fl10脈沖波形的產(chǎn)生和整形

1、10.1 10.1 概述概述一、脈沖信號(hào)一、脈沖信號(hào) 脈沖是脈沖是脈動(dòng)脈動(dòng)和和短促短促的意思，凡是具有的意思，凡是具有不連續(xù)波形不連續(xù)波形的信的信號(hào)均可稱為脈沖信號(hào)。廣義講，各種號(hào)均可稱為脈沖信號(hào)。廣義講，各種非正弦信號(hào)非正弦信號(hào)都是脈沖都是脈沖信號(hào)。信號(hào)。(a)(a)矩形波矩形波(b)(b)方波方波(c)(c)尖脈沖尖脈沖(d)(d)鋸齒波鋸齒波10.1 10.1 概述概述 在數(shù)字系統(tǒng)中常常需要用到在數(shù)字系統(tǒng)中常常需要用到各種幅度、寬度以及具有各種幅度、寬度以及具有陡峭邊沿的矩形脈沖信號(hào)陡峭邊沿的矩形脈沖信號(hào)，如觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖（，如觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖（CPCP）。）。獲取這些脈沖信號(hào)的方法通

2、常有兩種：獲取這些脈沖信號(hào)的方法通常有兩種： 脈沖產(chǎn)生電路直接產(chǎn)生；脈沖產(chǎn)生電路直接產(chǎn)生； 利用已有的周期信號(hào)整形、變換得到。利用已有的周期信號(hào)整形、變換得到。脈沖整形、變換電路脈沖整形、變換電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器；脈沖產(chǎn)生電路脈沖產(chǎn)生電路多諧振蕩器；多諧振蕩器；多用途的定時(shí)電路多用途的定時(shí)電路555定時(shí)器定時(shí)器。10.1 10.1 概述概述二、脈沖信號(hào)的參數(shù)二、脈沖信號(hào)的參數(shù)trtftWT0.9 Um0.5 Um0.1 UmUm矩形脈沖信號(hào)的主要參數(shù)矩形脈沖信號(hào)的主要參數(shù) 脈脈沖沖幅幅度度 脈沖周期脈沖周期脈沖寬度脈沖寬度上升時(shí)間上升時(shí)間下降時(shí)間下降時(shí)間占空比

3、占空比D D脈沖寬度與脈沖周期的比值，脈沖寬度與脈沖周期的比值，D Dt tW W/T/T 。工作特性：工作特性： 具有具有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)兩個(gè)穩(wěn)態(tài)； 屬于屬于電平觸發(fā)電平觸發(fā)，緩慢變化的信號(hào)也可以作為輸入信號(hào)，緩慢變化的信號(hào)也可以作為輸入信號(hào)，當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到某一特定值時(shí)，輸出電平就發(fā)生突變；當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到某一特定值時(shí)，輸出電平就發(fā)生突變； 輸入信號(hào)從低電平輸入信號(hào)從低電平上升時(shí)上升時(shí)，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平，與輸入信號(hào)從高電平電平，與輸入信號(hào)從高電平下降時(shí)下降時(shí)對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的輸入轉(zhuǎn)換電平不同輸入轉(zhuǎn)換電平不同。uo0UU+uI電電壓壓傳傳輸輸特特性性輸入信號(hào)輸入信號(hào)上升上

4、升時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換電平時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換電平U U+ + ，稱為，稱為正向正向閾值電壓；閾值電壓；輸入信號(hào)輸入信號(hào)下降下降時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換電平時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換電平U U ，稱為，稱為負(fù)向負(fù)向閾值電壓；閾值電壓；差值差值U UU U+ +U U- -，稱為回差電壓。，稱為回差電壓。10.2 10.2 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器IvO1vOv0I v2R1RIvIvo1vovov1G2G用用CMOS反相器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器反相器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器IvovovIv TTHIVRRRVv212THTHTVRRVRRRV)1(21221 2R1RIvIvo1vovov1G2GIv 1OvOv2R1RIvIvo1vovov1

5、G2G212)(RRRVVVVvTDDDDTHI DDTHTVRRVRRRV21221 THTHTVRRVRRRV)1(21221 THTTTVRRVVV212 回差電壓回差電壓2R1RIvIvo1vovov1G2GTHVRR212THVDDVIvOovTH212VRRTHVDDVIvOov 2R1RIvIvo1vovov1G2G3 3、施密特觸發(fā)器的應(yīng)用、施密特觸發(fā)器的應(yīng)用1.1.波形變換波形變換 施密特觸發(fā)器可以將施密特觸發(fā)器可以將邊沿變化緩慢邊沿變化緩慢的周期性信號(hào)變換的周期性信號(hào)變換成邊沿陡峭的成邊沿陡峭的矩形脈沖矩形脈沖信號(hào)。信號(hào)。2.2.波形整形波形整形 施密特觸發(fā)器可以將施密特觸

