第六章脈沖波形的產(chǎn)生和整形電路

1、江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路Ta b l e o f C o n t e n t s6.2 RC波形變換電路6.1 脈沖的基本概念6.3 多諧振蕩器6.4 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器6.5 施密特觸發(fā)器6.6 555集成定時(shí)器江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路掌握多諧振蕩器電路結(jié)構(gòu)與工作原理掌握多諧振蕩器電路結(jié)構(gòu)與工作原理0101了解多諧振蕩器電路的應(yīng)用了解多諧振蕩器電路的應(yīng)用0202了解集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用常識(shí)了解集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用常識(shí)0303掌握施密特觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)及工作原理掌握施密特觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)及工作原理0404能用非門集成電路搭接施密特觸發(fā)器能用非門集成電路搭接施密

2、特觸發(fā)器0505江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路脈沖的基本概念脈沖的基本概念第 一 節(jié)江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路6 6.1.1.1.1脈沖的概念脈沖的概念6 6.1.2.1.2幾種常見(jiàn)的脈沖波形幾種常見(jiàn)的脈沖波形6 6.1.3.1.3矩形脈沖波形參數(shù)矩形脈沖波形參數(shù)江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路6 6.1.1.1.1脈沖的概念脈沖的概念廣義上講，凡是廣義上講，凡是非正弦規(guī)律變化的電壓或電流都非正弦規(guī)律變化的電壓或電流都可稱為脈沖?？煞Q為脈沖。脈沖脈沖：瞬間突變、作用時(shí)間極短的電壓或電流信號(hào)：瞬間突變、作用時(shí)間極短的電壓或電流信號(hào)1 1實(shí)驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn)電路圖6.1.1江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校

3、數(shù)字電路2 2現(xiàn)象和結(jié)論現(xiàn)象和結(jié)論 （1）開(kāi)關(guān)）開(kāi)關(guān) S 閉合時(shí)，閉合時(shí)，R2 短接，輸出電壓短接，輸出電壓 vO = 0。 （2）t1 時(shí)，開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān) S 斷開(kāi)，則輸出電壓：斷開(kāi)，則輸出電壓：212GORRRVv 重復(fù)此過(guò)程，則輸出電壓的波形變化即為一串脈沖波。重復(fù)此過(guò)程，則輸出電壓的波形變化即為一串脈沖波。（3） t2 時(shí)，開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān) S 再閉合，再閉合， R2 又被短接，輸出電壓又被短接，輸出電壓 vO = 0 。 圖6.1.1圖6.1.2江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路6 6.1.2.1.2幾種常見(jiàn)的脈沖波形幾種常見(jiàn)的脈沖波形常見(jiàn)的波形常見(jiàn)的波形圖6.1.3矩形波、鋸齒波、鐘形波、

4、尖峰波、階梯波等。矩形波、鋸齒波、鐘形波、尖峰波、階梯波等。江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路6 6.1.3.1.3矩形脈沖波形參數(shù)矩形脈沖波形參數(shù)（1 1）脈沖幅度）脈沖幅度V Vm m脈沖脈沖電壓的最大變化幅度。電壓的最大變化幅度。（2 2）脈沖上升沿時(shí)間）脈沖上升沿時(shí)間 t tr r脈脈沖上升沿從沖上升沿從 0.1 0.1 V Vm m 上升到上升到 0.9 0.9 V Vm m 的時(shí)間。的時(shí)間。（3 3）脈沖下降沿時(shí)間）脈沖下降沿時(shí)間 t tf f 脈沖上升沿從脈沖上升沿從 0.9 0.9 V Vm m 下降到下降到0.1 0.1 V Vm m 的時(shí)間。的時(shí)間。 （4 4）脈沖寬度）脈沖

5、寬度 t tw w 脈沖前、后沿脈沖前、后沿 0.5 0.5 V Vm m 處的時(shí)間間隔，說(shuō)明脈沖持處的時(shí)間間隔，說(shuō)明脈沖持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短。續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短。（5 5）脈沖周期）脈沖周期 T T 指周期性脈沖中，相鄰的兩個(gè)脈沖波形對(duì)應(yīng)點(diǎn)指周期性脈沖中，相鄰的兩個(gè)脈沖波形對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔。之間的時(shí)間間隔。圖6.1.4江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路RCRC波形變換電路波形變換電路第 二 節(jié)江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路6 6.2.1.2.1RC RC 電路的瞬態(tài)過(guò)程電路的瞬態(tài)過(guò)程6 6.2.2.2.2RC RC 微分電路微分電路6 6.2.3.2.3RC RC 積分電路積分電路江西省井岡山應(yīng)用科

