第六章 脉冲波形的产生和整形(2007)

定义
使用时间常数较大的RC电路、数字逻辑门电路或可编程逻辑阵列等。
方法
用于定时、计数、分频等领域，如产生精确的时间延迟、控制脉冲宽度调制等。
应用
脉冲的相位整形
定义
通过改变脉冲的相位，使其满足特定要求的过程。
方法
使用移相器、延迟线或数字信号处理技术等。
用于信号合成、解调、多路复用等领域，如产生特定相位的参考信号、实现相位调制等。
脉冲波形的应用领域
通信 控制 检测 医学成像 脉冲波形在数字通信中用于传输数据，如脉码调制（PCM）和脉冲编码调制（PCM）。 脉冲波形用于检测各种物理量，如光、温度、压力和位移等。 脉冲波形用于控制各种电子设备和系统的开关状态，如电机控制和自动控制系统。 脉冲波形用于产生X射线和超声波等医学成像技术。
章节三
脉冲波形的整形
CHAPTER ONE
脉冲的幅度整形
通过改变脉冲的幅度，使其满足特定要求的过程。
使用电子器件（如比较器、运放等）或数字信号处理技术（如窗口函数）进行幅度调整。
用于信号处理、通信、测量等领域，如调整信号的功率、提高信噪比等。
脉冲的宽度整形
通过改变脉冲的宽度，使其满足特定要求的过程。
UNDERWORK
6
单元6脉冲波形产生与整形的实验与实践
WORKHARVEST
章节一
引言
CHAPTER ONE
脉冲波形的基本概念
脉冲波形是指一种短暂的、非连续的电信号，通常具有快速上升和下降的特性。 脉冲波形可以由各种电子和数字电路产生，用于控制、检测和通信等领域。 脉冲波形的基本参数包括脉冲宽度、脉冲幅度和脉冲频率等。
单元6脉冲波形的产生与整形
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555时基电路大量应用于电子控制、电子检 测、仪器仪表、家用电器、音响报警、电子玩具 等诸多方面。
还可用作振荡器、脉冲发生器、延时发生器、 定时器、方波发生器、单稳态触发振荡器、双稳 态多谐振荡器、自由多谐振荡器、锯齿波发生器、 脉宽调制器、脉位调制器等等。
一、 555时基电路的特点
555时基电路之所以得到这样广泛的应用，在于 它具有如下几个特点：
④电源电压变化对振荡频率和定时精度的 影响小。对定时精度的影响仅0.05％/V，且温度 稳定性好，温度漂移不高于50ppm/oC。
双极型555与CMOS型555的差异： ①CMOS型555的功耗仅为双极型的几十分 之一，静态电流仅为300µA左右，为微功耗电路. ②CMOS型555的电源电压可低至2~3V； 各输入功能端电流均为pA(微微安)量级。 ③CMOS型555的输出脉冲的上升沿和下降 沿比双极型的要陡，转换时间短。
③ 555可独立构成一个定时电路，且定时精度高，所以 常被称为555定时器。
④ 555的最大输出电流可达200mA（双极型）, 带负载能 力强。可直接驱动小电机、喇叭、继电器等负载。
二、 555时基电路的封装和命名 （1）命名规则：
＃ 所有双极型产品型号最后的3位数码都是555； ＃ 所有CMOS产品型号最后的4位数码都是7555； ＃ 所有双极型双定时器产品最后的3位数码都是556； ＃ 所有CMOS双定时器产品最后的4位数码都是7556； ＃ 双极型和CMOS型555定时器的功能和外部引脚的 排
2.对正向和负向增长的输入信号，电路有不同 的阈值电平，这是施密特触发器的滞后特性或回差特 性，提高了干扰能力，可有效滤除噪声。
施密特触发器的逻辑符号和电压传输特性如图6.3.1(a) 和(b)所示。实际上它是一个具有滞后特性的反相器。图中， VT+称为正向阈值电平或上限触发电平； VT-称为负向阈值 电平或下限触发电平。它们之间的差值称为回差电压(滞后 电压)，用△VT表示。即有

VCC
RD
8
4
R
TH CO
6
+ 5 R A1
RQ
TR
2
+ -
R A2
SQ
D7
T
1
附录:
RS 触发器功能表
RS Q Q
3 uo 1 0 0 1
01 1 0
0 0 保持 保持 1 1 禁止 禁止
R S Q 晶体管T uo
1 0 1 导通 0 0 1 0 截止 1 0 0 保持 保持 保持
（6-39）
综合以上的 分析结果,便可得 到555的功能表:
uo
uo1
uo2
A RS
1
2
3
100 R
uo
C
0
uo1
0
uo2
输出信号的周 期近似为:
T = 2.2 RC
0
uA
UT 0U
T
t t t t
（6-15）
6.3.2 RC耦合式振荡器
uo1
uR1
uo1 uR2
1 C1 R1
C2
2 R2
uo2
0
uR2
UT
0
uo1 C2
1 uR1
R1
C1 uo2
uo2
uo2
C1
2
R2
R1
R2
C2
1
2
uo
( b)
石英晶体 C1 ( c)
（6-18）
§6.4 单稳态触发器 单稳态触发器简称单稳。
它的突出特点是: 输出端只有一个稳定 状态, 另一个状态则是暂稳态.加入触发信 号后,它可以由稳定状态转入暂稳态,但是 , 经过一定时间以后,它又会自动返回原来的 稳定状态。

数字电子技术基础第四版课后答案6第六章脉冲波形的产生和整形[题6.1]用施密特触发器能否寄存1位二值数据，说明理由。

[解]不能，因为施密特触发器不具备记忆功能。

[题6.2]在图P6.2（a）所示的施密特触发器电路中，已知R110k，R230kG1和G2为CMOS反相器，VDD=15Ｖ。

（1）试计算电路的正向阈值电压ＶＴ＋、负向阈值电压ＶＴ－和回差电压△VT。

（2）若将图P6.2（b）给出的电压信号加到P6.2（a）电路的输入端，试画出输出电压的波形。

［解］R11015VT1VRTH1302V10V2(1)R11015VT1VRTH1302V5V2VTVTVT5V(2)见图A6.2。

［题6.3］图P6.3是用ＣMOS反相器接成的压控施密特触发器电路，试分析它的转换电平ＶT+、VT-以及回差电压△ＶT与控制电压ＶCO的关系。

,则根据叠加定理得到[解]设反相器G1输入端电压为IR2//R3R1//R3R1//R2VCO0R1R2//R3R3R1//R2R2R1//R3VTH时，IVT，因而得到（1）在I升高过程中00。

当升至IIIVTHVTR2//R3R1//R2VCOR1R2//R3R3R1//R2R1R1R1R1//R2R1R2//R3VTVTHVCOVTH1RVCORRRR//RR//R32331223 VTH时，IVT，于是可得（2）在I降低过程中0VDD。

当降至I VTHVTR2//R3R1//R3R1//R2VCOVDDR1R2//R3R3R1//R2R2R1//R3 R1//R3R1R2//R3R1//R2VVVCODDTHR3R1//R2R2R1//R3R2//R3VTR1R1R1VTH1RRRVCO323RRVTVTVT21VTH1VDDR2R2（3）（与VCO无关）根据以上分析可知，当Vco变小时，VT+和VT-均增大，但回差电压△VT不变。

[题6.4]在图P6.4施密特触发器电路中，若G1和G2为74LS系列与非门和反相器它们的阈值电压VTH=1.1V，R1=1KΩ，二极管的导通压降VD=0.7V，试计算电路的正向阈值电压VT+、负向阈值电压VT-和回差电压△VT。