单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,6.1 概述,1.脉冲幅度V,m,2.脉冲宽度t,W,0.5V,m,0.5V,m,3.上升时间t,r,0.1V,m,0.9V,m,4.下降时间t,f,0.9V,m,0.1V,m,5.周期T周期性脉冲信号，两脉冲间的时间间隔,6.频率f周期的倒数或每秒钟重复的次数。,7.占空比q脉冲宽度与周期之比,描述矩形脉冲的几个参数,理想波形：,实际波形：,0.9,V,m,V,m,t,r,0.5,V,m,0.1,V,m,t,f,t,W,T,6.1 概述1.脉冲幅度Vm描述矩形脉冲的几个参数理想波形,1,6.2 施密特触发器,功能特点：,1.输入信号从低电平上升时的转换电平和从高电平下降时,的转换电平不同。,2.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。,如图示：,1,v,I,v,O,若,v,I,为低电平，则,v,O,为高电平；若,v,I,为高电平，则,v,O,为低电平。,v,I,从低电平,上升到,V,T+,时，,v,O,由高变低；,v,I,从高电平,下降到,V,T-,时，,v,O,由低变高.,V,T+,V,T-,v,I,v,O,V,T+,V,T-,6.2 施密特触发器功能特点：1vIvO若vI为低电平，则,2,6.2.1 用门电路组成的施密特触发器,一、电路结构及工作原理,R,1,1,1,v,O,v,O,v,I,R,2,G,1,G,2,v,O1,v,I,G,1,、G,2,为CMOS非门，,阈值电压为,V,TH,=1/2,V,DD,；,R,1,R,2,工作原理,(1),当,v,I,=0V时，,v,I,为低电平，,v,O,=0V,当,v,I,增加到,v,I,=,V,TH,时，引发正反馈，使,v,O,迅速上升到,v,O,=,V,OH,=,V,DD,v,I,v,O1,v,O,v,I,增加，使,v,I,增加，,6.2.1 用门电路组成的施密特触发器一、电路结构及工作原,3,发生转换时的,v,I,即,V,T+,可由下式求得,(2),当,v,I,=,V,DD,时，,v,I,为高电平，,v,O,=,V,DD,当,v,I,下降到,v,I,=,V,TH,时,引发正反馈，使,v,O,迅速下降到,v,O,=,V,OL,=0V,v,I,v,O1,v,O,v,I,下降，使,v,I,下降，,1,1,v,O,v,O,v,I,R,2,G,1,G,2,v,O1,v,I,发生转换时的vI即VT+可由下式求得(2)当vI=VDD时，,4,发生转换时的,v,I,即,V,T-,可由下式求得,带入,V,DD,=2,V,TH,回差电压：,特点：,V,T,可调,符号：,1,v,I,v,O,电压传输特性曲线：,v,I,v,O,V,TH,V,DD,同向输出,的施密特触发特性,发生转换时的vI即VT-可由下式求得带入VDD=2VTH回差,5,1,v,I,v,O,v,I,v,O,V,TH,V,DD,以,v,O,做输出得到,反向输出,的施密特触发特性,1,1,v,O,v,O,v,I,R,2,G,1,G,2,v,O1,v,I,v,I,v,O,V,TH,V,DD,1vIvOvIvOVTHVDD以vO做输出得到反向输出,6,例：已知,V,T+,=7.5V,V,T,=5V,求,R,1,、,R,2,和,V,DD,的值,解：代入公式,解得：,注意：,R,1,、,R,2,的取值不能太小，保证,G,2,输出高电平时的负载电流小于允许值,1,1,v,O,v,O,v,I,R,2,G,1,G,2,v,O1,v,I,V,OH,I,OH,V,TH,故：,例：已知VT+=7.5V,VT=5V,求R1、R2和VD,7,CC4096的,I,OH(max),=1.3mA,CC4096的IOH(max)=1.3mA,8,6.2.2 