6、技學(xué)校數(shù)字電路6 6.2.1.2.1RC RC 電路的瞬態(tài)過(guò)程電路的瞬態(tài)過(guò)程（1）充電過(guò)程原理）充電過(guò)程原理 開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān) S 在在 B 點(diǎn)，電容器點(diǎn)，電容器 C 上上沒(méi)有電荷，沒(méi)有電荷，vC = 0。瞬態(tài)過(guò)程瞬態(tài)過(guò)程是指電路從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)變化到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)所經(jīng)歷的過(guò)程。是指電路從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)變化到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)所經(jīng)歷的過(guò)程。 開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān) S 由由 B 合到合到 A 后，電源后，電源對(duì)電容對(duì)電容 C 充電。因電容器兩端的電壓充電。因電容器兩端的電壓不能突變，開(kāi)關(guān)拔動(dòng)瞬間不能突變，開(kāi)關(guān)拔動(dòng)瞬間 vC = 0 。充。充電電流最大，電電流最大， R上的電壓也上的電壓也最大，最大， 。RViCG RiVv

7、CR G圖6.2.1江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路（1）充電過(guò)程原理）充電過(guò)程原理 隨著電容隨著電容 C C 上的電荷的積累，上的電荷的積累，電壓電壓 vC vC 隨之增大，而隨之增大，而vR vR 隨之下降，隨之下降，所以所以 iC iC 也逐漸下降。也逐漸下降。 最后，最后， vC = VG， vR = 0， iC = 0，充電結(jié)束。，充電結(jié)束。圖6.2.1瞬態(tài)過(guò)程瞬態(tài)過(guò)程是指電路從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)變化到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)所經(jīng)歷的過(guò)程。是指電路從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)變化到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)所經(jīng)歷的過(guò)程。 江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路6.2RC 波形變換電路6 6.2.1.2.1RC RC 電路的瞬態(tài)過(guò)程

8、電路的瞬態(tài)過(guò)程（2）波形）波形電容器的的充電速度與電容器的的充電速度與 R R 和和 C C 的關(guān)系的關(guān)系：電容：電容 C C 越大，越大，v vC C上升就越慢；上升就越慢；電阻電阻 R R 越大，越大， v vC C 上升就越慢。上升就越慢。 時(shí)間常數(shù)：時(shí)間常數(shù)：R 和和 C 的乘積稱為的乘積稱為 RC 電路的時(shí)間常數(shù)電路的時(shí)間常數(shù) 。單位為。單位為 s（秒）。（秒）。充電時(shí)間可以用時(shí)間常數(shù)充電時(shí)間可以用時(shí)間常數(shù) 來(lái)衡量，來(lái)衡量， 大則慢大則慢， 小則快小則快 。圖6.2.2江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路2 2RC RC 電路的放電過(guò)程電路的放電過(guò)程 隨后，隨后， vC 按指數(shù)規(guī)律下降，

9、按指數(shù)規(guī)律下降， iC 也隨之下降。也隨之下降。 最后，最后， vC = 0， iC = 0，放電結(jié)束。，放電結(jié)束。 開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān) S 重新合到重新合到 B 點(diǎn)，電容點(diǎn)，電容器將通過(guò)電阻器將通過(guò)電阻 R 放電。放電。 開(kāi)始瞬間，電容器兩端的電開(kāi)始瞬間，電容器兩端的電壓不能突變，壓不能突變， vC = VG 。此時(shí)，放電。此時(shí)，放電電流最大電流最大 iC ： RViGC 圖6.2.3江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路2RC 電路的放電過(guò)程電路的放電過(guò)程圖6.2.4波形波形放電時(shí)間可以用時(shí)間常數(shù)放電時(shí)間可以用時(shí)間常數(shù) 來(lái)衡量，來(lái)衡量， 大則慢大則慢， 小則快小則快。 江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路6

