数电 第十章 脉冲波形的产生和整形幻灯片.ppt

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1、数电课件数电课件 第十章第十章 脉冲波形脉冲波形的产生和整形的产生和整形第1页，共109页，编辑于2022年，星期六本章内容本章内容10.1 10.1 概述概述概述概述10.2 10.2 施密特触发器施密特触发器施密特触发器施密特触发器10.3 10.3 单稳态触发器单稳态触发器单稳态触发器单稳态触发器10.4 10.4 多谐振荡器多谐振荡器多谐振荡器多谐振荡器10.5 55510.5 555定时器及其应用定时器及其应用定时器及其应用定时器及其应用第2页，共109页，编辑于2022年，星期六10.1 10.1 概述概述概述概述一、一、产生矩形脉冲的途径产生矩形脉冲的途径1.利用各种形式的多谐振

2、荡器电路；利用各种形式的多谐振荡器电路；2.通过各种整形电路把已有的周期性变化波形变换成符通过各种整形电路把已有的周期性变化波形变换成符合要求的矩形脉冲。合要求的矩形脉冲。二二 、矩形脉冲特性的描述、矩形脉冲特性的描述 通常的矩通常的矩形脉冲波形如形脉冲波形如图图10.1.1所示。所示。图图图图10.1.110.1.12022/9/23第3页，共109页，编辑于2022年，星期六图图图图10.1.110.1.1其中：其中：其中：其中：10.1 10.1 概述概述概述概述脉冲周期脉冲周期脉冲周期脉冲周期T T：周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲之：周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲之：周期性

3、重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲之：周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲之间的时间间隔。有时也用频率间的时间间隔。有时也用频率间的时间间隔。有时也用频率间的时间间隔。有时也用频率f f1/1/T T表示单位时间内脉冲重表示单位时间内脉冲重表示单位时间内脉冲重表示单位时间内脉冲重复的次数复的次数复的次数复的次数脉冲幅度脉冲幅度脉冲幅度脉冲幅度V Vmm：脉冲电压的最大变化幅度。：脉冲电压的最大变化幅度。：脉冲电压的最大变化幅度。：脉冲电压的最大变化幅度。第4页，共109页，编辑于2022年，星期六 上升时间上升时间t tr：脉冲上升沿从：脉冲上升沿从：脉冲上升沿从：脉冲上升沿从0.10.1V Vm

4、上升到上升到上升到上升到 0.9V Vm所需要的所需要的所需要的所需要的时间时间时间时间图图图图10.1.110.1.1脉冲宽度脉冲宽度脉冲宽度脉冲宽度t tWW：从脉冲前沿到达：从脉冲前沿到达：从脉冲前沿到达：从脉冲前沿到达0.50.5V Vmm起，到脉冲后沿到达起，到脉冲后沿到达起，到脉冲后沿到达起，到脉冲后沿到达0.50.5V Vmm为止的一段时间。为止的一段时间。为止的一段时间。为止的一段时间。下降时间下降时间tf：脉冲下降沿从：脉冲下降沿从0.9Vm 下降到下降到 0.1Vm所需要的所需要的时间时间10.1 10.1 概述概述概述概述2022/9/23第5页，共109页，编辑于202

5、2年，星期六占空比占空比占空比占空比q q：脉冲宽度与脉冲周期的比值即：脉冲宽度与脉冲周期的比值即q q tw/T/T图图图图10.1.110.1.110.1 10.1 概述概述概述概述注：在脉冲整型或产生电路用于数字系统时，有时对脉注：在脉冲整型或产生电路用于数字系统时，有时对脉注：在脉冲整型或产生电路用于数字系统时，有时对脉注：在脉冲整型或产生电路用于数字系统时，有时对脉冲有些特殊要求，如脉冲周期和幅度的稳定性等，这时冲有些特殊要求，如脉冲周期和幅度的稳定性等，这时冲有些特殊要求，如脉冲周期和幅度的稳定性等，这时冲有些特殊要求，如脉冲周期和幅度的稳定性等，这时需要另增加一些参数来描述脉冲。

6、需要另增加一些参数来描述脉冲。需要另增加一些参数来描述脉冲。需要另增加一些参数来描述脉冲。第6页，共109页，编辑于2022年，星期六10.2 10.2 施密特触发器（施密特触发器（施密特触发器（施密特触发器（Schmitt TriggerSchmitt Trigger）第一第一 输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时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；输入转换电平不同；第二第二 在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈

