数字电子技术基础脉冲电路
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脉冲电路的特点及脉冲电路的类型1. 引言1.1 概述脉冲电路是一种特殊类型的电路,用于产生、处理和传输脉冲信号。
脉冲信号是一种持续时间很短、幅度较大的非周期性信号,在科学研究和工程技术领域中具有广泛应用。
脉冲电路的设计和应用在数字电子技术、通信系统以及医疗设备等领域都扮演着重要角色。
1.2 文章结构本文将围绕脉冲电路的特点及不同类型展开详细叙述。
首先,我们将介绍脉冲电路的特点,包括快速开关、高频响应和瞬态响应等方面。
然后,我们将介绍三种常见的脉冲电路类型,分别是单稳态脉冲电路、多稳态脉冲电路和定时器脉冲电路。
接下来,我们将通过示例应用阐述脉冲电路在数字电子技术、通信系统以及医疗设备中的实际运用。
最后,我们将对全文进行总结,并展望未来脉冲电路发展方向和应用领域扩展。
1.3 目的本文旨在介绍脉冲电路的特点和类型,使读者了解脉冲电路的基本原理及其在多个领域中的实际应用。
通过深入探讨脉冲电路的特性和实例应用,我们可以更好地认识到脉冲电路对现代科技发展的重要性,并为未来脉冲电路研究与创新提供一定的启示。
2. 脉冲电路的特点:2.1 快速开关:脉冲电路具有快速开关特性,它可以在很短的时间内将信号从低电平切换至高电平或反之。
由于其快速响应能力,脉冲电路常被用于数字电子技术中的计数器、触发器等逻辑门电路中。
2.2 高频响应:脉冲电路能够实现高频率信号的放大和处理。
其设计与构造使得它们能够处理以高频运行的信号,并保持较好的性能。
在通信系统中,脉冲电路常被用来处理射频信号,包括调制解调、功率放大等功能。
2.3 瞬态响应:脉冲电路具有优异的瞬态响应特性。
当输入发生突变或产生突发事件时,脉冲电路可以迅速响应并提供对应的输出。
这种瞬态响应特性使得脉冲电路广泛应用于医疗设备中,如心脏起搏器和除颤器等,在紧急情况下可提供及时有效的治疗措施。
总之,脉冲电路的特点包括快速开关能力、高频响应以及瞬态响应特性。
这些特点使得脉冲电路在数字电子技术、通信系统和医疗设备等领域中发挥着重要的作用。
第7章 时序逻辑电路【7-1】已知时序逻辑电路如图所示,假设触发器的初始状态均为0。
(1 )写出电路的状态方程和输出方程。
(2) 分别列出X =0和X =1两种情况下的状态转换表,说明其逻辑功能。
(3) 画出X =1时,在CP 脉冲作用下的Q 1、Q 2和输出Z 的波形。
1J 1KC11J 1KC1Q 1Q 2CPXZ1图解:1.电路的状态方程和输出方程n 1n2n 11n 1Q Q Q X Q +=+n 2n 11n 2Q Q Q ⊕=+ CP Q Q Z 21=2.分别列出X =0和X =1两种情况下的状态转换表,见题表所示。
逻辑功能为 当X =0时,为2位二进制减法计数器;当X =1时,为3进制减法计数器。
3.X =1时,在CP 脉冲作用下的Q 1、Q 2和输出Z 的波形如图(b)所示。
题表Q Q Z图(b)【7-2】电路如图所示,假设初始状态Q a Q b Q c =000。
(1) 写出驱动方程、列出状态转换表、画出完整的状态转换图。
(2) 试分析该电路构成的是几进制的计数器。
Q c图解:1.写出驱动方程1a a ==K J ncn a b b Q Q K J ⋅== n b n a c Q Q J = n a c Q K = 2.写出状态方程n a 1n a Q Q =+ n a n a n a n a n c n a 1n b Q Q Q QQ Q Q +=+ nc n a n c n b n a 1n b Q Q Q Q Q Q +=+3.列出状态转换表见题表,状态转换图如图(b)所示。
图7.2(b)表7.2状态转换表CP na nbc Q Q Q 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 16 0 0 0n4.由FF a 、FF b 和FF c 构成的是六进制的计数器。