10、6.2.2.2.2RC RC 微分電路微分電路1電路組成電路組成電路應(yīng)具有如下條件：電路應(yīng)具有如下條件：（1 1）輸出信號(hào)取自）輸出信號(hào)取自 RC RC 電路中電阻電路中電阻 R R 的兩端，即的兩端，即vO = vR。 （2 2）電路的時(shí)間常數(shù)）電路的時(shí)間常數(shù) 應(yīng)遠(yuǎn)小于輸入的矩形波脈沖寬度，即應(yīng)遠(yuǎn)小于輸入的矩形波脈沖寬度，即 tw。 圖6.2.5江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路2工作原理工作原理（1）當(dāng)時(shí)）當(dāng)時(shí) t1 t2 ，vI = 0，vO =0 。（2）在）在 t1 = t2 的瞬間，的瞬間， vI 由由 0 0 突變?yōu)橥蛔優(yōu)?Vm ，立即有充電電流通過(guò)立即有充電電流通過(guò) R 和和 C

11、。由于電容電壓。由于電容電壓 vC 不能突變，此時(shí)不能突變，此時(shí)vC = 0，故，故 vO = vI = Vm ，即輸出，即輸出電壓由電壓由 0 跳為跳為 Vm 。（3）在）在 t1 t2 期間，輸入電壓期間，輸入電壓 vI保持保持 Vm 不不變，由于時(shí)間常數(shù)變，由于時(shí)間常數(shù) 很小，所以電容很小，所以電容 C 被快速被快速充電，充電， vC 上升很快。上升很快。圖6.2.6江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路 （4）在）在 t = t2 時(shí)，時(shí)， vI 從從 Vm 跳變到跳變到 0 0，由于電，由于電容兩端電壓不能突變，容兩端電壓不能突變， vC 仍為仍為 Vm 。所以，。所以， vO = vI

12、- - vC = - - Vm 。 （5）在）在 t2 時(shí)刻以后，同樣因?yàn)殡娐窌r(shí)間常數(shù)時(shí)刻以后，同樣因?yàn)殡娐窌r(shí)間常數(shù) 很小，電容迅速放電，很小，電容迅速放電， vO 很快由很快由- - Vm 上升到上升到 0 0，形成一個(gè)負(fù)的尖峰脈沖波。形成一個(gè)負(fù)的尖峰脈沖波。 圖6.2.62工作原理工作原理 而輸出電壓 vO = vI - vC 迅速下降。在 t = t2之前， vC 很快到達(dá)Vm，而 vO 迅速下降為 0，形成一個(gè)正的尖峰脈沖波。江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路3 3電路特點(diǎn)電路特點(diǎn)微分電路能對(duì)輸入脈沖起到微分電路能對(duì)輸入脈沖起到“突出變化量，壓低恒定量突出變化量，壓低恒定量”的作用。的作

13、用。圖6.2.7江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路1 1電路組成電路組成6 6.2.3.2.3RC RC 積分電路積分電路圖6.2.8電路應(yīng)具有如下條件電路應(yīng)具有如下條件 （1）輸出信號(hào)取自）輸出信號(hào)取自 RC 電路中電容電路中電容 C 的兩端，即的兩端，即vO = vC 。（2）電路的時(shí)間常數(shù)）電路的時(shí)間常數(shù) 應(yīng)遠(yuǎn)大于輸入的矩形波脈沖寬度應(yīng)遠(yuǎn)大于輸入的矩形波脈沖寬度tw，即，即 tw 。江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路（2）在在 t1 t2 期間期間，輸入電壓，輸入電壓 vI 保持保持 Vm 不變，不變，電容電容 C 被充電，被充電， vC 按指數(shù)規(guī)律按指數(shù)規(guī)律上升。因?yàn)殡娐窌r(shí)間常數(shù)上升。因?yàn)?/p>

