电子技术数字电子技术基础第8章 脉冲波形的产生与整形

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第 8 章 脉冲波形的产生与整形
第8章 脉冲波形的产生与整形
8.1 概述
8.2 555定时器及其应用
8.3 集成单稳态触发器
8.4 集成逻辑门构成的脉冲电路
第 8 章 脉冲波形的产生与整形
8.1 概 述
8.1.1 脉冲产生电路和整形电路的特点
获得矩形脉冲的方法通常有两种：一种是用脉冲
产生电路直接产生；另一种是对已有的信号进行整形，然
后将它变换成所需要的脉冲信号。
脉冲产生电路能够直接产生矩形脉冲或方波，它
由开关元件和惰性电路组成，开关元件的通断使电路实现
不同状态的转换，而惰性电路则用来控制暂态变化过程的
快慢。
典型的矩形脉冲产生电路有双稳态触发电路、单稳
态触发电路和多谐振荡电路三种类型。
第 8 章 脉冲波形的产生与整形
双稳态触发电路具有两个稳定状态，两个稳定状
态的转换都需要在外加触发脉冲的推动下才能完成。
单稳态触发电路只有一个稳定状态，另一个是暂
时稳定状态，从稳定状态转换到暂稳态时必须由外加触发
信号触发，从暂稳态转换到稳态是由电路自身完成的，暂
稳态的持续时间取决于电路本身的参数。
多谐振荡电路能够自激产生脉冲波形，它的状态
转换不需要外加触发信号触发，而完全由电路自身完成。
因此它没有稳定状态，只有两个暂稳态。
第 8 章 脉冲波形的产生与整形
脉冲整形电路能够将其它形状的信号，如正弦
波、三角波和一些不规则的波形变换成矩形脉冲。施密
特触发器就是常用的整形电路，它有两个特点：① 能
把变化非常缓慢的输入波形整形成数字电路所需要的矩
形脉冲；② 有两个触发电平，当输入信号达到某一额
定值时，电路状态就会转换，因此它属于电平触发的双
稳态电路。
第 8 章 脉冲波形的产生与整形
8.1.2 脉冲电路的基本分析方法
图 8-1 RC 开关电路
U
C
(t)
U
R
(t)
S
E
C
R
第 8 章 脉冲波形的产生与整形
① 开关转换的一瞬间，电容器上电压不能突变，
满足开关定理 UC(0+)=UC(0-)。
② 暂态过程结束后，流过电容器的电流 iC(∞) 为
0，即电容器相当于开路。
③ 电路的时常数 τ=RC, τ决定了暂态时间的长短。
根据三要素公式，可以得到电压 (或电流 )随时间变化的方
程为
/
)]()0([)()(
t
exxxtx
如果 U(tM)=UT，它是 U(0+)和U(∞ ）之间的某一
转换值，那么从暂态过程的起始值 U(0+)变到 UT所经历的
时间 tM(见图 8-2) 可用下式计算：
T
M
UU
UU
nRCt
)(
)0()(
1
第 8 章 脉冲波形的产生与整形
图 8-2 从U(0+)到UT所经历的时间 tM
U(0
+
)t
M
U(t)
U
T
t
U(¡Þ )
0
第 8 章 脉冲波形的产生与整形
8.2 555 定时器及其应用
8.2.1 555 定时器的组成与功能
图 8-3 555 定时器
(a) 电路结构； (b) 引脚图
＋
－
C
1
U
R1
5k
5k
＋
－
C
2
5k
U
R2
&
&& 1
4
G
1
RQ
Q
G
2
S
G
3
G
4
3
V
1
8
U
CC
U
CO
U
6
(TH )
5
(TR )
6
2
1
7
U
o
R
D
(a)
1
2
3
4
8
7
6
5
地
U
2
U
o
R
D
U
CC
放电端
U
6
U
CO
555
(b)
U
2
放电端
第 8 章 脉冲波形的产生与整形
图 8-3(a)中，比较器 C1的输入端 U6(接引脚 6)
称为阈值输入端，手册上用 TH 标注，比较器 C2的输入端 U
2(接引脚 2) 称触发输入端，手册上用 TR 标注。 C1和C2的
参考电压 (电压比较的基准 )UR1 和UR2 由电源 UCC 经三个 5k
Ω的电阻分压给出。当控制电压输入端 UCO 悬空时，
， ；
若 UCO 外接固定电压，则
。 RD为异步置 0 端，只要在 RD端
加入低电平，则基本 RS 触发器就置 0，平时 RD处于高电
平。
CCR
UU 3
2
1
CCR
UU 3
1
2
CORCOR
UUUU 2
1
,
21
第 8 章 脉冲波形的产生与整形
定时器的主要功能取决于两个比较器输出对 RS
触发器和放电管 V1状态的控制。
当 时，
比较器 C1输出为 0，C2输出为 1，基本 RS 触发器被
置 0，V1导通， Uo输出为低电平。
当 时， C1
输出为 1，C2 输出为 0，基本 RS 触发器被置 1，V1
截止，Uo输出高电平。
当
时， C1和C2输出均为 1，则基本 RS 触发器的状态保持
不变，因而 V1和Uo输出状态也维持不变。
CCCC
UUUU 3
1
3
2
26
、
CCCC
UUUU 3
1
3
2
26
、
CCCC
UUUU 3
1
3
2
26
、
摘要：

第8章脉冲波形的产生与整形第8章脉冲波形的产生与整形8.1概述8.2555定时器及其应用8.3集成单稳态触发器8.4集成逻辑门构成的脉冲电路第8章脉冲波形的产生与整形8.1概述8.1.1脉冲产生电路和整形电路的特点获得矩形脉冲的方法通常有两种：一种是用脉冲产生电路直接产生；另一种是对已有的信号进行整形，然后将它变换成所需要的脉冲信号。脉冲产生电路能够直接产生矩形脉冲或方波，它由开关元件和惰性电路组成，开关元件的通断使电路实现不同状态的转换，而惰性电路则用来控制暂态变化过程的快慢。典型的矩形脉冲产生电路有双稳态触发电路、单稳态触发电路和多谐振荡电路三种类型。第8章脉冲波形的产生与整形双稳态触...

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