数字逻辑-6：脉冲产生电路.ppt

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1、第六章第六章第六章第六章脉冲产生电路脉冲产生电路脉冲产生电路脉冲产生电路脉冲与线性电路脉冲与线性电路脉冲与线性电路脉冲与线性电路 l根根据据信信号号的的波波形形把把电电子子电电路路分分成成两两大大类类,即即工工作作在在脉脉冲冲信信号号下下的的脉脉冲冲电电路路和和工工作作在在正正弦弦信信号号(包包括括由由有有限限个个正正弦弦分分量合成的信号量合成的信号)下的线性放大电路下的线性放大电路.l脉脉冲冲电电路路有有两两部部分分组组成成:惰惰性性电电路路和和开开关关.开开关关的的作作用用是是破破坏坏稳稳态态,使使电电路路出出现暂态现暂态.1数字逻辑 第六章脉冲产生电路多谐振荡器多谐振荡器多谐振荡器多谐振

2、荡器 (multivibratormultivibrator)l多多谐谐振振荡荡器器是是能能产产生生矩矩形形脉脉冲冲波波的的自自激激振振荡荡器器.由由于于矩矩形形波波中中除除基基波波外外,包包括括了了许许多多高高次次谐谐波波,故故这这类类振振荡荡器器称称为为多谐振荡器多谐振荡器.l多多谐谐振振荡荡器器通通常常由由逻逻辑辑门门构构成成,也也可可以以由由比比较较器器或或运运算算放放大大器器构构成成多多谐谐振振荡荡器器.2数字逻辑 第六章脉冲产生电路TTLTTL环形振荡器环形振荡器环形振荡器环形振荡器 l典典型型的的环环形形振振荡荡器器由由奇奇数数个个门门电电路路接接成成环环。缺缺点点是是不不便便于

3、于调调节节频频率率，因因为为其振荡频率与门的个数有关。其振荡频率与门的个数有关。3数字逻辑 第六章脉冲产生电路RCRC环形振荡器环形振荡器环形振荡器环形振荡器 l为为了了便便于于调调节节频频率率，常常用用的的电电路路形形式式为为带带RCRC电电路路的的环环形形振振荡荡器器。为为了了让让电电路起振，路起振，R+RR+R1 1必须小于关门电阻必须小于关门电阻R Roffoff。4数字逻辑 第六章脉冲产生电路RCRC环形振荡器的环形振荡器的环形振荡器的环形振荡器的工作波形图工作波形图工作波形图工作波形图 5数字逻辑 第六章脉冲产生电路RCRC环形振荡器的环形振荡器的环形振荡器的环形振荡器的主要参数估

4、算主要参数估算主要参数估算主要参数估算6数字逻辑 第六章脉冲产生电路MOSMOS多谐振荡器多谐振荡器多谐振荡器多谐振荡器l由由CMOSCMOS构构成成的的多多谐谐振振荡荡器器的的电电阻阻R R应应能能使使门门1 1处处于于传传输输特特性性过过渡渡区区（一一般般R R值值选择在选择在1010K K 100K100K）。）。7数字逻辑 第六章脉冲产生电路MOSMOS多谐振荡器的多谐振荡器的多谐振荡器的多谐振荡器的电路参数估算电路参数估算电路参数估算电路参数估算8数字逻辑 第六章脉冲产生电路石英晶体多谐振荡器石英晶体多谐振荡器石英晶体多谐振荡器石英晶体多谐振荡器 l石石英英晶晶体体多多谐谐振振荡荡器

5、器可可以以提提高高振振荡荡器器的的频频率率稳稳定定度度。因因为为此此振振荡荡电电路路的的工工作作频频率率只只取取决决于于晶晶体体本本身身的的谐谐振振频频率率f f0 0，与与R R、C C参数无关。参数无关。9数字逻辑 第六章脉冲产生电路双稳态触发器双稳态触发器双稳态触发器双稳态触发器(bistable flip-flopbistable flip-flop)l双稳态触发器简称为触发器。它有两双稳态触发器简称为触发器。它有两个稳定状态。电路可以持久地稳定在个稳定状态。电路可以持久地稳定在其中任一状态。外加触发信号，可使其中任一状态。外加触发信号，可使电路从一个稳态转化到另一稳态。电路从一个稳态