7、过程使输出电压波形的边沿变得很陡。出电压波形的边沿变得很陡。注：利用这两个特点不仅能将边沿变化缓慢地信号波形注：利用这两个特点不仅能将边沿变化缓慢地信号波形整形为边沿陡峭的矩形波，而且可以将叠加在矩形波脉整形为边沿陡峭的矩形波，而且可以将叠加在矩形波脉冲高、低电平上的噪声有效地清除。冲高、低电平上的噪声有效地清除。施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路，施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路，施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路，施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路，它具有下面两个性能特点：它具有下面两个性能特点：它具有下面两个性能特点：它具有下面两个性能特

8、点：2022/9/23第7页，共109页，编辑于2022年，星期六10.2.1 用门电路组成的施密特触发器用门电路组成的施密特触发器 将两极反相器串接起来，通过分压电阻把输出端的将两极反相器串接起来，通过分压电阻把输出端的电压反馈到输入端就构成施密特触发器电路，其电路图电压反馈到输入端就构成施密特触发器电路，其电路图及其图形符号如图及其图形符号如图10.2.1所示。所示。图图图图10.2.110.2.1设反相器设反相器设反相器设反相器G G11和和和和G G22均为均为均为均为CMOSCMOS门，其阈值电压为门，其阈值电压为门，其阈值电压为门，其阈值电压为V VTHTH V VDDDD/2/2

9、，输出高低电平分别为，输出高低电平分别为，输出高低电平分别为，输出高低电平分别为V VOHOH V VDDDD，V VOLOL0 0，且，且，且，且R R11 V VTHTHTH时，电路状态维时，电路状态维时，电路状态维时，电路状态维时，电路状态维时，电路状态维持在持在持在持在持在持在v vooV VOHOHOH V V VDDDDDD不变不变不变不变10.2.1 用门电路组成的施密特触发器用门电路组成的施密特触发器当当当当v vII从高电平从高电平从高电平从高电平V VDDDD逐渐逐渐逐渐逐渐下降到下降到下降到下降到v vAAV VTHTH时，由于时，由于时，由于时，由于也存在正反馈，即也存

10、在正反馈，即也存在正反馈，即也存在正反馈，即使电路迅速跳变到使电路迅速跳变到使电路迅速跳变到使电路迅速跳变到v vooV VOLOL 0 0此时施密特触发器在此时施密特触发器在此时施密特触发器在此时施密特触发器在v vII下降时对应输出电压由高电平转为低下降时对应输出电压由高电平转为低下降时对应输出电压由高电平转为低下降时对应输出电压由高电平转为低电平时的输入电压为电平时的输入电压为电平时的输入电压为电平时的输入电压为V VTT，称为，称为，称为，称为负向阈值电压负向阈值电压负向阈值电压负向阈值电压，此时，此时，此时，此时v vooV VDDDD，G G11门的输入电压为门的输入电压为门的输入

11、电压为门的输入电压为2022/9/23第13页，共109页，编辑于2022年，星期六10.2.1 用门电路组成的施密特触发器用门电路组成的施密特触发器由于由于由于由于V VTHTH V VDD DD/2/2，故，故，故，故只要只要只要只要v vII V VT-T-，v voo002022/9/23第14页，共109页，编辑于2022年，星期六将将将将VT T和和VT之间的差值定义为回差电压，用之间的差值定义为回差电压，用之间的差值定义为回差电压，用之间的差值定义为回差电压，用VT表示，即表示，即表示，即表示，即10.2.1 用门电路组成的施密特触发器用门电路组成的施密特触发器施密特触发器的电压

12、传施密特触发器的电压传施密特触发器的电压传施密特触发器的电压传输特性为图输特性为图输特性为图输特性为图10.2.210.2.2所示所示所示所示图图图图10.2.210.2.2第15页，共109页，编辑于2022年，星期六施密特触发器的两个输出电压传输特性为图施密特触发器的两个输出电压传输特性为图施密特触发器的两个输出电压传输特性为图施密特触发器的两个输出电压传输特性为图10.2.310.2.3所示所示所示所示10.2.1 用门电路组成的施密特触发器用门电路组成的施密特触发器2022/9/23第16页，共109页，编辑于2022年，星期六10.2.1 用门电路组成的施密特触发器用门电路组成的施密

13、特触发器图图图图10.2.3(a)10.2.3(a)是以是以是以是以v voo做为输出的，做为输出的，做为输出的，做为输出的，v voo和和和和v vII同相位；而图同相位；而图同相位；而图同相位；而图10.2.3(b)10.2.3(b)是以是以是以是以v v AA做为输出的，做为输出的，做为输出的，做为输出的，v v AA和和和和v vII反相位。另通过调节反相位。另通过调节反相位。另通过调节反相位。另通过调节R R11和和和和R R22的比值，可调节的比值，可调节的比值，可调节的比值，可调节V VTT、V VTT和回差电压和回差电压和回差电压和回差电压V VTT的大小。的大小。的大小。的大