14、電路時(shí)間常數(shù) 很大，所以充很大，所以充電速度緩慢，電速度緩慢， vC 可近似認(rèn)為線性增長(zhǎng)。可近似認(rèn)為線性增長(zhǎng)。 （3）在在 t = t2 時(shí)時(shí)， vI 從從 Vm 下跳變到下跳變到 0，相當(dāng)于輸入端短路，電容相當(dāng)于輸入端短路，電容 C 通過(guò)通過(guò) R 開(kāi)始放電，開(kāi)始放電，輸出電壓下降，直到下一矩形脈沖到來(lái)。輸出電壓下降，直到下一矩形脈沖到來(lái)。（1）在在 t = t1 時(shí)刻時(shí)刻， vI 由由 0 跳變?yōu)樘優(yōu)?Vm ，由于電容電壓由于電容電壓 vC 不能突變，此時(shí)不能突變，此時(shí) vC = 0，故故 vO = vC = 0 。圖6.2.92工作原理工作原理江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路3電路特點(diǎn)電

15、路特點(diǎn)積分電路能對(duì)輸入脈沖起到積分電路能對(duì)輸入脈沖起到“突出恒定量，壓低變化量突出恒定量，壓低變化量”的作用。的作用。4積分電路的應(yīng)用積分電路的應(yīng)用（1）將矩形脈沖變換成近似的三角波。）將矩形脈沖變換成近似的三角波。（2）將上升沿、下降沿陡峭的矩形脈沖波變換成上升沿和下降沿較）將上升沿、下降沿陡峭的矩形脈沖波變換成上升沿和下降沿較緩慢的矩形脈沖，使跳變部分緩慢的矩形脈沖，使跳變部分“延緩延緩”，也稱為，也稱為“積分延時(shí)積分延時(shí)”。（3）從寬窄不同的脈沖串中，把寬脈沖選出來(lái)。）從寬窄不同的脈沖串中，把寬脈沖選出來(lái)。江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路 例例6-1 圖圖6.2.7所所示電路中，示電路中

16、，R = 20 k ，C = 200 pF，若輸入，若輸入 f = 10 kHz 的連續(xù)方波，問(wèn)此電路是的連續(xù)方波，問(wèn)此電路是 RC 微分電路，微分電路，還是一般的還是一般的 RC 耦合電路？耦合電路？ 圖6.2.7再求方波的脈寬再求方波的脈寬 t tw w。因?yàn)榉讲}寬為周期的一半，即。因?yàn)榉讲}寬為周期的一半，即解解: : 先求電路的時(shí)間常數(shù)先求電路的時(shí)間常數(shù) = RC = s4s1042020010206123 - - -s50s10510102121253W - -fTt由上面計(jì)算知，由上面計(jì)算知， ，這是微分電路。，這是微分電路。 W51t 江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路多諧振蕩器

17、多諧振蕩器第 三 節(jié)江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路6.3.16.3.1與非門基本多諧振蕩器與非門基本多諧振蕩器6.3.26.3.2環(huán)形多諧振蕩器環(huán)形多諧振蕩器6.3.36.3.3石英晶體多諧振蕩器石英晶體多諧振蕩器江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路6 6.3.1.3.1與非門基本多諧振蕩器與非門基本多諧振蕩器1電路組成電路組成圖6.3.1江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路2工作原理工作原理使與非門使與非門 G G1 1 輸出低電平輸出低電平 V VL1L1，即，即 0 0 態(tài)；與非門態(tài)；與非門 G G2 2 輸出高電平輸出高電平 V VH2H2 ，即即 1 1 態(tài)。此為第一暫態(tài)。態(tài)。此為第一暫態(tài)

18、。（1 1）第一暫態(tài)第一暫態(tài)電路對(duì)稱差異的必然存在，導(dǎo)致正反饋過(guò)程發(fā)生，形電路對(duì)稱差異的必然存在，導(dǎo)致正反饋過(guò)程發(fā)生，形成第一穩(wěn)態(tài)。正反饋過(guò)程如下：假設(shè)與非門成第一穩(wěn)態(tài)。正反饋過(guò)程如下：假設(shè)與非門 G G2 2的輸出電壓的輸出電壓 V VO2 O2 高一些。高一些。 2OI2O1I12O2112vvvvvGCGC作用作用耦合耦合作用作用耦合耦合江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路圖圖6 6.3.2.3.2（2 2）第二暫穩(wěn)態(tài)）第二暫穩(wěn)態(tài)由于電容由于電容 C C1 1、 C C2 2 的充放電，第一暫態(tài)不穩(wěn)定。的充放電，第一暫態(tài)不穩(wěn)定。門門 G G2 2 的輸出高電平對(duì)電容的輸出高電平對(duì)電容 C C