6、發(fā)器可以將不規(guī)則的波形整形為矩形波不規(guī)則的波形整形為矩形波。若。若適當(dāng)增大回差電壓，可提高電路的抗干擾能力。適當(dāng)增大回差電壓，可提高電路的抗干擾能力。uot0uot0uIt0U+UU(a)(b)(c) 從一系列幅度不同的脈沖信號(hào)中從一系列幅度不同的脈沖信號(hào)中選出幅度大于正向選出幅度大于正向閾值電壓閾值電壓U U+ +的輸入脈沖的輸入脈沖， 即對(duì)幅度進(jìn)行鑒別。即對(duì)幅度進(jìn)行鑒別。 3.3.幅度鑒別幅度鑒別uIU+U-t0uo0t同向輸出施密特觸發(fā)器同向輸出施密特觸發(fā)器4.4.構(gòu)成多諧振蕩器構(gòu)成多諧振蕩器工作原理：工作原理： 電容上初始電壓為零，即電容上初始電壓為零，即u uI I0 0，則，則u

7、uO O1 1，并經(jīng)，并經(jīng)R R向向C C充電，當(dāng)充至充電，當(dāng)充至u uI IU U+ +時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)u uO O0 0。電容。電容C C又經(jīng)又經(jīng)R R進(jìn)行放電，當(dāng)放電至進(jìn)行放電，當(dāng)放電至u uI IU U- -時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)u uO O1 1。由外界觸發(fā)由外界觸發(fā)自動(dòng)返回自動(dòng)返回穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)恢復(fù)期恢復(fù)期工作特性：工作特性： 它有它有穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)和和暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)兩個(gè)不同的工作狀態(tài)；兩個(gè)不同的工作狀態(tài)； 在在外界觸發(fā)脈沖外界觸發(fā)脈沖作用下，能從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，在作用下，能從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時(shí)間以后，電路能暫穩(wěn)態(tài)維持一段時(shí)間以后

8、，電路能自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)； 暫穩(wěn)態(tài)不能長久保持，其維持時(shí)間的長短取決于電路暫穩(wěn)態(tài)不能長久保持，其維持時(shí)間的長短取決于電路自身參數(shù)，與外界觸發(fā)脈沖無關(guān)。自身參數(shù)，與外界觸發(fā)脈沖無關(guān)。10.3 10.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器19tttttOOOOOmOHOLDDVVVVDDWDDTH0lnln20.69VtRCVVRCRC reON(35)tRC dWrettt“1”“0”( )( ) (0 )( )etv tvvv (0 )0vTHDDDDpUUUCRRtOln)(DDVv)(THpUtv)(CRR)(ORextOvBextCOvA1A2GNDCCV74121intRextC1634

9、759101114輸入輸入輸出輸出0101010100111011111100O vBOv1A2ARextOvBextCOvA1A2GNDCCV74121intRextC1634759101114IvCCV1extRextCRextOvBextCOvA1A2GNDCCV74121intRextC1634759101114IvCCVextC單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用1.1.脈沖整形脈沖整形IutWOu 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能夠把輸入的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能夠把輸入的不規(guī)則不規(guī)則脈沖信號(hào)脈沖信號(hào)u uI I，整，整形為具有一定幅度和一定寬度的標(biāo)準(zhǔn)形為具有一定幅度和一定寬度的標(biāo)準(zhǔn)矩形脈沖矩形脈沖u uO

10、O。u uO O的的幅度取決于單穩(wěn)態(tài)電路輸出的高、低電平，寬度幅度取決于單穩(wěn)態(tài)電路輸出的高、低電平，寬度t tW W決定決定于定時(shí)元件于定時(shí)元件R R和和C C。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的整形波形單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的整形波形2.2.脈沖延時(shí)脈沖延時(shí) 脈沖延時(shí)電路一般要用脈沖延時(shí)電路一般要用兩個(gè)兩個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器完成。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器完成。延時(shí)延時(shí)時(shí)間為時(shí)間為t tW1W1，它決定于第一級(jí)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的定時(shí)元件，它決定于第一級(jí)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的定時(shí)元件R R和和C C。11uIu0（tW1）（tW2）u單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的延時(shí)波形單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的延時(shí)波形3.3.定時(shí)定時(shí) 由于由于單穩(wěn)觸發(fā)器可產(chǎn)生寬度為單穩(wěn)觸發(fā)器可產(chǎn)生寬度為t tW

11、 W的矩形脈沖的矩形脈沖，利用，利用這個(gè)矩形脈沖去控制某電路使它在這個(gè)矩形脈沖去控制某電路使它在t tW W的時(shí)間內(nèi)動(dòng)作或不的時(shí)間內(nèi)動(dòng)作或不動(dòng)作，這就是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的動(dòng)作，這就是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的定時(shí)作用定時(shí)作用。定時(shí)時(shí)間為。定時(shí)時(shí)間為t tW W，可通過調(diào)節(jié)定時(shí)元件可通過調(diào)節(jié)定時(shí)元件R R和和C C來調(diào)節(jié)定時(shí)時(shí)間。來調(diào)節(jié)定時(shí)時(shí)間。1&uIOuuO單穩(wěn)與門uFtWuIuOuFOu單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的定時(shí)波形單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的定時(shí)波形10.4 10.4 多諧振蕩器多諧振蕩器工作特性：工作特性： 無穩(wěn)態(tài)無穩(wěn)態(tài)，具有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)；，具有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)； 自激振蕩器自激振蕩器在接通電源后，不需外加觸發(fā)信號(hào)，在接通電源后，不需外加觸