脉冲波形的产生与变换(1)

数字电子技术基础第一节预备知识RC电路在脉冲+V +充电放电+V DD+V充电+V第二节单稳态触发器（1）电路有一个稳态和一个暂稳态。

（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。

112. 加负触发脉冲电路翻转为暂稳态 当t =t 1时，u I 产生负跳变，使u 01由低电平跳变为高电平， 由于电容两端电压u C 不能突变，因而使u R 产生同样的正跳变，G 2的输出u 02从高电平变为低电平，这是一个强列正反馈过程： 1 0 ► 0 ► 1 正反馈过程： u I ↓→u 01↑→u R ↑→u 02↓ ┗ ━ ━ ━ ━┛ 结果使得电路迅速进入G1门关闭、G2门打开的暂稳状态。

暂稳状态3. 电路自动返回稳态 电路在暂稳态期间，u 01为高电平，经R 到地不断对电容充电，使u C 按指数规律上升，u R 按指数规律下降，当u R 下降到G 2门的阈值电压时，电路将产生下列的正反馈过程： 1 1 ► 0正反馈过程：C 充电→u C ↑→u R ↓→u 02↑→u 01↓ ┗━━━━━┛ 结果使得电路自动返回到G 1打开、G 2关闭的稳态。

暂稳态的持续时间，即输出脉冲宽度t w 与充电时间常数RC 的大小有关，RC 越大，t W 越宽。

脉冲宽度：t W ≈0.7RC1 1t re =(3～5)RC fmax =1/（t w+t re）三、单稳态触发器的应用单稳态触发器在数字电路中一般用于整形（把不规则的波形转换成宽度、幅度都相等的波形）、定时（产生一定宽度的矩形波）、以及延时（把输入信号延迟一定时间后输出）等。

数字电子技术基础习题第三节多谐振荡器1. 第一暂稳态及其自动翻转的过程 假定在接通电源的瞬间，电路最初处于G 1关闭、G 2打开状态（设这时为电路的第一暂稳态），即u 01=1，u 02=0。

脉冲波形的产生与变换脉冲信号是数字电路中最常用的工作信号。

脉冲信号的获得经常采用两种方法：一是利用振荡电路 直接产生所需的矩形脉冲。

这一类电路称为多谐振荡电路或多谐振荡器；二是利用整形电路,将已有的脉冲信号变换为所需要的矩形脉冲。

这一类电路包括单稳态触发器和施密特触发器。

这些脉冲单元电路可以由集成逻辑门构成,也可以用集成定时器构成。

下面先来介绍由集成门构成的脉冲信号产生和整形电路。

多谐振荡器自激多谐振荡器是在接通电源以后,不需外加输入信号,就能自动地产生矩形脉冲波。

由于矩形波中除基波外,还含有丰富的高次谐波,所以习惯上又把矩形波振荡器叫做多谐振荡器。

多谐振荡器通常由门电路和基本的RC 电路组成。

多谐振荡器一旦振荡起来后,电路没有稳态,只有两个暂稳态,它们在作交替变化,输出矩形波脉冲信号,因此它又被称作无稳态电路。

9.1.1 门电路组成的多谐振荡器多谐振荡器常由TTL 门电路和CMOS 门电路组成。

由于TTL 门电路的速度比CMOS 门电路的速度快, 故TTL 门电路适用于构成频率较高的多谐振荡器,而CMOS 门电路适用于构成频率较低的多谐振荡器。

(1)由TTL 门电路组成的多谐振荡器由TTL 门电路组成的多谐振荡器有两种形式：一是由奇数个非门组成的简单环形多谐振荡器；二是由非门和RC 延迟电路组成的改进环形多谐振荡器。