6、转化到另一稳态。10数字逻辑 第六章脉冲产生电路单稳态触发器单稳态触发器单稳态触发器单稳态触发器(monostable triggermonostable trigger)l单稳态触发器只有单稳态触发器只有个长久稳定的状个长久稳定的状态。在外加信号触发下，电路从这个态。在外加信号触发下，电路从这个稳定状态转化到一个暂稳态。在暂稳稳定状态转化到一个暂稳态。在暂稳态保持一段时间后，它会自行从暂稳态保持一段时间后，它会自行从暂稳态转回稳态。这一反转换并不要求外态转回稳态。这一反转换并不要求外触发信号。触发信号。11数字逻辑 第六章脉冲产生电路单稳态触发器单稳态触发器单稳态触发器单稳态触发器 l单稳态

7、触发器可以由逻辑门构成，也单稳态触发器可以由逻辑门构成，也可以由比较器或运算放大器构成。可以由比较器或运算放大器构成。l单稳态触发器的基本电路通常由与非单稳态触发器的基本电路通常由与非门或或非门及门或或非门及RCRC电路组成。与非门电路组成。与非门(或或非门非门)作为开关元件，而作为开关元件，而RCRC电路通常又电路通常又称称RCRC定时电路。定时电路。l单稳态触发器按定时元件不同的联接，单稳态触发器按定时元件不同的联接，可分为微分型和积分型两类。可分为微分型和积分型两类。12数字逻辑 第六章脉冲产生电路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 13数字逻辑 第

8、六章脉冲产生电路微分型单稳态的微分型单稳态的微分型单稳态的微分型单稳态的主要技术参数主要技术参数主要技术参数主要技术参数 14数字逻辑 第六章脉冲产生电路微分型单稳态改进电路微分型单稳态改进电路微分型单稳态改进电路微分型单稳态改进电路 15数字逻辑 第六章脉冲产生电路微分型单稳态改进电路微分型单稳态改进电路微分型单稳态改进电路微分型单稳态改进电路16数字逻辑 第六章脉冲产生电路单稳态电路的应用单稳态电路的应用单稳态电路的应用单稳态电路的应用 l整形：把波形不规则的脉冲输入单稳，整形：把波形不规则的脉冲输入单稳，输出就成为具有一定宽度、幅度、边输出就成为具有一定宽度、幅度、边沿陡峭的矩形波。沿陡

9、峭的矩形波。l延时：延时：U UO1O1下降沿比下降沿比U UI I下降沿延时了下降沿延时了tPtPO O一段时间。一段时间。l定时：单稳电路能产生一定宽度的矩定时：单稳电路能产生一定宽度的矩形脉冲，利用它可定时开闭门电路，形脉冲，利用它可定时开闭门电路，也可定时控制某电路的动作。也可定时控制某电路的动作。17数字逻辑 第六章脉冲产生电路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)l施密特触发器的输出状态（高电平改施密特触发器的输出状态（高电平改低电平）取决于输入信号电压的大小低电平）取决于输入信号电压的大小及变化方向。及变化

10、方向。lU UUTUT称为施密特触发器的上槛电平，称为施密特触发器的上槛电平，U ULTLT称为下槛电平。一般称为下槛电平。一般U UUTUTU ULTLT，它们的它们的差值称为回差或滞后，用差值称为回差或滞后，用U UHYHY表示。表示。U UHYHY=U=UUTUT-U-ULTLT18数字逻辑 第六章脉冲产生电路施密特触发器应用举例施密特触发器应用举例施密特触发器应用举例施密特触发器应用举例19数字逻辑 第六章脉冲产生电路由比较器与运放器构成由比较器与运放器构成由比较器与运放器构成由比较器与运放器构成的施密特触发器的施密特触发器的施密特触发器的施密特触发器 20数字逻辑 第六章脉冲产生电路