14、小。2022/9/23第17页，共109页，编辑于2022年，星期六第18页，共109页，编辑于2022年，星期六第19页，共109页，编辑于2022年，星期六利用施密特触发器可以将边沿变化缓慢的周期性信号变换为利用施密特触发器可以将边沿变化缓慢的周期性信号变换为利用施密特触发器可以将边沿变化缓慢的周期性信号变换为利用施密特触发器可以将边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲边沿很陡的矩形脉冲边沿很陡的矩形脉冲边沿很陡的矩形脉冲2.2.施密特触发器的主要特点：施密特触发器的主要特点：10.2.1 用门电路组成的施密特触发器用门电路组成的施密特触发器 输入信号在上升和下降过程中，电路状态

15、转换的输入输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换的输入输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换的输入输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换的输入电平不同电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边电平不同电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边电平不同电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边电平不同电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边沿变陡沿变陡沿变陡沿变陡3.3.施密特触发器的应用施密特触发器的应用施密特触发器的应用施密特触发器的应用(1)(1)用于波形变换用于波形变换用于波形变换用于波形变换第20页，共109页，编辑于2022年，星期六 利用施密特触发器将一系列幅度不同的脉冲信号，其利

16、用施密特触发器将一系列幅度不同的脉冲信号，其利用施密特触发器将一系列幅度不同的脉冲信号，其利用施密特触发器将一系列幅度不同的脉冲信号，其中幅度大于正向阈值电压的幅度鉴别出来。中幅度大于正向阈值电压的幅度鉴别出来。中幅度大于正向阈值电压的幅度鉴别出来。中幅度大于正向阈值电压的幅度鉴别出来。二、用于鉴幅二、用于鉴幅10.2.1 用门电路组成的施密特触发器用门电路组成的施密特触发器第21页，共109页，编辑于2022年，星期六三、用于脉冲整形三、用于脉冲整形10.2.1 用门电路组成的施密特触发器用门电路组成的施密特触发器 在数字系统中，经常出现干扰信号，使得信号波形变差，在数字系统中，经常出现干扰

17、信号，使得信号波形变差，在数字系统中，经常出现干扰信号，使得信号波形变差，在数字系统中，经常出现干扰信号，使得信号波形变差，这样可通过施密特触发器整型获得比较理想的波形。这样可通过施密特触发器整型获得比较理想的波形。这样可通过施密特触发器整型获得比较理想的波形。这样可通过施密特触发器整型获得比较理想的波形。第22页，共109页，编辑于2022年，星期六例例10.2.1 10.2.1 由由由由CMOSCMOS反相器构成的施密特触发器如图反相器构成的施密特触发器如图10.2.210.2.2所示，设所示，设所示，设所示，设VTHTH3V3V，VDDDD6V6V，输入电压为峰值，输入电压为峰值6V6V

18、的三角的三角波。试画出输出电压波。试画出输出电压v vo的波形，注明的波形，注明V VT T和和和和VT T的大小，的大小，并求回差电压并求回差电压V VT T。10.2.1 用门电路组成的施密特触发器用门电路组成的施密特触发器图图图图10.2.210.2.2解：阈值电压为解：阈值电压为解：阈值电压为解：阈值电压为2022/9/23第23页，共109页，编辑于2022年，星期六回差电压为回差电压为回差电压为回差电压为VTVTVT 4.5-1.5=3V其输出波形如图其输出波形如图10.2.3所示所示10.2.1 用门电路组成的施密特触发器用门电路组成的施密特触发器2022/9/23第24页，共1

19、09页，编辑于2022年，星期六10.3 10.3 单稳态触发器单稳态触发器单稳态触发器单稳态触发器特点：特点：特点：特点：第一第一第一第一 它有它有它有它有稳态稳态稳态稳态和和和和暂稳态暂稳态暂稳态暂稳态两个不同的工作状态；两个不同的工作状态；两个不同的工作状态；两个不同的工作状态；第二第二第二第二 在外界触发脉冲的作用下，能从在外界触发脉冲的作用下，能从在外界触发脉冲的作用下，能从在外界触发脉冲的作用下，能从稳态翻转到暂稳态稳态翻转到暂稳态稳态翻转到暂稳态稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，再自动返回稳态；在暂稳态维持一段时间以后，再自动返回稳态；在暂稳态维持一段时间以后，再自动返