【7-3】在二进制异步计数器中,请将正确的进位端或借位端(Q 或Q )填入下表解:题表7-3下降沿触发 由 Q 端引出进位 由Q 端引出借位触发方式 加法计数器 减法计数器上升沿触发 由Q 端引出进位 由Q 端引出借位【7-4】电路如图(a)所示,假设初始状态Q 2Q 1Q 0=000。
脉冲电路原理脉冲电路是电子学中的一个重要概念,它在数字电子技术、通信系统、计算机等领域都有着广泛的应用。
脉冲电路的原理是指脉冲信号在电路中的产生、传输和处理的基本原理,它涉及到电子元器件的工作特性、信号的传输方式以及电路的设计和分析方法等内容。
本文将从脉冲电路的基本原理入手,介绍脉冲电路的相关知识。
1. 脉冲信号的特点。
脉冲信号是一种时间非常短、幅度非常大的电信号,它通常用来传输数字信息或者触发特定的动作。
脉冲信号的特点包括上升时间、下降时间、脉冲宽度、脉冲重复周期和脉冲幅度等。
在脉冲电路中,我们需要关注脉冲信号的这些特点,以便正确地设计和分析电路。
2. 脉冲发生器。
脉冲发生器是产生脉冲信号的电路,它可以采用多种原理来实现,比如基于放电管、集成电路、振荡器等。
脉冲发生器的设计需要考虑到脉冲信号的频率、幅度、上升时间和下降时间等参数,同时还需要考虑电路的稳定性、抗干扰能力和功耗等因素。
3. 脉冲传输线。
脉冲传输线是用来传输脉冲信号的特殊传输线路,它的特点是在信号传输过程中会受到传输线效应的影响,比如传输延迟、波形失真、反射等。
在脉冲电路设计中,我们需要考虑传输线效应对信号的影响,采取合适的补偿措施来保证信号的质量。
4. 脉冲电路的应用。
脉冲电路在数字电子技术中有着广泛的应用,比如在数字计数器、触发器、时序电路、脉冲调制解调器等电路中都会用到脉冲信号。
此外,在通信系统、计算机接口、测量仪器等领域也都会用到脉冲电路。
因此,对脉冲电路的理解和掌握对于电子工程师和电子技术人员来说是非常重要的。
总结。
脉冲电路作为电子学中的重要内容,其原理涉及到脉冲信号的特点、脉冲发生器、脉冲传输线以及应用等方面。
通过对脉冲电路原理的学习,可以帮助我们更好地理解和应用脉冲电路,为电子技术领域的工作提供更多的可能性。
希望本文能够对读者有所帮助,谢谢!。
第7章脉冲波形的产生和整形电路一、选择题1.为了提高多谐振荡器频率的稳定性,最有效的方法是()。
A.提高电容、电阻的精度B.提高电源的稳定度C.采用石英晶体振荡器C.保持环境温度不变【答案】C【解析】石英晶体多谐振荡器的振荡频率取决于石英晶体的固有谐振频率,而与外接电阻、电容无关,具有极高的频率稳定性。
2.已知时钟脉冲频率为f cp,欲得到频率为0.2f cp的矩形波应采用()A.五进制计数器B.五位二进制计数器C.单稳态触发器C.多谐振荡器【答案】A【解析】频率变为原来的五分之一,是五分频,只需要每五次脉冲进一位即可实现。
3.在图7-1用555定时器组成的施密特触发电路中,它的回差电压等于()A.5VB.2VC.4VD.3V图7-1【答案】B【解析】555组成的施密特触发器中,当不接外接电压时,得到电路的回差电压为2V CC/3-V cc/3=V cc/3;5脚为外部参考电压输入V CO,如果参考电压由外接的电压V CO供给,这时V T+=V CO;V T-=V CO/2,回差电压为V CO/2=4V/2=2V,可以通过改变V CO值可以调节回差电压的大小。
4.电路如下图7-2(图中为上升沿JK触发器),触发器当前状态Q3Q2Q1为“100”,请问在时钟作用下,触发器下一状态(Q3Q2Q1)为()。
图7-2A.“101”B.“100”C.“011”D.“000”【答案】C【解析】JK触发器特征方程为Q n+1=JQ_n+K_Q n,由图7-2可得,三个触发器的驱动方程均为J=K=1,即特性方程均为Q n+1=Q_n,Q1的时钟是CP,Q2的时钟是Q1,Q3的时钟是Q2,当前Q3Q2Q1的状态是100,由于触发器在上升沿被触发,CP上升沿Q1状态被触发,变为1;同时触发了Q2,Q2变为1;同理Q3为0。