集成施密特触发器,集成施密特触发器7413,&,Y,A,C,B,D,&,A,C,B,D,1,Y,等效电路,带与非功能的施密特触发器,不可调,集成施密特触发器CC40106,1,v,I,v,O,调节,V,DD,可调,6.2.2 集成施密特触发器集成施密特触发器7413&YA,9,6.2.3施密特触发器的应用,将正弦波、三角波等转换成矩形波,t,v,O,V,T-,V,T+,v,I,t,1,v,I,v,O,一、用于波形变换,6.2.3施密特触发器的应用将正弦波、三角波等转换成矩形波t,10,t,v,O,V,T-,V,T+,t,v,O,V,T-,V,T+,1,v,I,v,O,二、用于脉冲整形,t,v,O,V,T-,V,T+,v,I,t,v,I,t,v,I,t,将不理想的矩形波转换成理想矩形波,如上升沿、下降沿不理想，,寄生振荡，干扰脉冲造成的不理想脉冲,tvOVT-VT+tvOVT-VT+1vIvO二、用于脉冲整,11,三、用于脉冲鉴幅,将一些不同幅度的脉冲信号加到施密特触发器的输入端时，只有,那些大于V,T+,的脉冲才会产生输出信号。,v,I,t,v,O,t,V,T+,V,T-,1,v,I,v,O,三、用于脉冲鉴幅将一些不同幅度的脉冲信号加到施密特触发器的输,12,6.3 单稳态触发器,单稳态触发器的特点：,1.电路有稳态和暂稳态两个状态。,2.在触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持,一段时间后，再自动返回稳态。,3.暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲宽,度无关。,v,I,v,O,暂稳态,稳态,t,W,6.3 单稳态触发器单稳态触发器的特点：1.电路有稳态和,13,6.3.1 用门电路组成的单稳态触发器,一、微分型单稳态触发器,工作原理分析,（暂不考虑R,d,、C,d,）,（1）稳态,v,I,=0，C开路，,v,I2,=,V,DD,，,v,O,=0,；,v,O1,=,V,DD,，C上无电荷。,1,1,v,O,v,I,R,G,1,G,2,v,O1,v,I2,C,V,DD,CMOS门,单稳态电路工作原理的分析方法：,分别分析,稳态,、,暂稳态,、,恢复过程,，定性地画出电路中各点电压的波形。,v,I,v,O,暂稳态,稳态,t,W,稳态,V,DD,V,DD,0,0,6.3.1 用门电路组成的单稳态触发器一、微分型单稳态触发,14,（1）稳态,v,I,=0，C开路，,v,I2,=,V,DD,，,v,O,=0,；,v,O1,=,V,DD,，C上无电荷。,（2）暂稳态,C充电，,v,I2,按指数规律上升，当,v,I2,=V,TH,时，,引发正反馈，使,v,O,迅速下降到,v,O,=0，,v,O1,=1,进入暂稳态,暂稳态结束,当,v,I,=V,TH,时，引发正反馈，使,v,O,迅速上升到,v,O,=1，,v,O1,=0,v,I,1,1,v,O,v,I,R,G,1,G,2,v,O1,v,I2,C,V,DD,CMOS门,v,I2,v,O,v,O1,v,O1,v,I2,v,O,v,I,t,v,O1,t,v,I2,V,TH,t,v,O,t,t,W,充,充,（1）稳态vI=0，C开路，vI2=VDD，vO=0；v,15,（3）恢复过程：,v,O1,v,I2,，,C放电，,v,I2,按指数规律下降，很快放完电后，,v,I2,=,V,DD,，恢复到稳态。,1,1,v,O,v,I,R,G,1,G,2,v,O1,v,I2,C,V,DD,v,I,t,v,O1,t,v,I2,V,TH,t,v,O,t,t,W,充,放,放,（3）恢复过程：vO1 vI2，C放电，vI2,16,1,1,v,O,v,I,R,G,1,G,2,v,O1,v,I2,C,V,DD,v,I,t,v,O1,t,v,I2,V,TH,t,v,O,t,t,W,充,放,该电路要求触发脉冲宽度,小于,暂稳态时间,11vOvIRG1G2vO1vI2CVDDvItvO1tv,17,主要参数,(1)输出脉冲宽度,t,W,充电过程中，,从,上升到V,TH,所需的时间。