20、回稳态；在暂稳态维持一段时间以后，再自动返回稳态；第三第三第三第三 暂稳态维持时间的长短暂稳态维持时间的长短暂稳态维持时间的长短暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数取决于电路本身的参数取决于电路本身的参数取决于电路本身的参数，与，与，与，与触发脉冲的宽度和幅度无关。触发脉冲的宽度和幅度无关。触发脉冲的宽度和幅度无关。触发脉冲的宽度和幅度无关。应用：脉冲整形、延时、定时等应用：脉冲整形、延时、定时等应用：脉冲整形、延时、定时等应用：脉冲整形、延时、定时等2022/9/23第25页，共109页，编辑于2022年，星期六10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器用门电路组成的单稳态触发器 单稳态触

21、发器的暂稳态通常是靠单稳态触发器的暂稳态通常是靠单稳态触发器的暂稳态通常是靠单稳态触发器的暂稳态通常是靠RCRC电路的充放电过电路的充放电过电路的充放电过电路的充放电过程来维持的，根据程来维持的，根据程来维持的，根据程来维持的，根据RCRC的电路不同接法，把单稳态触发器的电路不同接法，把单稳态触发器的电路不同接法，把单稳态触发器的电路不同接法，把单稳态触发器分成微分型和积分型。分成微分型和积分型。分成微分型和积分型。分成微分型和积分型。一、微分型单稳态一、微分型单稳态一、微分型单稳态一、微分型单稳态触发器触发器触发器触发器图图图图10.3.110.3.1是由是由是由是由CMOSCMOS门电路门

22、电路门电路门电路GG11、G G22和和和和R Rdd、C Cdd微分电路构成的微分电路构成的微分电路构成的微分电路构成的单稳态触发器。单稳态触发器。单稳态触发器。单稳态触发器。图图图图10.3.110.3.1设设设设V VOHOH V VDDDD，V VOLOL 0 0，且，且，且，且CMOSCMOS门的转折电压为门的转折电压为门的转折电压为门的转折电压为V VTHTH V VDD DD/2/2，第26页，共109页，编辑于2022年，星期六RCRC微分电路微分电路微分电路微分电路 取取取取RCRC串联电路中的电阻两端为输出端，并选择适当的电串联电路中的电阻两端为输出端，并选择适当的电串联电

23、路中的电阻两端为输出端，并选择适当的电串联电路中的电阻两端为输出端，并选择适当的电路参数使时间常数路参数使时间常数路参数使时间常数路参数使时间常数 t tWW的条件，则成为积分电路。由于这种电路电容的条件，则成为积分电路。由于这种电路电容的条件，则成为积分电路。由于这种电路电容的条件，则成为积分电路。由于这种电路电容器充放电进行得很慢，因此电阻器充放电进行得很慢，因此电阻器充放电进行得很慢，因此电阻器充放电进行得很慢，因此电阻R R上的电压上的电压上的电压上的电压u urr(t)(t)近似等于近似等于近似等于近似等于输入电压输入电压输入电压输入电压u uii(t)(t)，其输出电压，其输出电压

24、，其输出电压，其输出电压u uoo(t)(t)为：为：为：为：上式表明，输出电压上式表明，输出电压上式表明，输出电压上式表明，输出电压u uoo(t)(t)与输入电压与输入电压与输入电压与输入电压u uii(t)(t)近似地成积分近似地成积分近似地成积分近似地成积分关系。关系。关系。关系。第28页，共109页，编辑于2022年，星期六RCRC电路中：电路中：电路中：电路中：积分电路，电路输出为电容两端，时间常数大；积分电路，电路输出为电容两端，时间常数大；积分电路，电路输出为电容两端，时间常数大；积分电路，电路输出为电容两端，时间常数大；微分电路，电路输出为电压两端，时间常数小。微分电路，电路

25、输出为电压两端，时间常数小。微分电路，电路输出为电压两端，时间常数小。微分电路，电路输出为电压两端，时间常数小。第29页，共109页，编辑于2022年，星期六a.无触发信号时，电路处于稳态，无触发信号时，电路处于稳态，无触发信号时，电路处于稳态，无触发信号时，电路处于稳态，vo o=010.3.1 用门电路组成的单稳态触发器用门电路组成的单稳态触发器图图图图10.3.110.3.1 在稳态下在稳态下在稳态下在稳态下v vII=0=0，v vI2I2=V VDDDD，故，故，故，故v voo=0=0，v vo1o1=V VDDDD，电容，电容，电容，电容C C两端两端两端两端无电压，无电压，无电