19、1 1 充電；而充電；而 C C2 2 通過(guò)門通過(guò)門G G1 1 的輸出電路進(jìn)行放電。的輸出電路進(jìn)行放電。 C C1 1、 C C2 2 的充放電路徑如圖所示。的充放電路徑如圖所示。2工作原理工作原理江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路圖圖6 6.3.2.3.2（2 2）第二暫穩(wěn)態(tài)）第二暫穩(wěn)態(tài)使與非門使與非門 G G1 1 輸出高電平輸出高電平 V VH1H1，即，即 1 1 態(tài)；態(tài)； G G2 2 與非門輸出低電平與非門輸出低電平V VL2L2 ，即即 0 0 態(tài)。此為第二暫穩(wěn)態(tài)。態(tài)。此為第二暫穩(wěn)態(tài)。 C C1 1、 C C2 2 的耦合，引入一個(gè)正反饋過(guò)程的耦合，引入一個(gè)正反饋過(guò)程： 2IO1

20、I12O2I1122vvvvvCGCG耦合耦合作用作用耦合耦合作用作用2工作原理工作原理江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路（3）再經(jīng)過(guò)電容）再經(jīng)過(guò)電容 C1、 C2 的的充放電，電路又將從第二暫穩(wěn)態(tài)，充放電，電路又將從第二暫穩(wěn)態(tài)，返回到第一暫穩(wěn)態(tài)。如此循環(huán)。返回到第一暫穩(wěn)態(tài)。如此循環(huán)。產(chǎn)生波形如產(chǎn)生波形如圖圖6.3.3所示。所示。圖6.3.33振蕩周期振蕩周期 T 的估算的估算其中其中RC.T41 21RRR C = C1 = C22工作原理工作原理江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路6 6.3.2.3.2環(huán)形多諧振蕩器環(huán)形多諧振蕩器1電路組成電路組成圖圖6.3.46.3.4三個(gè)三個(gè)非非門首尾依次相

21、連，構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)電路，所以稱為門首尾依次相連，構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)電路，所以稱為環(huán)形多諧振環(huán)形多諧振蕩器。蕩器。 R、C：定時(shí)元件，決定振蕩的周期和頻率。：定時(shí)元件，決定振蕩的周期和頻率。RS：非非門門 G3 的輸入限流電阻。的輸入限流電阻。江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路2工作原理工作原理圖6.3.4通過(guò)通過(guò) C 的耦合使的耦合使vD = 0 0 ， vB 通過(guò)通過(guò) C、R 對(duì)對(duì) C 充電，充電，使使vE，vF1）第一暫態(tài)）第一暫態(tài)初始初始 vO = 0 0；初始初始 vA 0,0, G1關(guān)閉，關(guān)閉， vB = 1 1； G2 開(kāi)通，開(kāi)通， vD = 0 0。 1 AOvv江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)

22、字電路2工作原理工作原理圖6.3.4 vA 1 使使 G1 開(kāi)，開(kāi)， vB = 0 0 ， vD 1 1，C 反充電，反充電，vE，vF 到達(dá)到達(dá) G3 開(kāi)門電平，開(kāi)門電平，G3 開(kāi)。開(kāi)。 （2）第二暫態(tài)）第二暫態(tài) vO = 0 0 。（3）返回第一暫態(tài)）返回第一暫態(tài)江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路圖6.3.4 T 2.2 RC3環(huán)形振蕩器的振蕩周期環(huán)形振蕩器的振蕩周期 T2工作原理工作原理江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路6 6.3.3.3.3石英晶體多諧振蕩器石英晶體多諧振蕩器1. 電路符號(hào)電路符號(hào)2. 電抗特性電抗特性圖6.3.5圖6.3.6江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)