,根据,三要素法,：,当,时，,v,I,t,v,O1,t,v,I2,V,TH,t,v,O,t,t,W,充,放,已知,再求出,即可。,主要参数(1)输出脉冲宽度tW充电过程中，从上升到VTH所需,18,充电等效电路：,R,G,1,v,I2,C,V,DD,G,2,R,ON,充,v,I,t,v,O1,t,v,I2,V,TH,t,v,O,t,t,W,充,放,v,I2,R,C,V,DD,R,ON,t,W,，则,v,I2,=,V,TH,时，,v,O,但,v,O1,由于,v,I,的作用还保持0，工作不正常。,3.输入微分电路的作用,v,d,R,d,C,d,v,I,1,1,v,O,R,G,1,G,2,v,O1,v,I2,C,V,DD,v,I,t,v,O1,t,v,I2,V,TH,t,v,O,t,t,W,放,T,re,v,d,v,I,t,t,措施：,在输入端加微分网络,R,d,、,C,d,（足够小），,将宽脉冲变为窄脉冲。,(4)分辨时间Td相邻触发脉冲最小间隔若vI 脉冲宽度tW,21,二、积分型单稳态触发器,1.电路及工作原理,(,1)稳态：,v,I,=0，,v,O1,=1，C充满电荷，,v,A,为高电平，,v,O,=1,(2)暂稳态：,C放电，,v,A,，当,v,A,=V,TH,时，,v,O,，,(3)恢复过程：,C,充电，充满后，,恢复到高电平，电路恢复稳态。,工作过程：,从高电平返回低电平以后，,v,O1,当,v,I,v,O1,，,v,O,C继续放电，直至放完。,进入暂稳态,暂稳态结束,1,v,O,R,G,1,G,2,v,O1,v,A,C,v,I,&,TTL门,v,A,v,O1,t,V,TH,t,v,I,t,t,v,O,t,W,放,充,v,I,v,O,该电路要求触发脉冲宽度,大于,暂稳态时间,二、积分型单稳态触发器1.电路及工作原理(1)稳态：vI,22,2.主要参数,(1)输出脉冲宽度,t,W,放电过程中，,v,A,从初始值,v,A,(0)下降至,V,TH,时所需时间,放电等效电路：,v,A,R+R,O,C,V,OL,i,2,很小,R,1,V,CC,V,OL,R,O,C,G,2,G,1,R,v,A,放,i,2,1,v,O,R,G,1,G,2,v,O1,v,A,C,v,I,&,v,A,v,O1,t,V,TH,t,v,I,t,t,v,O,t,W,T,TR,充,T,re,V,OH,V,OL,2.主要参数(1)输出脉冲宽度tW放电过程中，vA从初始值,23,(2)输出幅度,(3)恢复时间,C,充电时间，称为恢复时间。,v,A,v,O1,t,V,TH,t,v,I,t,t,v,O,t,W,T,TR,充,T,re,V,OH,V,OL,(2)输出幅度(3)恢复时间C充电时间，称为恢复时间。vAv,24,充电回路：,(4)分辨时间,输入脉冲宽度+恢复时间,v,A,R+R,O,C,V,CC,不考虑G,2,1,v,O,R,G,1,G,2,v,O1,v,A,C,v,I,&,V,CC,R,1,V,OH,R,O,C,G,2,G,1,R,v,A,充,V,CC,v,A,v,O1,t,V,TH,t,v,I,t,t,v,O,t,W,T,TR,充,T,re,V,OH,V,OL,充电回路：(4)分辨时间输入脉冲宽度+恢复时间vAR+RO,25,精品课件,！,精品课件！,26,精品课件,！,精品课件！,27,比较微分型和积分型的区别：,边沿好（正反馈）,抗干扰能力差,优点,缺点,微分型,积分型,抗干扰能力强,边沿不好,比较微分型和积分型的区别：边沿好（正反馈）抗干扰能力差优点缺,28,