26、压，无电压，v vcc=0=0b.b.外加触发信号时，外加触发信号时，外加触发信号时，外加触发信号时，电路由稳态翻转到暂电路由稳态翻转到暂电路由稳态翻转到暂电路由稳态翻转到暂稳态稳态稳态稳态 当输入信号当输入信号当输入信号当输入信号v vII加触发脉冲时，在加触发脉冲时，在加触发脉冲时，在加触发脉冲时，在R Rdd、C Cdd组成的微分电路输组成的微分电路输组成的微分电路输组成的微分电路输出端得到很窄的正负脉冲出端得到很窄的正负脉冲出端得到很窄的正负脉冲出端得到很窄的正负脉冲v vdd，如图，如图，如图，如图10.3.210.3.2波形所示。波形所示。波形所示。波形所示。图图图图10.3.21

27、0.3.22022/9/23第30页，共109页，编辑于2022年，星期六10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器用门电路组成的单稳态触发器当当当当vI上升，上升，v vd d也随之上升，当也随之上升，当上升到上升到V VTH后，此时存在下列后，此时存在下列后，此时存在下列后，此时存在下列正反馈：正反馈：正反馈：正反馈：图图图图10.3.210.3.2则则则则v voo11迅速跳变为低电平，由迅速跳变为低电平，由迅速跳变为低电平，由迅速跳变为低电平，由于电容电压不能跃变，故于电容电压不能跃变，故于电容电压不能跃变，故于电容电压不能跃变，故v vI2I2同时为低电平，使得输出翻转同时为低电平，使

28、得输出翻转同时为低电平，使得输出翻转同时为低电平，使得输出翻转为高电平，此时电路进入暂态，为高电平，此时电路进入暂态，为高电平，此时电路进入暂态，为高电平，此时电路进入暂态，电容随后开始充电电容随后开始充电电容随后开始充电电容随后开始充电暂态暂态暂态暂态2022/9/23第31页，共109页，编辑于2022年，星期六c.电容充电，电路由暂稳态自动返电容充电，电路由暂稳态自动返电容充电，电路由暂稳态自动返电容充电，电路由暂稳态自动返回至稳态回至稳态回至稳态回至稳态10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器用门电路组成的单稳态触发器图图图图10.3.210.3.2电源电源电源电源电源电源V V VD

29、DDDDD通过通过通过通过通过通过R R和和和和GG1 11门的输出电路门的输出电路门的输出电路门的输出电路门的输出电路门的输出电路给电容给电容给电容给电容给电容给电容C CC充电充电充电充电充电充电C C充电电路充电电路充电电路充电电路第32页，共109页，编辑于2022年，星期六10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器用门电路组成的单稳态触发器随着随着随着随着v vI2的增加，当增加到的增加，当增加到v vI2I2VTHTH，产生另一正反馈，即，产生另一正反馈，即，产生另一正反馈，即，产生另一正反馈，即图图图图10.3.210.3.2此时此时此时此时v vo1o1和和和和v vI2I2迅速

30、跳变为高电平，迅速跳变为高电平，迅速跳变为高电平，迅速跳变为高电平，电路马上翻为稳态，即电路马上翻为稳态，即电路马上翻为稳态，即电路马上翻为稳态，即 v voo0 02022/9/23第33页，共109页，编辑于2022年，星期六10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器用门电路组成的单稳态触发器此时电容此时电容此时电容此时电容C通过通过R和和G2门的输门的输入保护电路很快放电，直到入保护电路很快放电，直到电容电压为电容电压为0，电路恢复到稳态。，电路恢复到稳态。，电路恢复到稳态。，电路恢复到稳态。图图图图10.3.210.3.2C C放电电路放电电路放电电路放电电路C C C放电放电放电放电放

31、电放电第34页，共109页，编辑于2022年，星期六10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器用门电路组成的单稳态触发器输出的脉冲宽度为输出的脉冲宽度为输出的脉冲宽度为输出的脉冲宽度为注：微分型单稳态触发器可以用注：微分型单稳态触发器可以用注：微分型单稳态触发器可以用注：微分型单稳态触发器可以用窄脉冲触发，但输出脉冲的下降窄脉冲触发，但输出脉冲的下降窄脉冲触发，但输出脉冲的下降窄脉冲触发，但输出脉冲的下降沿较差。沿较差。沿较差。沿较差。图图图图10.3.210.3.2第35页，共109页，编辑于2022年，星期六二、二、二、二、二、二、积分型单稳态触发器积分型单稳态触发器积分型单稳态触发器积分型

32、单稳态触发器积分型单稳态触发器积分型单稳态触发器 图图图图10.3.310.3.3为由为由为由为由TTLTTL与与与与非门、反相器及非门、反相器及非门、反相器及非门、反相器及RCRC积分积分积分积分电路构成的积分型单稳态电路构成的积分型单稳态电路构成的积分型单稳态电路构成的积分型单稳态触发器。用于正脉冲触发。触发器。用于正脉冲触发。触发器。用于正脉冲触发。触发器。用于正脉冲触发。a.a.无触发信号时，电路处于稳态无触发信号时，电路处于稳态无触发信号时，电路处于稳态无触发信号时，电路处于稳态10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器用门电路组成的单稳态触发器图图图图10.3.310.3.3当当当当