23、態(tài)觸發(fā)器第 四 節(jié)江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路6 6.4.1.4.1微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器6 6.4.2.4.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器6 6.4.3.4.3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)用江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路6 6.4.1.4.1微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1電路組成電路組成 2工作原理工作原理（1 1）電路的穩(wěn)態(tài)）電路的穩(wěn)態(tài)無(wú)觸發(fā)信號(hào)時(shí)，無(wú)觸發(fā)信號(hào)時(shí)，v vI I 是高電平，門是高電平，門 G G2 2 的輸入信的輸入信號(hào)為低電平號(hào)為低電平0 0， v vO O 輸出為高電平輸出為高電平 1 1 態(tài)，而門態(tài)，而門G G1 1 的的輸出電壓輸

24、出電壓 v vO1 O1 為低電平為低電平 0 0態(tài)，這是電路的穩(wěn)態(tài)。態(tài)，這是電路的穩(wěn)態(tài)。輸入端輸入端 A A 加入低電平觸發(fā)信號(hào)，門加入低電平觸發(fā)信號(hào)，門 G G1 1 的輸出電壓為高電平的輸出電壓為高電平 1 1 態(tài)，通過(guò)電容態(tài)，通過(guò)電容 C C 耦合，門耦合，門 G G2 2 的輸入端的輸入端 B B 處的信號(hào)是高電平處的信號(hào)是高電平 1 1。輸出信號(hào)為低電平。輸出信號(hào)為低電平 0 0 態(tài)。觸發(fā)器態(tài)。觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)。翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)。（2 2）電路的暫穩(wěn)態(tài)）電路的暫穩(wěn)態(tài)圖圖6 6.4.1.4.1江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路2工作原理工作原理（3 3）暫穩(wěn)態(tài)期間）暫穩(wěn)態(tài)期間與非門與非門

25、 G G1 1 的輸出電壓的輸出電壓 v vO1 O1 為高電平，它為高電平，它通過(guò)通過(guò) C C、R R 到接地端，對(duì)電容到接地端，對(duì)電容 C C 充電。隨電充電。隨電容電壓的升高，充電電流逐漸變小。因此，容電壓的升高，充電電流逐漸變小。因此，電阻上的電壓也逐漸下降。電阻上的電壓也逐漸下降。當(dāng)當(dāng) B B 端的電平下降到與非門端的電平下降到與非門 G G2 2 的關(guān)門電平時(shí)，門的關(guān)門電平時(shí)，門 G G2 2 關(guān)閉，輸出電關(guān)閉，輸出電壓壓 v vO O 又跳為高電平。它反送到門又跳為高電平。它反送到門 G G1 1 的輸入端。由于觸發(fā)負(fù)脈沖的寬度的輸入端。由于觸發(fā)負(fù)脈沖的寬度很窄，很窄，A A 點(diǎn)

26、已恢復(fù)高電平。點(diǎn)已恢復(fù)高電平。 v vO1O1 下跳為低電平，電路又恢復(fù)穩(wěn)態(tài)。下跳為低電平，電路又恢復(fù)穩(wěn)態(tài)。（4 4）自動(dòng)恢復(fù)為穩(wěn)態(tài)）自動(dòng)恢復(fù)為穩(wěn)態(tài)圖6.4.1江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路3電路圖電路圖4. 特點(diǎn)特點(diǎn)石英晶體相當(dāng)于一個(gè)石英晶體相當(dāng)于一個(gè) RLC 串聯(lián)諧電路。在諧振頻率下，阻抗最低，串聯(lián)諧電路。在諧振頻率下，阻抗最低，正反饋?zhàn)顝?qiáng)，易于起振；而在其他頻率下，阻抗很高，阻止振蕩，所以正反饋?zhàn)顝?qiáng)，易于起振；而在其他頻率下，阻抗很高，阻止振蕩，所以石英晶體可起選頻作用。石英晶體可起選頻作用。石英晶體多諧振蕩器能產(chǎn)生極其穩(wěn)定的高頻率的矩形脈沖信號(hào)。在石英晶體多諧振蕩器能產(chǎn)生極其穩(wěn)定的高

