8 脉冲波形的产生与变换 :8 脉冲波形的产生与变换 8.4 多谐振荡器（由CMOS门） 8.3 单稳态触发器 8.2 施密特触发器（由CMOS门） 8.1 555定时器及其应用


Slide 3:3 多谐振荡器 ----用于产生脉冲 单稳态触发器----用于脉冲波形的变换和定时 施密特触发器----用于脉冲波形的变换，尤其是 将模拟量转换成数字波形 8 脉冲波形的产生与变换


教学基本要求 :4 教学基本要求 正确理解多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器的电路组成及工作原理。 掌握多谐、单稳、施密特电路的逻辑功能及主要指标计算。 掌握555定时器的工作原理。 掌握由555定时器组成的多谐、单稳、施密特电路工作原理及外接参数及电路指标的计算。 8 脉冲波形的产生与变换


8.1 555定时器及其应用 * :5 8.1 555定时器及其应用 * 8.1.1 555定时器 8.1.2 定时器应用举例  电路的组成 二、 用555定时器组成单稳态触发器 一、 用555定时器组成多谐振荡器 三、 用555定时器组成施密特触发器  工作原理 555定时器是一种应用方便的中规模集成电路,只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。


8.1.1 555定时器 :6 8.1.1 555定时器  电路的组成  工作原理 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1


8.1.1 555定时器 :7 8.1.1 555定时器 一、 多谐振荡器电路 1、电路的组成 ；2、工作原理 ；3、技术指标


一、 用555定时器组成多谐振荡器 :8 一、 用555定时器组成多谐振荡器 8.1.2 定时器应用 v 2 3 V CC 1 3 V CC v C 0 t 1 t 2 tPL tPH tPL=R2C1n2≈0.7R2C tpH = (R1+R2)C1n2≈0.7(R1+R2)C 不变 不变 导通 0 截止 1 导通 0 × × T VO VI2 VI1 输 出 输 入 截止


一、 用555定时器组成多谐振荡器 :9 一、 用555定时器组成多谐振荡器 8.1.2 定时器应用 v 2 3 V CC 1 3 V CC v C 0 t 1 t 2 tPL tPH tPL=R2C1n2≈0.7R2C tpH = (R1+R2)C1n2≈0.7(R1+R2)C


Slide 10:10 tPL=RBC1n2≈0.7RBC tpH = RAC1n2≈0.7RAC ——占空比可调  用555定时器组成多谐振荡器 8.1.2 定时器应用举例


8.1.2 定时器应用 :11 8.1.2 定时器应用 三、 施密特电路 1、电路的组成 ；2、工作原理 ；3、技术指标


8.1.3 定时器应用举例 :12 8.1.3 定时器应用举例  用555定时器组成施密特触发器 0 1 3 V CC 2 3 V CC v I v O V OH


8.1 单稳态触发器 :13 8.1 单稳态触发器 二、单稳态触发器电路 1、电路的组成 ；2、工作原理 ；3、技术指标


8.1.2 定时器应用 :14 8.1.2 定时器应用 C1_ C2+ b、当输入信号下降沿到达时, 电路进入暂稳态 C1+ tW tw=RC1n3≈1.1RC c、电容放电, 电路自动返回到稳态 1、工作原理


8.1.2 定时器应用 :15 2、用555定时器组成可重复触发单稳 8.1.2 定时器应用


8.4 多谐振荡器 :16 8.4 多谐振荡器 组成特点:  开关电路 ---- 如门电路、电压比较器等，产生高、低电平；  反馈延迟环节 ----将输出电压恰当地反馈给开关器件使之改变输出状态； 多谐振荡器是一种自激振荡器， 电路在接通电源后，无需外加触发信号就能产生一定频率和幅值的矩形波、脉冲波或方波。 无稳态：输出 Q 从0->1->0，两个状态都是暂稳。 8.4.1 门电路组成的多谐振荡器 8.4.2 石英晶体振荡器  电路的组成及工作原理  振荡周期的计算


8.4.1 门电路组成的多谐振荡器 :17 8.4.1 门电路组成的多谐振荡器 1. 电路组成及工作原理 图9.1.1 由CMOS门电路组成的多谐振荡器 组成特点:  开关电路 ---- 如门电路、电压比较器等，产生高、低电平；  反馈延迟环节 ----将输出电压恰当地反馈给开关器件使之改变输出状态；


Slide 18:18 8.4.1 门电路组成的多谐振荡器 1. 电路组成及工作原理 设vI = 0, vo1=1, vo2=0 vI  vTH  vo1  vo2 (1) 第一暂稳态及电路的翻转 进入 第二暂稳态


Slide 19:19 8.4.1 门电路组成的多谐振荡器 1. 电路组成及工作原理 (1) 第一暂稳态及电路的翻转 (2) 第二暂稳态及电路的翻转 回到 第一暂稳态 2. 振荡周期T的计算


2. 振荡周期T的计算 :20 2. 振荡周期T的计算 T=T1(充电)+T2(放电) 8.4.1 门电路组成的多谐振荡器 T＝RC1n4≈1.4RC 周期T取决于RC 和 Vth，频率稳定性较差。