33、v vII0 0时，时，时，时，输出电压输出电压输出电压输出电压v vooV VOHOH为高电平为高电平为高电平为高电平,v vo1o1V VOHOH，v vo1o1通过通过通过通过R R很快给电容很快给电容很快给电容很快给电容C C充电到充电到充电到充电到v vAAV VOHOH（R R值比较小）值比较小）值比较小）值比较小）b.b.当有正脉冲输入后，电路进入暂稳态当有正脉冲输入后，电路进入暂稳态当有正脉冲输入后，电路进入暂稳态当有正脉冲输入后，电路进入暂稳态当当当当v vII由低电平转为高电平时，由低电平转为高电平时，由低电平转为高电平时，由低电平转为高电平时，v vo1o1V VOLOL

34、。由于电容不能突变，。由于电容不能突变，。由于电容不能突变，。由于电容不能突变，v vAA仍保持高电平，使得输出仍保持高电平，使得输出仍保持高电平，使得输出仍保持高电平，使得输出v vooV VOLOL为低电平，电路进入暂为低电平，电路进入暂为低电平，电路进入暂为低电平，电路进入暂态过程，态过程，态过程，态过程，此时电容此时电容此时电容此时电容C C放电放电放电放电C C放电回路放电回路放电回路放电回路2022/9/23第36页，共109页，编辑于2022年，星期六图图图图10.3.410.3.4其输出波形如图其输出波形如图其输出波形如图其输出波形如图10.3.4所所所所示示示示10.3.1

35、用门电路组成的单稳态触发器用门电路组成的单稳态触发器稳态稳态稳态稳态暂态暂态暂态暂态电容放电电容放电电容放电电容放电c.c.电容放电，电路回到电容放电，电路回到电容放电，电路回到电容放电，电路回到稳态稳态稳态稳态 随着电容随着电容随着电容随着电容C C的放电，的放电，的放电，的放电，v vAA下降到下降到下降到下降到GG22门的开启电门的开启电门的开启电门的开启电压压压压V VTHTH时，输出翻转为高时，输出翻转为高时，输出翻转为高时，输出翻转为高电平，回到稳定状态电平，回到稳定状态电平，回到稳定状态电平，回到稳定状态（“1”“1”）。当）。当）。当）。当v vII回到低回到低回到低回到低电平

36、后，电平后，电平后，电平后，v vo1o1重新为高电重新为高电重新为高电重新为高电平，并向电容平，并向电容平，并向电容平，并向电容C C充电。充电。充电。充电。第37页，共109页，编辑于2022年，星期六输出的脉冲宽度为输出的脉冲宽度为输出的脉冲宽度为输出的脉冲宽度为输出的脉冲宽度为输出的脉冲宽度为10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器用门电路组成的单稳态触发器图图图图10.3.410.3.4C C放电回路放电回路放电回路放电回路2022/9/23第38页，共109页，编辑于2022年，星期六 微分型单稳态触发器输出波形比较理想，前后沿比较陡，微分型单稳态触发器输出波形比较理想，前后沿比较

37、陡，微分型单稳态触发器输出波形比较理想，前后沿比较陡，微分型单稳态触发器输出波形比较理想，前后沿比较陡，因为有正反馈存在，但抗干扰能力差；积分型单稳态触发器因为有正反馈存在，但抗干扰能力差；积分型单稳态触发器因为有正反馈存在，但抗干扰能力差；积分型单稳态触发器因为有正反馈存在，但抗干扰能力差；积分型单稳态触发器抗干扰能力强，但输出波形边沿比较差，而且要求输入触发抗干扰能力强，但输出波形边沿比较差，而且要求输入触发抗干扰能力强，但输出波形边沿比较差，而且要求输入触发抗干扰能力强，但输出波形边沿比较差，而且要求输入触发脉冲的宽度要大于输出脉冲宽度。脉冲的宽度要大于输出脉冲宽度。脉冲的宽度要大于输出

38、脉冲宽度。脉冲的宽度要大于输出脉冲宽度。10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器用门电路组成的单稳态触发器微分型单稳态触发器微分型单稳态触发器微分型单稳态触发器微分型单稳态触发器积分型单稳态触发器积分型单稳态触发器积分型单稳态触发器积分型单稳态触发器两种单稳态触发器的比较：两种单稳态触发器的比较：两种单稳态触发器的比较：两种单稳态触发器的比较：2022/9/23第39页，共109页，编辑于2022年，星期六10.3.2 集成单稳态触发器（集成单稳态触发器（74121)集成单稳态触发器集成单稳态触发器集成单稳态触发器集成单稳态触发器7412174121是在普通微分型单稳态触发器的基础是在普通微分