27、頻率的矩形脈沖信號(hào)。在數(shù)字系統(tǒng)中，常用作系統(tǒng)的基準(zhǔn)信號(hào)源。數(shù)字系統(tǒng)中，常用作系統(tǒng)的基準(zhǔn)信號(hào)源。 圖6.4.2江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路5波形圖波形圖圖6.4.3江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路6 6.4.2.4.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器圖6.4.4集成組件集成組件 CT74121 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 。如。如圖圖6.4.4CEXL：外接電容端：外接電容端 。1外引線排列及引出端符號(hào)外引線排列及引出端符號(hào) ：暫穩(wěn)態(tài)負(fù)脈沖輸出端：暫穩(wěn)態(tài)負(fù)脈沖輸出端 QTR- -A、TR- -B ：兩個(gè)負(fù)觸發(fā)輸入端。：兩個(gè)負(fù)觸發(fā)輸入端。 Q：暫穩(wěn)態(tài)正脈沖輸出端。：暫穩(wěn)態(tài)正脈沖輸出端。 Rint

28、：內(nèi)電阻端內(nèi)電阻端 。REXL / CEXL：為外接電阻和電容的：為外接電阻和電容的 公共端。公共端。 TR+：正觸發(fā)輸入端：正觸發(fā)輸入端 江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路2邏輯功能及簡(jiǎn)要說(shuō)明邏輯功能及簡(jiǎn)要說(shuō)明（1）功能表）功能表輸輸 入入輸輸 出出說(shuō)說(shuō) 明明TR- -ATR- -BTR+Q0 0 1 10 01 1穩(wěn)穩(wěn) 態(tài)態(tài)0 01 10 01 1 0 00 01 11 11 1 0 01 11 11 1暫態(tài)暫態(tài)11 11 10 0 0 0表6.4.1說(shuō)明說(shuō)明： 表示表示任意值；任意值； 表示電表示電平從高到低的跳變；平從高到低的跳變； 表示電平從低到表示電平從低到高的跳變；高的跳變；“高高

29、”表示高電平脈沖；表示高電平脈沖；“低低”表示低電平表示低電平脈沖。脈沖。江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路2 2邏輯功能及簡(jiǎn)要說(shuō)明邏輯功能及簡(jiǎn)要說(shuō)明（2 2）觸發(fā)方法）觸發(fā)方法 如果如果 TRTR-A-A、TRTR-B -B 、 TRTR+ + 的初始狀態(tài)為的初始狀態(tài)為111111，那么，當(dāng)，那么，當(dāng)TRTR-A -A 或或 TRTR-A -A 上加上負(fù)跳變電壓，或者在這個(gè)兩個(gè)輸入同時(shí)加負(fù)跳變電壓，則電路翻上加上負(fù)跳變電壓，或者在這個(gè)兩個(gè)輸入同時(shí)加負(fù)跳變電壓，則電路翻轉(zhuǎn)為暫態(tài)。轉(zhuǎn)為暫態(tài)。 如果如果 TRTR-A-A、TRTR-B -B 、 TRTR+ + 的初始狀態(tài)為的初始狀態(tài)為 0 0 0

30、0 或者為或者為 0000，則在，則在 TRTR+ + 端加上正跳變觸發(fā)電壓，電路就由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)為暫態(tài)。端加上正跳變觸發(fā)電壓，電路就由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)為暫態(tài)。江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路（3）定時(shí)元件）定時(shí)元件 R、C 的接法的接法脈沖寬度估算脈沖寬度估算外接電阻的接法外接電阻的接法 內(nèi)電阻的接法。內(nèi)電阻的接法。 RC.t70W 圖6.4.52 2邏輯功能及簡(jiǎn)要說(shuō)明邏輯功能及簡(jiǎn)要說(shuō)明江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路6 6.4.3.4.3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脈沖信號(hào)的整形脈沖信號(hào)的整形脈沖的整形脈沖的整形，是把波形不規(guī)則的輸入脈沖輸入單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，在輸，是把波形不規(guī)則的輸入脈沖輸入單

31、穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，在輸出端獲得具有一定的寬度和幅度、前后沿比較陡峭的矩形脈沖波。出端獲得具有一定的寬度和幅度、前后沿比較陡峭的矩形脈沖波。 圖6.4.7圖6.4.6方框原理圖方框原理圖工作波形圖工作波形圖江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路3定時(shí)定時(shí)工作波形圖工作波形圖2延時(shí)延時(shí)方框原理圖方框原理圖工作波形圖工作波形圖圖6.4.9圖6.4.8圖6.4.10圖6.4.11方框原理圖方框原理圖江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器第 五 節(jié)江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路6 6.5.1.5.1用集成與非門組成的施密特觸發(fā)器用集成與非門組成的施密特觸發(fā)器6 6.5.2.5.2集成施密特觸發(fā)器

