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1、脉冲单元电路本讲稿第一页，共四十三页本章第一次课 要求1.什么是施密特触发器？其特点？2.什么是单稳态触发器？其特点是什么？3.掌握施密特触发器的分析过程，能够计算门限电压与滞回电压。4.了解单稳态触发器发工作原理。本讲稿第二页，共四十三页10.1脉冲信号和脉冲电路10.1.1 10.1.1 脉冲信号脉冲信号10.1.2 10.1.2 脉冲电路脉冲电路振荡器脉冲整形电路脉冲变换电路本讲稿第三页，共四十三页10.2 集成门构成的脉冲单元电路由反相器、与非门等构成1.施密特触发器2.单稳态触发器3.多谐振荡器4.555定时器本讲稿第四页，共四十三页施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适合于数字
2、电路需要的矩形脉冲的电路。00111 1、用两级、用两级、用两级、用两级CMOSCMOS反相器构成的施密特触发器反相器构成的施密特触发器反相器构成的施密特触发器反相器构成的施密特触发器10.2.1 施密特触发器施密特触发器本讲稿第五页，共四十三页工作过程本讲稿第六页，共四十三页下限阈值电压上限阈值电压回差电压（滞后电压）：UT UTUT传输特性本讲稿第七页，共四十三页2、用TTL门构成的施密特触发器本讲稿第八页，共四十三页都都都都具具具具有有有有施施施施密密密密特特特特输输输输入入入入端端端端6反相器四2输入与非门四2输入与非门6反相器3、集成施密特触发器本讲稿第九页，共四十三页4 4、施密特
3、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本讲稿第十页，共四十三页施施密密特特触触发发器器是是一一种种能能够够把把输输入入波波形形整整形形成成为为适适合合于于数数字字电电路路需需要要的的矩矩形形脉脉冲冲的的电电路路。而而且且由由于于具具有有滞滞回回特特性性，所所以以抗抗干干扰扰能能力也很强。力也很强。施施密密特特触触发发器器可可以以由由分分立立元元件件构构成成，也可以由门电路及也可以由门电路及555定时器构成。定时器构成。施施密密特特触触发发器器在在脉脉冲冲的的产产生生和和整整形形电电路路中应用很广。中应用很广。施密特触发器小结本讲稿第十一页，共四十三页单稳态触发
4、器在数字电路中一般用于定定定定时时时时（产生一定宽度的矩形波）、整整整整形形形形（把不规则的波形转换成宽度、幅度都相等的波形）以及延延延延时时时时（把输入信号延迟一定时间后输出）等。单稳态触发器具有下列特点：（1）电路有一个稳态稳态和一个暂稳态暂稳态。（2）在外来触发脉冲作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。（3）暂稳态是一个不能长久保持的状态，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间与触发脉冲无关，仅决定于电路本身的参数。10.2.2 单稳态触发器1 集成门构成的单稳态触发器本讲稿第十二页，共四十三页（1）没有触发信号时，电路工作在稳态VI为为高高电电平平。因为门G2的输入端经电阻R
5、接地，V2为为0，因此Vo2为为1；门G1的两个输入均为1，其输出Vo1为为0，电容C两端的电压接近为0。这是电路的稳态，在触发信号到来之前，电路一直处于这个状态：Vo10，Vo21。（1）微分型单稳态触发器101011电阻较大本讲稿第十三页，共四十三页10（2）外加触发信号使电路由稳态翻转到暂稳态当正触发脉冲Vi到来时，V1=0，G1输出Vo1由由0变变为为1。由于电容电压不能跃变，V2也也随随之之跳跳变变到到高高电电平平，使门G2的输出VO2变变为为0。这个低电平反馈到门G1的输入端，此时即使Vi的触发信号撤除，仍能维持门G1的高电平输出。但是电路的这种状态是不能长久保持的，所以称为暂暂稳