39、型单稳态触发器的基础是在普通微分型单稳态触发器的基础是在普通微分型单稳态触发器的基础上，附加了输入控制电路和输出缓冲电路，是上，附加了输入控制电路和输出缓冲电路，是上，附加了输入控制电路和输出缓冲电路，是上，附加了输入控制电路和输出缓冲电路，是TTLTTL逻辑电路。逻辑电路。逻辑电路。逻辑电路。其简化逻辑电路如图其简化逻辑电路如图其简化逻辑电路如图其简化逻辑电路如图10.3.510.3.5所示。所示。所示。所示。图图图图10.3.510.3.5第40页，共109页，编辑于2022年，星期六其中：其中：其中：其中：A A11和和和和A A22为为为为下降沿触发端，下降沿触发端，下降沿触发端，下降

40、沿触发端，此时此时此时此时B B1 1，B B为为为为上升沿触发端，上升沿触发端，上升沿触发端，上升沿触发端，此时此时此时此时A1A1和和和和A2A2当中当中当中当中至少要有一个接至少要有一个接至少要有一个接至少要有一个接低电平低电平低电平低电平其图形符号和功能表如图其图形符号和功能表如图其图形符号和功能表如图其图形符号和功能表如图10.3.610.3.6所示所示所示所示10.3.2 集成单稳态触发器（集成单稳态触发器（74121)第41页，共109页，编辑于2022年，星期六Cext和和和和Rext为外接为外接电容和外接电阻电容和外接电阻,通常通常通常通常Rext取值在取值在取值在取值在2K

41、 30K30K之之间，间，C Cext的取值在的取值在的取值在的取值在10pF10F10F之间，之间，得到的脉冲宽度得到的脉冲宽度tWW的范围为的范围为20ns20ns200ms。10.3.2 集成单稳态触发器（集成单稳态触发器（74121)第42页，共109页，编辑于2022年，星期六输出脉冲宽度可由输出脉冲宽度可由输出脉冲宽度可由输出脉冲宽度可由下面公式计算：下面公式计算：下面公式计算：下面公式计算：R Rintint为内置电阻，为内置电阻，为内置电阻，为内置电阻，可以代替外接电阻，可以代替外接电阻，可以代替外接电阻，可以代替外接电阻，但阻值不大，约为但阻值不大，约为但阻值不大，约为但阻值

42、不大，约为2K2K。10.3.2 集成单稳态触发器（集成单稳态触发器（74121)第43页，共109页，编辑于2022年，星期六其典型外部连线方式如图其典型外部连线方式如图其典型外部连线方式如图其典型外部连线方式如图10.3.7所示所示10.3.2 集成单稳态触发器（集成单稳态触发器（74121)（a a）（b b）图图图图10.3.7 10.3.7 集成单稳态触发器集成单稳态触发器集成单稳态触发器集成单稳态触发器7412174121的典型外部连接方法的典型外部连接方法的典型外部连接方法的典型外部连接方法（a a）使用外接电阻（下降沿触发）（）使用外接电阻（下降沿触发）（）使用外接电阻（下降沿

43、触发）（）使用外接电阻（下降沿触发）（b b）使用内部电阻（上升沿）使用内部电阻（上升沿）使用内部电阻（上升沿）使用内部电阻（上升沿触发）触发）触发）触发）第44页，共109页，编辑于2022年，星期六图图10.3.8为为74121在触发脉冲作用下的波形图在触发脉冲作用下的波形图10.3.2 集成单稳态触发器（集成单稳态触发器（74121)图图图图10.3.810.3.8第45页，共109页，编辑于2022年，星期六目前使用的单稳态触发器有目前使用的单稳态触发器有目前使用的单稳态触发器有目前使用的单稳态触发器有不可重复触发型和重复触发不可重复触发型和重复触发不可重复触发型和重复触发不可重复触发

44、型和重复触发型两种。其波形如图型两种。其波形如图型两种。其波形如图型两种。其波形如图10.3.910.3.9所所所所示。示。示。示。10.3.2 集成单稳态触发器（集成单稳态触发器（74121)*不可重复触发的单稳态触发不可重复触发的单稳态触发不可重复触发的单稳态触发不可重复触发的单稳态触发器一旦被触发进入暂稳态后，器一旦被触发进入暂稳态后，器一旦被触发进入暂稳态后，器一旦被触发进入暂稳态后，再加入触发脉冲也不会影响再加入触发脉冲也不会影响再加入触发脉冲也不会影响再加入触发脉冲也不会影响电路的工作工程，必须在暂电路的工作工程，必须在暂电路的工作工程，必须在暂电路的工作工程，必须在暂稳态结束后，