8.4.2 石英晶体振荡器 :21 工作原理： 8.4.2 石英晶体振荡器 特点：频率稳定，精度高。 1. 符号和选频特性 符号 当 f = f0 时, 电抗 X = 0 电 感 性 电 容 性 2. 石英晶体多谐振荡器 1. 反相器静态工作在转折区（放大） 2. 石英晶体 X = 0, 回路构成正反馈; 电阻取值范围： TTL反相器： R1= R2 = 0.7  2 k CMOS反相器： R1= R2 =10 100 M


Slide 22:22 3. CMOS 石英晶体多谐振荡器 为保证 CMOS 反相器静态时工作在转折区，偏置电阻RF 取值为 : RF =10 100 M 8.4.2 石英晶体振荡器 4. 秒信号发生器 T触发器 32768 Hz 16384 Hz 1 Hz 2 Hz


石英晶体振荡器应用 :23 石英晶体振荡器应用


8.2 施密特触发器 :24 8.2 施密特触发器 8.2.1 门电路组成的施密特触发器 8.2.2 集成施密特触发器 8.2.3 施密特触发器的应用 工作特点： ① 施密特触发器属于电平触发器件，适用于缓慢变化的信号， 当输入信号达到某一定电压值时，输出电压会发生突变。 ② 电路有两个阈值电压。 输入信号增加和减少时，电路的阈值电压不同，电路具有如下图所示的传输特性 。 迟滞比较器


Slide 25:25 普通反相器和施密特反相器的比较 普通反相器 UTH uY ? TTL： 1.4 V CMOS： 施密特反相器 UT+ UT– 上限阈值电压 下限阈值电压 uY 回差电压： 8.2 施密特触发器


Slide 26:26 UTH ? TTL： 1.4 V CMOS： UT+ UT– 上限阈值电压 下限阈值电压 回差电压： 8.2 施密特触发器


Slide 27:27 UT+ UT– 上限阈值电压 下限阈值电压 回差电压： 8.2 施密特触发器


8.2.2 集成施密特触发器 :28 8.2.2 集成施密特触发器 CMOS 集成施密特触发器 CC40106 CC4093 TTL 集成施密特触发器（7414）


8.2.3 施密特触发器的应用 :29 8.2.3 施密特触发器的应用 1. 波形的整形及变换 合理选择回差电压，可消除干扰信号。 为去掉干扰信号回差电压应如何选择？


2. 幅度鉴别 :30 2. 幅度鉴别 8.2.3 施密特触发器的应用 (VT+)


3. 多谐振荡器 :31 3. 多谐振荡器 8.2.3 施密特触发器的应用


8.3 单稳态触发器 :32 8.3 单稳态触发器 ① 电路有一个稳态，一个暂稳态。 ② 外来触发脉冲使：电路由稳态暂稳态稳态。 ③ 暂稳态的持续时间仅仅决定于电路中RC的参数。 性能特点： 8.3.1 门电路组成的微分型单稳态触发器 8.3.2 集成单稳态触发器 8.3.3 单稳态触发器的应用 用途: 定时：产生一定宽度的方波。 延时：将输入信号延迟一定时间后输出。 整形：把不规则波形变为宽度、幅度都相等的脉冲。


8.3.1 门电路组成的微分型单稳态触发器 :33 8.3.1 门电路组成的微分型单稳态触发器 1. 电路 CMOS与非门构成的微分型 单稳态触发器（图9.2.1a） CMOS或非门构成的微分型 单稳态触发器（图9.2.1b）


2. 工作原理 :34 2. 工作原理 8.3.1 门电路组成的微分型单稳态触发器 稳态 a)无触发信号电路处于稳态 0 1 0 0 1 暂稳态 b)外加触发信号进入暂稳态 1 0 0 1 1 0 c)电容充电暂稳态自动稳态 0 0 3. 主要参数的计算 稳态


8.3.2 集成单稳态触发器 :35 8.3.2 集成单稳态触发器 基本形式： 外接定时元件电容C，电阻R（有的内含电阻） 触发信号的形式：正沿触发、负沿触发 具有两个对称互补输出端 Q 和 /Q 定时周期通常在几十纳秒到数百毫秒之间 集成单稳型号： 非可重复触发型：如LS121、LS221 可重复触发型：如LS122、LS123、MC14538 tw 被重复触发


1. 不可重复触发的集成单稳态触发器 :36 1. 不可重复触发的集成单稳态触发器  电路结构 74121 触发信号控制电路 窄脉冲形成 微分型单稳触发器 输出 缓冲


 工作原理 :37  工作原理 1. 不可重复触发的集成单稳态触发器74121 关键: 窄脉冲形成 不可重复触发 稳态 0 1 0 0 1 0 1  0 × 1 1 暂稳态 微分型单稳触发器 0 0 1 1 1 0 1 0 稳态 输出脉冲宽度： tw≈0.7RC


例: 组成噪声消除电路 :38 例: 组成噪声消除电路 8.3.3 单稳态触发器的应用 D CP (R) 噪声多表现为尖脉冲，宽度较窄，而有用的信号的宽度较宽。 注意：单稳触发器的输出脉宽应大于噪声宽度 而小于信号脉宽，才可消除噪声。


结束 :39 结束 第八章作业：8.4.4、 8.4.5、 8.1.3 、 8.1.4 。