6、稳态态。暂稳态时，Vo11，Vo20。10暂态分析本讲稿第十四页，共四十三页回到稳态0101（3）电容充电使电路由暂稳态自动返回到稳态在暂稳态期间，V01经R对C充电，随着充电的进行，C上的电荷逐渐增多，使V2降降低低。当V2下降到阈值电压1.4V时，G2的输出Vo2由0变为1。由于这时G1输入触发信号已经过去，G1的输出状态只由Vo2决决定定，所以G1又返回到稳定的低电平输出。V01随之向负方向跳变，加速了G2的输入向低电平变化。最后使电路退出暂稳态而进入稳态，此时Vo10，Vo21。本讲稿第十五页，共四十三页脉冲宽度的计算本讲稿第十六页，共四十三页R的取值范围本讲稿第十七页，共四十三页扩大
7、定时范围等效电阻：R/（1)RE，此时R的调整范围可大大增加。本讲稿第十八页，共四十三页课后作业P4041、5、6、本讲稿第十九页，共四十三页第二次课 目标1.了解积分型单稳态触发器工作原理。2.掌握可重复单稳态触发器、非可重复单稳态的区别。3.单稳态触发器的符号。会使用单稳态触发器74LS1214.了解多谐振荡器的工作原理。5.最常用的多谐振荡器是什么？6.多谐振荡器的分类？本讲稿第二十页，共四十三页稳态时，vi0，vo11，v21，vo21。vi变变为为1，vo1跳变到0。电容电压不能跃变，v21，uo20。C经R和G1放电，v2。当v2=1.4V时，vi仍为高电平，vo2变为1。Vi=0
8、，vo11，v21，vo21，电路恢复到稳定状态。（2）积分型单稳态触发器(对输入脉冲宽度有要求）0111001本讲稿第二十一页，共四十三页（3）施密特触发器构成的单稳态触发器本讲稿第二十二页，共四十三页2、集成单稳态触发器可重触发单稳可重触发单稳非可重触发单稳非可重触发单稳本讲稿第二十三页，共四十三页非可重复触发非可重复触发（1）TTL集成单稳态触发器121输入输出TRA TRB TRQ 0X10X010XX0011X01 11110 XX0本讲稿第二十四页，共四十三页74121的使用TR-A、TR-B：下降沿，下降沿，TR+：上升沿上升沿，Q：输出。Rext/Cext、Cext：外接电阻、
9、电容。电阻R：（R=1.4k40k）接在VCC和Rext/Cext之间电容C：（C=10pF10F）接在Cext（正）和Rext/Cext之间。内部定时电阻：2k，Rin端，使用：Rin与与VCC连接，不用：Rin开路。74121的输出脉冲宽度：tw0.7RC本讲稿第二十五页，共四十三页TR-A、TR-B：下降沿触发TR+A、TR+B：上升沿触发Q：输出端。Rext/Cext：外接电阻（R=5k50k）Cext：电容CRin：内部电阻RD：复位端电容C1000pF时，74122脉冲宽度：tp0.32RC（2）集成单稳态触发器74LS122可重复触发可重复触发本讲稿第二十六页，共四十三页本讲稿第
10、二十七页，共四十三页多频振荡器滞后作用本讲稿第二十八页，共四十三页本讲稿第二十九页，共四十三页本讲稿第三十页，共四十三页延迟与定时延迟与定时延迟与定时延迟与定时整整整整形形形形（3 3）单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用本讲稿第三十一页，共四十三页单稳态触发器具有一个稳态。单稳态触发器具有一个稳态。在单稳态触发器中，由一个暂稳态过渡到稳态，其在单稳态触发器中，由一个暂稳态过渡到稳态，其“触发触发”信号也是由电路内部电容充（放）电提供的，暂稳信号也是由电路内部电容充（放）电提供的，暂稳态的持续时间即脉冲宽度也由电路的阻容元件决定。态的持续时间即脉冲宽度也由电路的阻容元件决定。单稳态触发器不能自
11、动地产生矩形脉冲，但却单稳态触发器不能自动地产生矩形脉冲，但却可以把其它形状的信号变换成为矩形波，用途很广。可以把其它形状的信号变换成为矩形波，用途很广。单稳态电路小结本讲稿第三十二页，共四十三页能产生矩形脉冲的自激振荡电路叫做多谐振荡器。1 1、电容正反馈电容正反馈多谐振荡器（由多谐振荡器（由TTLTTL门构成）门构成）10.2.3多谐振荡器t1：va由10，vb由01，vd正跳变。Vd=1，进入暂态tw1ub（高电平）经R对C充电，使vd。t2:，vd=1.4V，vd由10，va由01，vb由10。vb负跳变。vd为0。第一个暂稳态结束，进入第二个暂稳态（tw2）。0100本讲稿第三十三页
