周重复的性脉冲列中， 脉序周期 ：周冲期重复的性脉冲序中，列两个相邻冲脉之间的 时间间隔用频率。 f间时间。用隔频 率=1 /T示表单时位内间冲重脉表示 位单时内间脉冲 重复的数。次复的次数 脉。冲度V 幅脉电冲的压最变大化幅度。 冲脉度幅 m:脉电压的最大冲化幅度变。

tr

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0.9V 0m5.Vm0 .Vm1tW TftVm从冲前沿脉达到.0 V5起m,脉冲到后沿达到 到冲后沿脉到0.达 Vm5脉 宽度t冲 冲宽脉 W: 从度脉前沿冲到达为止 一段时的。 间为的一段止间。 时脉上升冲沿从0. Vm上1升 上到到升.90Vm 需要 的时所。间 的间时。上 升时间t上 升间 时 ： 脉r上升冲从沿 降时间下 t降下间 时f 脉：下冲降沿0从9. V

m下降到0. Vm所1需要的 间。 脉冲时下沿从降下 到 的时降间 。占空比q: 占空比 ：脉冲宽与脉度冲周的期值比， 脉宽度冲与脉冲期周的值，即比q =W /t T 。。意：注三个测点： 量意：注个测量点三：01.mV、05Vm.0、9.mV。

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555定器电路时其及能功 0.1 525定5器时电及路功能其555时定是一种器用常定的器集成电时芯路。片它以可制作出定 器时是种一用的定常时集成器路芯片电 定。器时是一种用常定时器集的成电路芯 片种多多样实的用路电。本介节绍其路电理、原功能及应。用 多多种样实的用电路本。介绍节其路原电理功、及能应用

。、一路的组成电它两有个比较C器它有两个 较比器1和 C 2,个每较器的一个比 输入端到三个接R阻组电成入端 接到三个电 阻成 的组压器分，上的 分器上压输，出分别接 S锁R存输入端器 。锁器输存入。端锁存 器输入端555集 成电路的出输 级集成路的输电出 级为拉式结推，构 为拉式推构，结此外 芯片 内还有一部个集极开电路的 放晶电体T管 放的晶体管 电D

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。极双：型~561V,Imax=L200mACM SO:型~31V,8LImx=4mAa 集5成5电路的5个八电 路的八个 成 引集脚作用及名的称为 引：的脚作用及称为： 名1 脚脚2脚 3脚 4脚 脚56 脚 脚87接地 端触 发输器端入 输端 复出位 端GNDT R 'UOTR D'控制电压输入 V端C O阈值入输 端放端电 源电 端H TIDC SccV

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、功能二

100

0

导通， ①R。D='0,时 v=o0 ,TD通。 导

时

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CO没接电压V 源0 >V2C/C 3>VCC3/1 011 10

0②'D=R1UT、>HVC2/3C、TR'UVCC>3/,时、 、 时 v o=,0TD饱和 导。 , 通饱导和。通

1

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1<2VC/3C>VC /C3变不

1不变

不变

③'RD1=、TH<2UVC/C3UT、R'>VCC3/时 、, 、 时TQ 、'Q不， v变不o, D状变态变。 不不变，不 ，变 状不态变。 不变

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1 <1VC2C3 / 0VC</3C 1 01 01

R'④=D、UTH<1V2CC/、3TU'RVC</3时， C、 、时 'Q0、=Q1=, vo=1, DT止。 截，截 。

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1 止 10 00 <CCV3/1 11

2>CC/V

⑤3RD'=、UTH1>2VC/C3、UR'T<CCV3/, 、时、 时 Q='=Q1, v=o1 T,截D止 ， 截止。

。T

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'RVI() <213/Vc >c/1V3cc >/31Vcc<1 /3Vc

TH(VI1)c<2/ V3c c</2V3c >2/3ccc V>23/Vc

c(SC)2 R(1)C0 1 10 1 010 Q 1 变不 0 1不定 不定)(不定

vO 1 不 变

D0SCITD() 截止 变不 通导1(定不截止 不 定不) 截定(不止定不定) 不定

1

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.0 施3特触发密器一施密、触发器特特性密特触发器是一种脉施信号冲整形电路，的施密 触发特器一种是脉信冲的号形整路电它与一般触， 发器一，样 两有稳定的个工作态状 器一样，,有两 个定稳工作状的，态它但与前第面章几绍介的触 发器有如下又不点同 ：发又器有下如不同点 1:.施 特触发器密于属电触发平缓慢变，化的信号也作可 为密施特发器触属于

