中国绅字我术大空 University of Science and Technology of China 第七章脉冲波形的产生和整形电路 本章目录 >7.1概述 >7.2施密特触发电路 >7.3单稳态电路 >7.4多谐振荡电路 >7.5555定时器及其应用 2017-8-4 第七章脉冲波形的产生和整形电路 §7.1概述 一、获取矩形脉冲的方法 0.9Vm 1.脉冲波形发生电路 0.5Vm 2.脉冲波形整形电路 0.1'm 二、描述矩形脉冲特性的主要参数 1.脉冲周期T:周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲之间的时间 间隔。 2.脉冲幅度V：脉冲电压的最大变化幅度。 3.脉冲宽度w:从脉冲前沿到达0.5Vm起，到脉冲后沿到达0.5'为 止的一段时间。 4.上升时间t：脉冲上升沿从0.1Vm上升到0.9Vm所需要的时间。 5.下降时间t：脉冲下降沿从0.9'm下降到0.1'm所需要的时间。 6.占空比g：脉冲宽度与脉冲周期的比值，即q=tT 2017-8-4 第七章脉冲波形的产生和整形电路 2
2017-8-4 第七章 脉冲波形的产生和整形电路 1 第七章 脉冲波形的产生和整形电路 第七章 脉冲波形的产生和整形电路 本章目录 ¾7.1 概述 ¾7.2 施密特触发电路 ¾7.3 单稳态电路 ¾7.4 多谐振荡电路 ¾7.5 555定时器及其应用 2017-8-4 第七章 脉冲波形的产生和整形电路 2 一、获取矩形脉冲的方法 1. 脉冲波形发生电路 2. 脉冲波形整形电路 二、描述矩形脉冲特性的主要参数 §7.1 概述 1. 脉冲周期T ：周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲之间的时间 间隔。 2. 脉冲幅度Vm：脉冲电压的最大变化幅度。 3. 脉冲宽度tW：从脉冲前沿到达0.5Vm起，到脉冲后沿到达0.5Vm为 止的一段时间。 4. 上升时间tr：脉冲上升沿从0.1Vm上升到 0.9Vm所需要的时间。 5. 下降时间tf ：脉冲下降沿从0.9Vm下降到 0.1Vm所需要的时间。 6. 占空比q ：脉冲宽度与脉冲周期的比值，即q ＝ tw /T
§72施密特触发电路 施密特触发电路：常用的一种脉冲整形电路 施密特触发电路具有两个性能特点： 第一输入信号从低电平上升的过程中， 电路状态转换时对应 的输入电平，与输入信号从高电平下降过程中对应的输入转换 电平不同； 第二在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出电 压波形的边沿变得很陡。 2017-8-4 第七章脉冲波形的产生和整形电路 §7.2施密特触发电路 19/ 7.2.1施密特触发电路的结构和工作原理 1实例：集成施密特电路7413 二极管与门 施密特电路 电平偏移 输出电路 4 214 R3 D A D6 D B D2 09 图形符号 D 4802 2017-8-4 第七章脉冲波形的产生和整形电路
2017-8-4 第七章 脉冲波形的产生和整形电路 3 §7.2 施密特触发电路 施密特触发电路：常用的一种脉冲整形电路 第一 输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时对应 的输入电平，与输入信号从高电平下降过程中对应的输入转换 电平不同； 第二 在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出电 压波形的边沿变得很陡。 施密特触发电路具有两个性能特点： 2017-8-4 第七章 脉冲波形的产生和整形电路 4 7.2.1 施密特触发电路的结构和工作原理 1 实例：集成施密特电路7413 §7.2 施密特触发电路
§7.2施密特触发电路 2施密特电路工作原理 VB1-VE=VBE1<O.7V时，T截止，T,饱和导通 Vcc 当v1个使y1>0.7V时，T导通，并引起 R2 R3 2k21.4k21 ya个→ic,↑→vc1↓→ic2↓ ip2 1R3 ↓ VE1↑←yE↓ .迅速转为T饱和导通，T,截止 VE 1c2 v,从高电平下降至vg1=O.7V时，C开始减小 v1→ic1↓→yc1↑→ic2t 4802 ↓ VBI←VE↑ ∴.迅速转为T截止，T工，饱和导通 2017-8-4 第七章脉冲波形的产生和整形电路 §7.2施密特触发电路 V+:T由截止变为导通时的输入电压 Vcc R2in2+VBE(2+Ra(iB2+ic2)=VCc R22 2字148 RjiR3+VCE(a2+R(iB2 +ic2)=Vcc iB2 R3 设iR3≈ie2,'Eam)=0.8V,'cEm=0.2V T c2 ic2≈2.2mA,ia2≈1.3mA C2 VE2=R,(B2+ic2)≈1.7V V1+=vE2+0.7≈2.4V 4802 V1-:T由导通变为截止时的输入电压 R VEI=(VCC-VCEI)- ≈0.8V R+R VB1-=VE1+0.7≈1.5V 2017-8-4 第七章脉冲波形的产生和整形电路 6