① 简单环形多谐振荡器(a) (b)uo图9－1 由非门构成的简单环形多谐振荡器把奇数个非门首尾相接成环状,就组成了简单环形多谐振荡器。

图9－1（ａ）为由三个非门构成的多谐振荡器。

若uo的某个随机状态为高电平,经过三级倒相后,uo跳转为低电平,考虑到传输门电路的平均延迟时间tpd,uo输出信号的周期为6tpd。

图9－1（ｂ）为各点波形图。

简单环形多谐振荡器的振荡周期取决于tpd,此值较小且不可调,所以,产生的脉冲信号频率较高且无法控制,因而没有实用价值。

改进方法是通过附加一个RC延迟电路,不仅可以降低振荡频率,并能通过参数 R、C控制振荡频率。

第八章脉冲波形的产生和变换一、填空题1.(10-1中)矩形脉冲的获取方法通常有两种：一种是________________；另一种是________________________。

2.（10-1易）占空比是_________与_______的比值。

3．（10-4中）555定时器的最后数码为555的是（a.T T L,b.C M O S）产品，为7555的是（a.T T L, b.C M O S）产品。

4．（10-3中）施密特触发器具有现象；单稳触发器只有个稳定状态。

5．（易，中）常见的脉冲产生电路有，常见的脉冲整形电路有、。

6．（中）为了实现高的频率稳定度，常采用振荡器；单稳态触发器受到外触发时进入。

7.（10-3易）在数字系统中，单稳态触发器一般用于______、______、______等。

8.（10-3中）施密特触发器除了可作矩形脉冲整形电路外，还可以作为________、_________。

9.（10-2易）多谐振荡器在工作过程中不存在稳定状态，故又称为________。

10.（10-2中）由门电路组成的多谐振荡器有多种电路形式，但它们均具有如下共同特点: 首先，电路中含有________，如门电路、电压比较器、BJT 等。

这些器件主要用来产生________；其次，具有________, 将输出电压器恰当的反馈给开关器件使之改变输出状态；另外，还有，利用RC电路的充、放电特性可实现_______，以获得所需要的振荡频率。

在许多实用电路中，反馈网络兼有_____作用。

11.（10-3易）单稳态触发器的工作原理是：没有触发信号时，电路处于一种_______。

外加触发信号，电路由_____翻转到_____。

电容充电时，电路由______自动返回至______。

二、选择题1．（10-2中）下面是脉冲整形电路的是（）。

A.多谐振荡器B.J K触发器C.施密特触发器D.D触发器2．（10-2中）多谐振荡器可产生（）。

第八章脉冲波形的产生和变换一、填空题1.(10-1中)矩形脉冲的获取方法通常有两种：一种是________________；另一种是________________________。

2.（10-1易）占空比是_________与_______的比值。

3．（10-4中）555定时器的最后数码为555的是（a.T T L,b.C M O S）产品，为7555的是（a.T T L,b.C M O S）产品。

4．（10-3中）施密特触发器具有现象；单稳触发器只有个稳定状态。

5．（易，中）常见的脉冲产生电路有，常见的脉冲整形电路有、。

6．（中）为了实现高的频率稳定度，常采用振荡器；单稳态触发器受到外触发时进入。

7.（10-3易）在数字系统中，单稳态触发器一般用于______、______、______等。

8.（10-3中）施密特触发器除了可作矩形脉冲整形电路外，还可以作为________、_________。

9.（10-2易）多谐振荡器在工作过程中不存在稳定状态，故又称为________。

10.（10-2中）由门电路组成的多谐振荡器有多种电路形式，但它们均具有如下共同特点: 首先，电路中含有________，如门电路、电压比较器、BJT 等。

这些器件主要用来产生________；其次，具有________, 将输出电压器恰当的反馈给开关器件使之改变输出状态；另外，还有，利用RC电路的充、放电特性可实现_______，以获得所需要的振荡频率。

在许多实用电路中，反馈网络兼有_____作用。

11.（10-3易）单稳态触发器的工作原理是：没有触发信号时，电路处于一种_______。

外加触发信号，电路由_____翻转到_____。

电容充电时，电路由______自动返回至______。

二、选择题1．（10-2中）下面是脉冲整形电路的是（）。

A.多谐振荡器B.J K触发器C.施密特触发器D.D触发器2．（10-2中）多谐振荡器可产生（）。