32、集成施密特觸發(fā)器6 6.5.3.5.3施密特觸發(fā)器的應(yīng)用施密特觸發(fā)器的應(yīng)用江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路6 6.5.1.5.1用集成與非門組成的施密特觸發(fā)器用集成與非門組成的施密特觸發(fā)器（1）組成電路）組成電路（2）邏輯符號(hào)）邏輯符號(hào)1電路組成電路組成 由三個(gè)由三個(gè)與非與非門門 G1、 G2、 G3 和一和一個(gè)二極管個(gè)二極管 VD 組成。組成。 G1 和和 G2 構(gòu)成基本構(gòu)成基本 RS 觸發(fā)器，觸發(fā)器，二極管二極管 VD 起到電平移動(dòng)作用。用來(lái)起到電平移動(dòng)作用。用來(lái)產(chǎn)生回差電壓。產(chǎn)生回差電壓。 圖6.5.1圖6.5.2江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路2工作原理工作原理（1）初始穩(wěn)定狀態(tài)）初始

33、穩(wěn)定狀態(tài)第一穩(wěn)態(tài)第一穩(wěn)態(tài)與非門的開(kāi)關(guān)電平為與非門的開(kāi)關(guān)電平為 1.4 V1.4 V，二極管導(dǎo)通，二極管導(dǎo)通電壓為電壓為 0.7 V0.7 V。當(dāng)當(dāng) vI 上升，只要上升，只要 vI 1.4 V，則，則 ，故，故 RS 觸發(fā)器保持觸發(fā)器保持 1 1 態(tài)不變，態(tài)不變，即電路保持第一穩(wěn)態(tài)。即電路保持第一穩(wěn)態(tài)。1 RvI 2/3VDD1/3VDD0 0導(dǎo)通導(dǎo)通11/3VDD保持不變保持不變不變不變12/3VDD1/3VDD1 1截止截止DRTR表6.6.1江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路6 6.6.3.6.3集成定時(shí)器的應(yīng)用集成定時(shí)器的應(yīng)用R R、C C：定時(shí)元件；高：定時(shí)元件；高觸發(fā)端觸發(fā)端 TH

34、TH 與放電端與放電端 DISDIS 相連；相連；輸入觸發(fā)電平輸入觸發(fā)電平 v vI I 加加于低觸發(fā)端于低觸發(fā)端 處，低電平處，低電平有效；有效；OUT OUT 為信號(hào)的輸出為信號(hào)的輸出端。端。TR用用 7555 定時(shí)器可構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路。定時(shí)器可構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路。1電路組成電路組成 圖6.6.3江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路圖6.6.32工作原理工作原理接通電源后，接通電源后，電源電壓電源電壓 V VDD DD 對(duì)電容對(duì)電容 C C 充電，電壓充電，電壓 v vC C 上升。當(dāng)上升。當(dāng) v vC C高達(dá)高達(dá) 時(shí)，輸出電壓時(shí)，輸出電壓 v vO O為低為低電平電平 0 0。同時(shí)，放電管。同時(shí)，放電管 V V 導(dǎo)通，導(dǎo)通，電容對(duì)過(guò)放電端電容對(duì)過(guò)放電端 DIS DIS 放電。電路放電。電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，輸出低電平進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，輸出低電平 0 0。 電路的穩(wěn)態(tài)電路的穩(wěn)態(tài)DD32V江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校數(shù)字電路圖6.6.32工作原理工作原理 低電平觸發(fā)，電路翻轉(zhuǎn)，進(jìn)入穩(wěn)態(tài)低電平觸發(fā)，電路翻轉(zhuǎn)，進(jìn)入穩(wěn)態(tài)當(dāng)?shù)碗娖降絹?lái)時(shí)，端的電當(dāng)?shù)碗娖降絹?lái)時(shí)，端的電平小于。電路的輸出將發(fā)生平小于。電路的輸出將發(fā)生翻轉(zhuǎn)，由低電平翻轉(zhuǎn)，由低電平 0 0 變?yōu)楦唠娖阶優(yōu)楦唠娖?1 1。同時(shí)，放電管截止，電源