11、555555定时器定时器定时器定时器(555 555 timertimer)21数字逻辑 第六章脉冲产生电路555555定时器的组成定时器的组成定时器的组成定时器的组成l参考电压参考电压l两个比较器两个比较器lRSRS触发器触发器l输出驱动器和放电开关输出驱动器和放电开关22数字逻辑 第六章脉冲产生电路555555单稳态触发器单稳态触发器单稳态触发器单稳态触发器23数字逻辑 第六章脉冲产生电路555555多谐振荡器多谐振荡器多谐振荡器多谐振荡器24数字逻辑 第六章脉冲产生电路555555多谐振荡器的多谐振荡器的多谐振荡器的多谐振荡器的主要参数主要参数主要参数主要参数25数字逻辑 第六章脉冲产生

12、电路对称多谐振荡器对称多谐振荡器对称多谐振荡器对称多谐振荡器26数字逻辑 第六章脉冲产生电路对称多谐振荡器的对称多谐振荡器的对称多谐振荡器的对称多谐振荡器的主要参数主要参数主要参数主要参数27数字逻辑 第六章脉冲产生电路555555施密特振荡器施密特振荡器施密特振荡器施密特振荡器28数字逻辑 第六章脉冲产生电路施密特振荡器的施密特振荡器的施密特振荡器的施密特振荡器的主要参数主要参数主要参数主要参数29数字逻辑 第六章脉冲产生电路知识点知识点知识点知识点l多谐振荡器没有持久的稳定状态。它多谐振荡器没有持久的稳定状态。它只有两个暂稳态。电路在两暂稳态之只有两个暂稳态。电路在两暂稳态之间自动的来回跳

13、变，不需要外加触发间自动的来回跳变，不需要外加触发信号。信号。l典型多谐振荡器的有典型多谐振荡器的有TTL环形振荡器和环形振荡器和MOS多谐振荡器。多谐振荡器。30数字逻辑 第六章脉冲产生电路知识点知识点知识点知识点l稳态触发器分为双稳态触发器和单稳稳态触发器分为双稳态触发器和单稳态触发器。态触发器。l双稳态触发器简称为触发器。它有两双稳态触发器简称为触发器。它有两个稳定状态。电路可以持久的稳定在个稳定状态。电路可以持久的稳定在其中任一状态。外加触发信号。其中任一状态。外加触发信号。31数字逻辑 第六章脉冲产生电路知识点知识点知识点知识点l单稳态触发器只有一个长久稳定的状单稳态触发器只有一个长

14、久稳定的状态。在外加信号触发下，带内陆从稳态。在外加信号触发下，带内陆从稳定状态转化到一个暂稳态。在暂稳态定状态转化到一个暂稳态。在暂稳态保持一段时间后，会自行从暂稳态转保持一段时间后，会自行从暂稳态转回稳态。这一反转换并不要求外触发回稳态。这一反转换并不要求外触发信号。信号。32数字逻辑 第六章脉冲产生电路知识点知识点知识点知识点l施密特触发器的特性：它的输出状态施密特触发器的特性：它的输出状态（高电平改低电平）取决于输入信号（高电平改低电平）取决于输入信号电压的大小及变化方向。电压的大小及变化方向。lU UUTUT称为施密特触发器的上槛电平，称为施密特触发器的上槛电平，U ULTLT称为下

15、槛电平。一般称为下槛电平。一般U UUTUTU ULTLT，它们的它们的差值称为回差或滞后，用差值称为回差或滞后，用U UHYHY表示。表示。U UHYHY=U=UUTUT-U-ULTLT33数字逻辑 第六章脉冲产生电路知识点知识点知识点知识点l555555定时器就是一种典型的定时器就是一种典型的CMOSCMOS定时器。定时器。它可以作为单稳态触发器、多谐振荡它可以作为单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器。器和施密特触发器。34数字逻辑 第六章脉冲产生电路精选习题精选习题精选习题精选习题35数字逻辑 第六章脉冲产生电路精选习题精选习题精选习题精选习题36数字逻辑 第六章脉冲产生电路精选习题精选习题精选习题精选习题37数字逻辑 第六章脉冲产生电路精选习题精选习题精选习题精选习题38数字逻辑 第六章脉冲产生电路精选习题精选习题精选习题精选习题39数字逻辑 第六章脉冲产生电路精选习题精选习题精选习题精选习题40数字逻辑 第六章脉冲产生电路精选习题精选习题精选习题精选习题41数字逻辑 第六章脉冲产生电路