45、它才能接受下稳态结束后，它才能接受下稳态结束后，它才能接受下稳态结束后，它才能接受下一个触发脉冲而转入暂稳态。一个触发脉冲而转入暂稳态。一个触发脉冲而转入暂稳态。一个触发脉冲而转入暂稳态。如图如图如图如图6.3.86.3.8（a a）所示。）所示。）所示。）所示。第46页，共109页，编辑于2022年，星期六10.3.2 集成单稳态触发器（集成单稳态触发器（74121)*可重复触发的单稳态触发器在可重复触发的单稳态触发器在可重复触发的单稳态触发器在可重复触发的单稳态触发器在电路被触发进入暂稳态后，若再电路被触发进入暂稳态后，若再电路被触发进入暂稳态后，若再电路被触发进入暂稳态后，若再次加入触发

46、脉冲，电路将重新被次加入触发脉冲，电路将重新被次加入触发脉冲，电路将重新被次加入触发脉冲，电路将重新被触发，使输出脉冲再继续维持一触发，使输出脉冲再继续维持一触发，使输出脉冲再继续维持一触发，使输出脉冲再继续维持一个个个个t tWW的脉冲宽度，如图的脉冲宽度，如图的脉冲宽度，如图的脉冲宽度，如图6.3.8(b6.3.8(b）所示。）所示。）所示。）所示。*7412174121、7422174221、74LS22174LS221都属于都属于都属于都属于不可重复触发的单稳态触发器；不可重复触发的单稳态触发器；不可重复触发的单稳态触发器；不可重复触发的单稳态触发器；而而而而7412274122、74

47、LS12274LS122、7412374123、74LS12374LS123等都属于可重复触发的等都属于可重复触发的等都属于可重复触发的等都属于可重复触发的单稳态触发器；有些还设有复位单稳态触发器；有些还设有复位单稳态触发器；有些还设有复位单稳态触发器；有些还设有复位端，如端，如端，如端，如7422174221、7412274122、7412374123等等等等第47页，共109页，编辑于2022年，星期六例例10.3.1 由集成单稳态触发器由集成单稳态触发器由集成单稳态触发器由集成单稳态触发器7412174121组成的电路如图组成的电路如图10.3.10所示，所示，试定性画出输出端试定性画出

48、输出端QQ1 1和和和和QQ2 2的波形，并说明电路的功能。的波形，并说明电路的功能。10.3.2 集成单稳态触发器（集成单稳态触发器（74121)第48页，共109页，编辑于2022年，星期六解：第一片的解：第一片的A1 1A A2v I I，BQ Q 2 2，第二片的，第二片的A1 1A2 Q Q 1 1，B v v I I10.3.2 集成单稳态触发器（集成单稳态触发器（74121)第49页，共109页，编辑于2022年，星期六当当vI0时，第一片时，第一片时，第一片时，第一片A1 1A2 21，其输出，其输出，其输出，其输出Q1 10 0；第二片的；第二片的B0，A1A2 20 0，其

49、输出，其输出，其输出，其输出Q Q20 0，Q Q 21 110.3.2 集成单稳态触发器（集成单稳态触发器（74121)第50页，共109页，编辑于2022年，星期六当当v vI I跳变为高电平时，如图跳变为高电平时，如图10.3.11所示，则第一片的所示，则第一片的A1、A A2出现下降沿，而出现下降沿，而出现下降沿，而出现下降沿，而B Q Q 2 21 1，故在，故在，故在，故在Q1端输出一个正脉冲。端输出一个正脉冲。端输出一个正脉冲。端输出一个正脉冲。10.3.2 集成单稳态触发器（集成单稳态触发器（74121)图图图图图图10.3.1110.3.1110.3.11第51页，共109页

50、，编辑于2022年，星期六而第二片而第二片BvI1 1，A1 1A A2Q1 1，则在，则在，则在，则在Q1的下降沿，的下降沿，Q Q2 2输出输出输出输出正脉冲。而第一片的正脉冲。而第一片的正脉冲。而第一片的正脉冲。而第一片的B B Q Q 2 2，则，则A A1 1A2 20，在，在，在，在Q 2 2上升沿的作上升沿的作上升沿的作上升沿的作用下，用下，用下，用下，Q Q1输出一个正脉冲，电路不断振荡下去输出一个正脉冲，电路不断振荡下去10.3.2 集成单稳态触发器（集成单稳态触发器（74121)图图图图图图10.3.1110.3.1110.3.11第52页，共109页，编辑于2022年，星