脉冲的基础知识和反相器

第6章脉冲基础知识和反相器考纲要求✧了解脉冲基本概念、常见波形和矩形脉冲信号的主要参数。

✧理解二极管、三极管的开关特性，了解三极管工作在截止区和饱和区的条件、特点。

✧掌握三极管反相器的工作原理。

2.1 脉冲基础知识和二极管的开关特性1．了解脉冲的基本概念、常见波形和矩形脉冲信号的主要参数。

2．理解二极管的开关特性。

4．掌握二极管工作状态的判断。

一、脉冲的概念及波形1．脉冲的概念脉冲技术是电子技术的重要组成部分，应用广泛。

脉冲：含有瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电流称为脉冲信号，简称为脉冲。

2．常见的几种脉冲波形如图6-1-1所示。

电子技术学习指导与巩固练习2图6-1-1常见脉冲波形3．特点：（1）可以是周期性的、非周期性的或单次的。

（2）有正脉冲、负脉冲之分。

（3）各种脉冲的共同点：突变性、间断性、阶段性。

二、矩形脉冲波的主要参数1．矩形脉冲波的主要参数脉冲技术最常用的波形是矩形波、方波。

理想的矩形波如图6-1-2所示：上升沿、下降沿陡直；顶部平坦。

图6-1-2 理想的矩形波波形 图6-1-3 实际的矩形波波形实际的矩形波波形如图6-1-3所示。

主要参数：(1) 幅度V m ——脉冲电压变化的最大值。

(2) 上升时间t r ——脉冲从幅度的10% 处上升到幅度的90%处所需时间。

(3) 下降时间t f ——脉冲从幅度的90% 处下降到幅度的10%处所需的时间。

(4) 脉冲宽度t p —— 定义为前沿和后沿幅度为50%处的宽度。

(5) 脉冲周期T —— 对周期性脉冲，相邻两脉冲波对应点间相隔的时间。

周期的倒数为脉冲的频率f ，即Tf 1= 2．矩形波的分解矩形波可由基波和多次谐波叠加而成。

基波的频率与矩形波相同，谐波的频率为基波的整数倍。

矩形波的数学表达式为+++=)5sin(5)3sin(3)sin(000t A t A t A v ωωω第六章 脉冲基础知识和反相器 3 三、二极管的开关特性1．二极管的开关作用二极管的开关作用如图6-1-4所示。

反相器电路原理
反相器电路是一种基本的电子电路，用于将输入信号进行反相处理。

其原理是利用电子器件的特性，将输入信号经过放大并反向输出，从而实现输入信号的反相。

常见的反相器电路包括晶体管反相器、运放反相器等。

这里以晶体管反相器为例进行说明。

晶体管反相器电路由一个晶体管和若干个电阻构成。

输入信号通过电阻接入晶体管的基极，而晶体管的集电极则与输出端相连。

当输入信号为高电平时，晶体管处于截止状态，因此没有输出信号。

而当输入信号为低电平时，晶体管进入饱和状态，输出信号便会取反输出。

具体来说，在输入信号为高电平时，晶体管的基极电压较高，导致基极-发射极间的电压较低，使得晶体管工作在截止区。

而在输入信号为低电平时，晶体管的基极电压较低，基极-发射极间的电压较高，使得晶体管工作在饱和区。

由于晶体管是一种放大器件，它可以将输入信号的幅值进行放大。

在反相器电路中，晶体管放大了输入信号的幅值，并通过反向连接的输出电路输出。

需要注意的是，为了保证反相器电路的稳定性和工作正常，还需要合适的电阻和电源配置。

此外，还需要考虑晶体管的工作参数，如工作电流和输出电压等。

总之，反相器电路是一种常见的电子电路，通过反向连接和晶体管的放大特性，实现了输入信号的反相处理。

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在本文中，我们将讨论由反相器、电容以及异或门构成的脉冲发生电路。