5.多谐振荡器可产生的波形是()A.正弦波B.矩形脉冲C.三角波D.锯齿波【答案】B【解析】“多谐”指矩形波中除了基波成分外,还含有丰富的高次谐波成分。
模拟电路:传递、处理模拟信号的电路。
双极型电路:TTL、ECL
单级型电路:NMOS、PMOS、CMOS
3、按电路逻辑功能分
组合逻辑电路
时序逻辑电路
1.1.4矩形脉冲的主要参数
1.脉冲参数
(1)脉冲的幅度:脉冲的底部到脉冲的顶部之间的变化量称为脉冲的幅度,用Um表示。
(2)脉冲的宽度:从脉冲出现到脉冲消失所用的时间称为脉冲的宽度,用t w表示。
(3)脉冲的重复周期:在重复的周期信号中两个相邻脉冲对应点之间的时间间隔称为脉冲的重复周期,用T表示。
实际的矩形脉冲往往与理想的矩形脉冲不同,即脉冲的前沿与脉冲的后沿都不是陡直的,如图1-4所示。
实际的矩形脉冲可以用如下的五个参数来描述。
(1)脉冲的幅度Um:脉冲的底部到脉冲的顶部之间的变化量。
(2)脉冲的宽度t w:从脉冲前沿的0.5Um到脉冲后沿的0.5Um两点之间的时间间隔称为脉冲的宽度,又可以称为脉冲的持续时间。
(3)脉冲的重复周期T:在重复的周期信号中两个相邻脉冲对应点之间的时间间隔称为脉冲的重复周期。
(4)脉冲的上升时间t r :指脉冲的上升沿从0.1Um上升到0.9Um所用的时间。
(5)脉冲的下降时间t f :指脉冲的下降沿从0.9Um下降到0.1Um所用的时间。
2.脉冲信号分类
若脉冲信号跃变后的值比初始值高称正脉冲
若脉冲信号跃变后的值比初始值低称负脉冲。
第10章脉冲波形的产生与整形电路内容提要:本章主要介绍多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器的电路结构、工作原理及其应用。
它们的电路结构形式主要有三种:门电路外接RC电路、集成电路外接RC电路和555定时器外接RC电路。
10.1概述导读:在这一节中,你将学习:⏹多谐振荡器的概念⏹单稳态触发器的概念⏹施密特触发器的概念在数字系统中,经常需要各种宽度和幅值的矩形脉冲。
如时钟脉冲、各种时序逻辑电路的输入或控制信号等。
有些脉冲信号在传送过程中会受到干扰而使波形变坏,因此还需要整形。
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,产生脉冲信号的电路称为振荡器;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。
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。
(1)双稳态触发电路又称为触发器,它具有两个稳定状态,两个稳定状态之间的转换都需要在外加触发脉冲的作用下才能完成。
(2)单稳态触发电路又称为单稳态触发器。
它只有一个稳定状态,另一个是暂时稳定状态(简称“暂稳态”),在外加触发信号作用下,可从稳定状态转换到暂稳态,暂稳态维持一段时间后,电路自动返回到稳态,暂稳态的持续时间取决于电路的参数。
(3)多谐振荡器能够自激产生连续矩形脉冲,它没有稳定状态,只有两个暂稳态。
其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。
若对该输出波形进行数学分析,可得到许多各种不同频率的谐波,故称“多谐”。
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,它利用其著名的回差电压特性来实现。
自测练习1.获得矩形脉冲的方法通常有两种:一种是();另一种是()。
2.触发器有()个稳定状态,分别是()和()。
3.单稳态触发器有()个稳定状态。
4.多谐振荡器有()个稳定状态。
10.2 多谐振荡器导读:在这一节中,你将学习:⏹ 门电路构成多谐振荡器的工作原理 ⏹ 石英晶体多谐振荡器电路及其优点 ⏹ 秒脉冲信号产生电路的构成方法多谐振荡器是一种无稳态电路,它不需外加触发信号,在电源接通后,就可自动产生一定频率和幅度的矩形波或方波。