脉冲波形的产生与整形.docx

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脉冲波形的产生与整形

第六章　脉冲波形的产生与整形

教学要求：

掌握施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的电路结构及工作原理；

理解上述三种电路的应用场合；

了解555集成定时器的典型应用。

教学重点：

脉冲整形电路、脉冲振荡电路。

555定时器工作原理与应用。

6.5.1.555定时器的电路结构及其功能

一.结构框图（图6.5.1双极型）

1．模拟功能部件：

⑴电阻分压器）、Vcc经3个5kΩ电阻分压后提供基准电压：

               表5.5.1定时器5G555的功能表

6.5.2555定时器组成单稳态触发器

一、电路结构

思路：

外触发→自动返回

1．外触发（高触发置0端TH）置0→

得到正脉冲

图6.5.2用555构成的单稳态触发器

二、工作原理

   1．稳定状态

   3．自动返回稳定状态

6.5.3施密特触发器

一、工作原理

1．特点：

⑴施密特触发器有两个稳定状态，其维持和转换完全取决于输入电压的大小。

⑵电压传输特性特殊，有两个不同的阈值电压（正向阈值电压和负向阈值电压）

⑶状态翻转时有正反馈过程，从而输出边沿陡峭的矩形脉冲。

2．电压传输特性

有两种情况：

左图中输入与输出为反相关系，右图中输入与输出为同相关系

3．回差

可见：

施密特触发器的电压传输特性具有滞后特性。

4．逻辑符号

左图中输入与输出为反相关系，又称作施密特触发器与非门

右图中输入与输出为同相关系，又称作施密特触发器与门

5．工作波形

为施密特触发器与门的波形，为施密特触发器与非门的波形

二、施密特触发器的应用

1．用于波形变换

三角波、正弦波及其它不规则信号→矩形脉冲。

图6.5.3所示为用施密特触发器将正弦波变换成同周期的矩形脉冲。

图6.5.3

2．用于脉冲整形

当传输的信号受到干扰而发生畸变时，可利用施密特触发器的回差特性，将受到干扰的信号整形成较好

的矩形脉冲，如图所示。

3．用于脉冲幅度鉴别

如输入信号为一组幅度不等的脉冲，可将输入幅度大于的脉冲信号选出来，而幅度小于

的脉冲信

号则去掉了。

6.5.4多谐振荡器特点：

1．多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态。

2．通过电容的充电和放电，使两个暂稳态相互交替，从而产生自激振荡，无需外触发。

3．输出周期性的矩形脉冲信号，由于含有丰富的谐波分量，故称作多谐振荡器。

提问：

TTL门电路的输入电阻特性？

二、工作原理

该电路是利用RC电路的充、放电分别控制G1和G2的开通与关闭来实现自激振荡的。

电路进入第二暂稳态。

宽度与间隔时间相等。

三.石英晶体多谐振荡器

前面介绍的多谐振荡器的一个共同特点就是振荡频率不稳定，容易受温度、电源电压波动和RC参数误

差的影响。

而在数字系统中，矩形脉冲信号常用作时钟信号来控制和协调整个系统的工作。

因此，控制

信号频率不稳定会直接影响到系统的工作，显然，前面讨论的多谐振荡器是不能满足要求的，必须采用

频率稳定度很高的石英晶体多谐振荡器。

石英晶体具有很好的选频特性。

当振荡信号的频率和石英晶体

的固有谐振频率相同时，石英晶体呈现很低的阻抗，信号很容易通过，而其它频率的信号则被衰减掉。

因此，将石英晶体串接在多谐振荡器的回路中就可组成石英晶体振荡器，这时，振荡频率只取决于石

英晶体的固有谐振频率f0，而与RC无关。

本章小结：

一、施密特触发器

输出高低电平随输入信号而变化。

由于滞回特性，可以明显改善输出波形的边沿。

二、单稳态触发器

输出完全取决于电路参数，输入信号至起触发作用，所以输出可以产生固定宽度的脉冲信号。

三、多谐振荡器

它不需要外加输入信号，工作电源接通，就可以自动产生矩形脉冲信号。

四、555集成定时器

通过不同的连接，配合少量的外部元件，可以实现上述三种电路。