12、，共四十三页t2：vd下跳变后，C通过R反向充电。vd。t3：vd=1.4V，vd又由01，第二个暂稳态结束，到第一个暂稳态，开始重复前面的过程。10第二暂稳态及其自动翻转的工作过程第二暂稳态及其自动翻转的工作过程本讲稿第三十四页，共四十三页2、带有RC定时电路的环行振荡器3、晶体稳频的多谐振荡器4、施密特触发器构成的多谐振荡器本讲稿第三十五页，共四十三页TEMEX针对多个多个领域推出全新系列域推出全新系列VCXO与与OCXO 上网时间：2006年09月21日 打印版 推荐给同仁 发送查询 法国TEMEX公司日前宣布推出一系列电压控制高频石英晶体振荡器(VCXO)以及恒温石英晶体振荡器(OCX
13、O)；其中VCXO系列适用于电信、宽频和无线电广播；而OCXO系列则主要针对电信领域及测量/测试、同步应用等领域。TEMEX此次推出的VCXO型号为QEV66，可产生80到240MHz的频率，相位噪音非常低，在100Hz时为-98dBc；而标准绝对频率变化为50ppm。该组件包括一个LVPECL输出(亦称为HCMOS输出)，以及一个SMD壳体(表面安装式)，壳体尺寸为1493mm，能轻易整合在系统内。VCXO QEV66频率稳性为15ppm，非常适合电信领域的基地台和转发器，以及通讯应用中的无线电通讯，宽频应用及无线电广播。TEMEX表示，其VCXO组件可根据每个客户的要求定制，从设计到样品周
14、期约为四到六周。而10Hz的OCXO系列则具有DOC5079、DOC5525、DOC5383、DOC5204等型号。其中DOC5079适合转换和同步应用，其温度漂移低于200ppb(1ppb为十亿分之一单位)，10Hz时的相位噪音为每Hz-90dBc，老化速度每年低于500ppb。该振荡器封装尺寸为25.42210mm的密集式SMD。DOC5525是一种低噪声恒温石英晶体振荡器方案，适合测试与测量应用。在所有的测试应用当中，相位噪音是最关键的因素。而DOC5525特点就是相位噪音极低，在最大10Hz时每Hz仅为127dBc。温度的频率漂移为20ppb，老化速度低于每年100ppb。DOC538
15、3主要针对WCDMA基地台转发器应用，是一种SC断面的恒温石英晶体振荡器。其特色是温度漂移在10Hz时每Hz为-120dBc；其老化速度每年不超过100ppb。DOC5383可通过嵌入方式安装在362618mm的封装中。DOC5204是一种高稳定性的恒温石英晶体振荡器，适合CDMA、VSAT和转换领域。在这些应用中，极高的热稳定性和最佳老化特性是基本性能要求。而DOC5204的温度漂移不超过0.2ppb，其老化速度每年低于20ppb。这一装置的相位噪音在10Hz时每个Hz为-120dBc。该振荡器可通过嵌入方式封装在505038mm的金属外壳中。PPM:partpermillion的缩写，意思
16、为：百万分之.,ppb:为十亿分之一单位,dBc是相对于载波（Carrier）功率而言本讲稿第三十六页，共四十三页课后作业（第2次）P4052、3、4、7、本讲稿第三十七页，共四十三页本章第3次课 要求1.理解555定时器的内部构成；2.如何用555定时器构成施密特触发器？掌握门限电压的计算。3.如何用555定时器构成单稳态触发器？掌握暂态时间的计算。4.如何用555定时器构成多谐振荡器？掌握振荡频率的计算。本讲稿第三十八页，共四十三页10.3 555定时器及其应用10.3.1 555定时器的电路结构若结论1成立，则V0=0必成立。若结论2成立，且结论1不成立，则V0=1若结论1、2均不成立，则V0保持。V0=V0V0：推拉输出V0：OC门输出结论1：VI12Vcc/3,RD=0,V0=0结论2：VI22Vcc/3,RD=0,V0=0结论2：VI22Vcc/3,RD=0,V0=0结论2：VI22Vcc/3,RD=0,V0=0结论2：VI22Vcc/3,RD=0,V0=0结论2：VI22Vcc/3,RD=0,V0=0结论2：VI22Vcc/3,RD=0,V0=0结论2：VI22Vcc/3,RD=0,V0=0结论2：VI2Vcc/3,SD=0,V0=1本讲稿第四十二页，共四十三页课后作业（第3次）P4068、9、10、本讲稿第四十三页，共四十三页