电平触， 触发发入信号，输 当入信号输到达一某定特的阈时值 ，触发输信入号， 输入当号信达某一到定的阈值时特 输出，平电 发会生突变 ，会生发变， 突也是就说施特密发器会从一触个稳态翻转另到外一个稳态。 一 个稳态 。. 2对正向和负向增长于的入输号信电路有，同的阈不电值对 于向正和向负增的输入长号，信也 就引是输起出电突变平的入输平电同，不平 T+V和TV -也就是引起，出输平电变的突输入平电同不，具有滞后电压传输特性， 特性此又回称差 滞回特性。)如所示： 回差图 滞(后电压传输性，此特特又性称差(滞回回)性。特图所如：示

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O施密v特触 器发门非特性反相输出 Ov同相 出输施 特触密 器发门特性

0

V与- VTT+v I0

VT- VT+ vI施密触发特器的点： 特密特施发器触特的点:于对向正和向增长的输入负信号电，具路不有的阈同电值。压对于正 和向向增负长输入信的，号电具有不同路阈值的电压 之差。为回称电差压 V把 T+V和V-T差之称为差电回 T压 = TV - +T施V密特触器非门发和 门的与逻辑号符别分:为门的逻辑 符分号别为

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、由二555定器构成时的施特密发触 定时器构器的成密施特触器发将555定时的器(6 和)T'(R2)两输入个连端 在时定的TH( ) ( 器 )定器的 时起作一为信输入端，号即得到可施特触密发。器 一起作信为输号入，端即可得到施特触发器密。

CVCv

I8 6 45553 21 5

o

v.001µF

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由于较比器 由于比C器 较1C2和的 考电压不参同 ，参考压不同，而输入电 电压同相因，而R锁S器的存 相同，因而 压锁存器 信的( =号 和)1置信 0信号(R=置)0置 信和信号 (号S=0必然发生在) 输)入 信v 的不同号电平。入 信号 的不I同电平因 输出。压v 此，输电电出 压由O电平 变为高电平和低低电平变 由高电为所平应对v的 为高平所电对的应 I值 不相也，这样就同形了施 成不同，相密特触发特 。性密特 触发性特 。为提高比较了器考电压参V 的定稳，通常性V 在了提高比较器参考电为 R压和1V2R的定稳，通性在常 OC端 有接0.1 µF左右的滤0电波容。 左右滤的电容。波 有接 左右的滤波电容

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1

ui

0 1UT +TU- uo

0V2C/C 3VCC/ t3

01

0t

1( 当v) I<VC/3时，C于比由较 C1器1、v=C20,=触器发 时由比于较器v ,、置 ，即1Q=、 1'=0 Q,ovV=HO。, =、 = v I升高时在未，到 达C/3C以，vo前=OV的H态状不升高 ，时未到达在V 以2, 以前 前会变。 改会改。

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u变i

01 0U T U+T -uo 02VC /3 CVC C/ 3t

1

0 0() b作工形波t

∴V T+

= VC2C 3

后，以( )2v I2>CV/3C后，以比较 器1输出为 、2输C为出，触 以后 )比较器C 出输为0、 输出1, 器为置0,

器置 即，=0QQ、' 1=,uo V=L。 O=、 = 后此，上 升V 然后到再降，但在未低达到 V后，此vI升上 C到，然C再后低，但降在未到 达CC/以 3以 状的不态会改。 变，v前=o0状的不会态变。 改状的不会态变改

u

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i

1

0

1 T+U T- uoU0

2 VCC 3/ CV /3Ct

0 1

0( b)工作 波形t

∴T +V2 =VCC

3 ∴TV1 =V C C3()3IvVCC</时3,较比器1输出为 C、输出为2, 触器发) 时 比器C 较出输为、1 输为出，0 置1,即=1、 QQ '0 =v,o=OH。 ,V = 、 此=,后 继下降续0到 的状，不会态变。 此改后v,继续下降I 到，vo=但VOH的态状不会改。变