首先，让我们简要介绍一下这些组件的基本原理，然后深入探讨它们如何结合在一起形成一个功能完整的脉冲发生电路。

反相器是一种基本的数字逻辑门，它将输入信号取反输出。

换句话说，如果输入为高电平（通常表示为逻辑1），那么输出就是低电平（逻辑0），反之亦然。

由正脉冲生成负脉冲的原理正脉冲和负脉冲是电子学中常见的两种脉冲信号，它们在许多电路和系统中都有重要的应用。

由正脉冲生成负脉冲的原理是通过适当的电路设计和信号处理实现的。

下面将详细介绍几种常见的方法。

1. 单稳态多谐振荡器（one-shot multivibrator）单稳态多谐振荡器是一种通过高电平输入产生负脉冲输出的电路。

它是由一个门电路和一个RC元件组成的。

当输入信号的上升沿到达时，门电路会输出一个短时脉冲信号。

该脉冲信号经过RC元件的充电和放电过程后，形成一个较长的高电平输出。

当输入信号的下降沿来临时，门电路会再次输出短时脉冲信号，使得输出信号产生一个负脉冲。

2. 反相器（inverter）反相器是一种能够将输入信号进行反相输出的电路。

它由一个晶体管或逻辑门电路组成。

在一个电平触发时，反相器会将输入信号的电平从高变为低，或者从低变为高。

当输入信号为正脉冲时，经过反相器输出的信号即为负脉冲。

3. 多谐振荡器（multivibrator）多谐振荡器是一种能够产生周期性脉冲信号的电路。

它由一个电容、一个电阻和两个晶体管（或逻辑门电路）组成。

其中一个晶体管（或逻辑门）负责产生高电平的输出信号，而另一个晶体管（或逻辑门）则负责产生低电平的输出信号。

通过适当的触发条件和时序控制，多谐振荡器可以生成正脉冲和负脉冲信号。

4. 电荷泵（charge-pump）电荷泵是一种能够将输入电流转换为输出电压的电路。

它由一对开关和一个电容组成。

当输入电流为正时，一个开关会打开，使电容充电。

当输入电流为负时，另一个开关则会打开，使电容放电。

这样，电容的充放电过程就会产生一个负脉冲信号。

以上这些方法只是几种常见的由正脉冲生成负脉冲的原理，实际上还有很多其他的方法和电路设计可以实现这一功能。

在实际应用中，我们可以根据具体的需求和设计要求选择合适的方法。

脉冲电路在电子电路中，电源、放大、振荡和调制电路被称为模拟电子电路，因为它们加工和处理的是连续变化的模拟信号。

电子电路中另一大类电路的数字电子电路。

它加工和处理的对象是不连续变化的数字信号。

数字电子电路又可分成脉冲电路和数字逻辑电路，它们处理的都是不连续的脉冲信号。

脉冲电路是专门用来产生电脉冲和对电脉冲进行放大、变换和整形的电路。

家用电器中的定时器、报警器、电子开关、电子钟表、电子玩具以及电子医疗器具等，都要用到脉冲电路。

电脉冲有各式各样的形状，有矩形、三角形、锯齿形、钟形、阶梯形和尖顶形的，最具有代表性的是矩形脉冲。

要说明一个矩形脉冲的特性可以用脉冲幅度 Um 、脉冲周期 T 或频率 f 、脉冲前沿 t r 、脉冲后沿 t f 和脉冲宽度 t k 来表示。

如果一个脉冲的宽度 t k =1 ／ 2T ，它就是一个方波。

脉冲电路和放大振荡电路最大的不同点，或者说脉冲电路的特点是：脉冲电路中的晶体管是工作在开关状态的。

大多数情况下，晶体管是工作在特性曲线的饱和区或截止区的，所以脉冲电路有时也叫开关电路。

从所用的晶体管也可以看出来，在工作频率较高时都采用专用的开关管，如 2AK 、 2CK 、DK 、 3AK 型管，只有在工作频率较低时才使用一般的晶体管。

就拿脉冲电路中最常用的反相器电路（图 1 ）来说，从电路形式上看，它和放大电路中的共发射极电路很相似。

在放大电路中，基极电阻 R b2 是接到正电源上以取得基极偏压；而这个电路中，为了保证电路可靠地截止， R b2 是接到一个负电源上的，而且 R b1 和 R b2 的数值是按晶体管能可靠地进入饱和区或止区的要求计算出来的。

不仅如此，为了使晶体管开关速度更快，在基极上还加有加速电容 C ，在脉前沿产生正向尖脉冲可使晶体管快速进入导通并饱和；在脉冲后沿产生负向尖脉冲使晶体管快速进入截止状态。

除了射极输出器是个特例，脉冲电路中的晶体管都是工作在开关状态的，这是一个特点。

施密特反相器工作原理
施密特反相器主要由三个核心元件构成，分别是比较器、正反馈电路和输出级。

1. 比较器：比较器的作用是将输入信号与一个参考电压进行比较。

如果输入电压高于参考电压，输出电压就会变为高电平状态。

相反，如果输入电压低于参考电压，输出电压就会变为低电平状态。

2. 正反馈电路：正反馈电路则负责对输出信号进行反馈处理，以实现反向输出的特性。

3. 输出级：输出级将反相后的信号放大并输出。

施密特触发器又称施密特反相器，是脉冲波形变换中经常使用的一种电路。

它在性能上有两个重要的特点：第一，输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时对应的输入电平，与输入信号从高电平下降过程中对应的输入转换电平不同。

第二，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。

以上内容仅供参考，如需更全面准确的信息，可以查阅电子工程领域的专业书籍或咨询专业人士。

反相器工作原理反相器是一种常见的电子电路元件，它可以将输入信号的相位进行180度的反转。

在许多电子设备和电路中，反相器都扮演着重要的角色。

那么，反相器是如何工作的呢？接下来，我们将详细介绍反相器的工作原理。

首先，让我们来了解一下反相器的基本结构。

一个简单的反相器电路由一个晶体管和若干电阻组成。

当输入信号加到晶体管的基极时，晶体管就会根据输入信号的大小和极性，控制电路中的电流流动，从而实现信号的反相。

在反相器电路中，晶体管起着关键的作用。

当输入信号为正电压时，晶体管的极性会使得电路中的电流流向负极，从而输出负电压；反之，当输入信号为负电压时，电路中的电流会流向正极，输出正电压。

这样，就实现了输入信号相位的反转。

除了基本的晶体管反相器外，还有许多其他类型的反相器电路，比如使用运算放大器（Op-Amp）构建的反相器。

Op-Amp反相器电路具有高输入阻抗、低输出阻抗和较大的增益，能够更精确地实现输入信号的反相。

另外，反相器还可以应用于许多领域，比如音频放大器、振荡器、数字信号处理等。

在音频放大器中，反相器可以用来实现音频信号的放大和反相，从而产生清晰的声音效果；在振荡器中，反相器则可以产生稳定的振荡信号；在数字信号处理中，反相器可以用来实现信号的数字化和处理。

总的来说，反相器是一种十分重要的电子元件，它通过晶体管或运算放大器等电路实现输入信号相位的反转。

在实际应用中，反相器可以发挥出许多重要的作用，广泛应用于各种电子设备和电路中。

通过本文的介绍，相信大家对反相器的工作原理有了更深入的了解。

希望本文能够帮助大家更好地理解和应用反相器，为电子电路的设计和应用提供一定的参考价值。

谢谢大家的阅读！。