2017-8-4 第七章 脉冲波形的产生和整形电路 5 2 施密特电路工作原理 Vcc ⊥ vB1 − vE = vBE1 < 0.7V时，T1截止，T2饱和导通 ↑← ↓ ↓ ↑→ ↑→ ↓→ ↓ ↑ > BE E B C C C B BE v v v i v i v v T 1 1 1 1 2 1 1 1 当 使 0.7V时， 导通，并引起 ∴迅速转为T1饱和导通，T2截止 vB1 从高电平下降至vBE1 = 0.7V时，iC1 开始减小 ↓← ↑ ↓ ↓→ ↓→ ↑→ ↑ BE E B C C C v v v i v i 1 1 1 1 2 ∴迅速转为T1截止，T2饱和导通 §7.2 施密特触发电路 2017-8-4 第七章 脉冲波形的产生和整形电路 6 Vcc ⊥ vB1+ :T1 由截止变为导通时的输入电压 ⎩ ⎨ ⎧ + + + = + + + = R CE sat B C CC B BE sat B C CC R i V R i i V R i V R i i V ( ) ( ) 3 3 ( )2 4 2 2 2 2 ( )2 4 2 2 设iR3 ≈ iC2 ,VBE(sat) = 0.8V,VCE(sat) = 0.2V iC2 ≈ 2.2mA,iB2 ≈1.3mA vE2 = R4 (iB2 + iC2 ) ≈1.7V VB1+ = vE2 + 0.7 ≈ 2.4V vB1− :T1 由导通变为截止时的输入电压 ( ) 0.8V 2 4 4 1 1 ≈ + = − R R R v V v E CC CE vB1− = vE1 + 0.7 ≈1.5V §7.2 施密特触发电路
§7.2施密特触发电路 实例：7413 二极管与门 施密特电路 电平偏移 输出电路 4k2 14 R3 R R,3 1302 1R3 人T B-4- D D C A D,应 B D 图形符号 D 多R Uo/V 本本本本 802 V7+=vg1+-'o≈2.4-0.7=1.7V Vx-=yg1--'o≈1.5-0.7=0.8V △V,='t-V-=0.9V 0.51.01.52.0 v/V 2017-8-4 第七章脉冲波形的产生和整形电路 §7.2施密特触发电路 7.2.2用门电路组成的施密特触发电路 R2 R v-5-. 设反相器G和G,均为CMOS门，其阈值电压为VTmF'DD2, 输出高低电平分别为LOH-VDD,VoL=0,且R1<R2 2017-8-4 第七章脉冲波形的产生和整形电路 8
2017-8-4 第七章 脉冲波形的产生和整形电路 7 实例：7413 VT + = vB1+ −VD ≈ 2.4 − 0.7 =1.7V VT − = vB1− −VD ≈1.5 − 0.7 = 0.8V ΔVT =VT + −VT − = 0.9V §7.2 施密特触发电路 2017-8-4 第七章 脉冲波形的产生和整形电路 8 7.2.2 用门电路组成的施密特触发电路 I v o v ′ I v o v o v 设反相器G1和G2均为CMOS门，其阈值电压为VTH= VDD/2， 输出高低电平分别为VOH= VDD，VOL=0，且R1< R2 §7.2 施密特触发电路
§7.2施密特触发电路 V- *当y1=0时，Vo=0。 vo *当y,个，至v4=V时，G进入电压传输特性的转折区， 故v4个→01→vg个之 使电路迅速跳变到vo='og=Vpp 设输入”上升过程中电路状态发生转换时对应的输入电平为 V+,V+称为正向阈值电压 VA=VTH R →5，=1+yn R+R R 2017-8-4 第七章脉冲波形的产生和整形电路 §7.2施密特触发电路 R2 *当v,='oo时，Vo=Vpo *当y,↓，至v4='时，G进入电压传输特性的转折区， 使电路迅速跳变到vo=VoL=0 个 设输入y下降过程中电路状态发生转换时对应的输入电平为 V,V称为负向阙值电压 .=Vm=Vpo-(po-V-)R →.=1-8ym R+R R 2017-8-4 第七章脉冲波形的产生和整形电路 10
2017-8-4 第七章 脉冲波形的产生和整形电路 9 ∗当vI = 0时，vO = 0。 O VOH VDD 使电路迅速跳变到 v = = + + A = TH = VT R R R v V 1 2 2 ∗当vI ↑,至vA =VTH时，G1进入电压传输特性的转折区， 故vA ↑→ vO1 ↓→ vO ↑ T VTH R R V (1 ) 2 1 ⇒ + = + 设输入vI上升过程中电路状态发生转换时对应的输入电平为 VT+，VT+称为正向阈值电压 §7.2 施密特触发电路 2017-8-4 第七章 脉冲波形的产生和整形电路 10 ∗当vI =VDD时，vO =VDD。 使电路迅速跳变到 vO =VOL = 0 1 2 2 ( ) R R R vA VTH VDD VDD VT + = = − − − ∗当vI ↓,至vA =VTH时，G1进入电压传输特性的转折区， 故vA ↓→ vO1 ↑→ vO ↓ T VTH R R V (1 ) 2 1 ⇒ − = − 设输入vI下降过程中电路状态发生转换时对应的输入电平为 VT-，VT-称为负向阈值电压 §7.2 施密特触发电路