数字电子技术第七章脉冲产生于整形电路
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阎石《数字电子技术基础》笔记和课后习题详解第7章脉冲波形的产生和整形7.1复习笔记本章介绍矩形脉冲波形的产生和整形电路,详细介绍了常见的两种整形电路——施密特触发电路和单稳态电路,以及脉冲波形产生电路中,能自行产生矩形脉冲波形的各种多谐振荡电路,主要包括对称式和非对称式多谐振荡电路、环形振荡电路以及用施密特触发电路构成的多谐振荡电路等,还讲述了555定时器的工作原理和用它构成施密特触发电路、单稳态电路和多谐振荡电路的方法。
本章重点内容为:施密特触发电路、单稳态电路、多谐振荡电路的工作原理和各元器件参数关系;脉冲电路的分析计算方法;555定时器的应用。
一、概述1.获取矩形脉冲波形途径(1)产生:不用信号源,加上电源自激振荡产生波形。
(2)整形:输入信号源进行整形。
2.矩形脉冲特性参数描述矩形脉冲特性的主要参数如图7-1-1所示。
图7-1-1描述矩形脉冲特性的主要参数(1)脉冲周期T:周期性脉冲序列中相邻脉冲的时间间隔;(2)脉冲幅度V m:脉冲电压的最大变化幅度;(3)脉冲宽度t w:脉冲前沿0.5V m~脉冲后沿0.5V m的一段时间;(4)上升时间t r:脉冲上升沿0.1V m~0.9V m的时间;(5)下降时间t f:脉冲下降沿0.9V m~0.1V m的时间;(6)占空比q:t w与T的比值。
二、施密特触发器1.施密特触发器的结构和工作原理(1)电路结构:施密特电路是通过公共发射极电阻耦合的两级正反馈放大器,其结构如图7-1-2所示。
(2)电压传输特性:①T1饱和导通时的v E值必低于T2饱和导通时的值,故由截止变为导通的输入电压会高于T1由导通变为截止的输入电压,便可得到图7-1-3所示的电压传输特性;②V T+:正向阈值电压;V T-:负向阈值电压;|V T+-V T-|=ΔV T:回差电压。
图7-1-2施密特触发电路图7-1-3施密特触发特性(3)性能特点:①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;②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。
脉冲产生与整形电路实验报告(一)脉冲产生与整形电路实验报告本次实验旨在研究脉冲产生和整形电路的基础原理及应用。
以下是本次实验的主要内容及结果。
实验设备和材料•函数发生器•示波器•电容、电阻、二极管等基础元器件实验步骤1.使用函数发生器产生一个周期为50Hz,幅值为5V的正弦波信号。
2.使用电容和电阻组成RC电路,将正弦波信号转化为衰减的脉冲信号。
3.使用二极管和电容组成整流电路,将脉冲信号转化为全波整流的直流信号。
4.使用电容和电阻组成低通滤波器,消除电路中的高频噪声信号。
5.使用示波器观察各步骤下的信号波形,并记录实验数据。
实验结果脉冲产生电路实验中,使用RC电路将正弦波信号转化为衰减的脉冲信号。
随着电容值的增加,脉冲的宽度也随之增加。
实验数据如下:电容(μF)脉冲宽度(ms)1 0.210 2100 20整形电路实验中,使用二极管和电容组成整流电路,将脉冲信号转化为全波整流的直流信号。
使用低通滤波器能够消除高频噪声信号。
实验数据如下:电容(μF)电阻(Ω)滤波后幅值(V)1 1000 2.710 1000 4.8100 1000 4.9结论通过本次实验,我们学习了脉冲产生和整形电路的基础原理及应用。
合理选取电容和电阻的数值可控制脉冲宽度和整形后的信号幅值。
使用低通滤波器能够消除电路中的高频噪声信号,使得信号更加稳定。
实验总结本次实验通过手动搭建电路,使我们更加深入地理解了脉冲产生和整形电路的原理,并学会了使用基础元器件搭建电路的方法。
同时,通过实验数据的记录和分析,我们也探究了不同电容和电阻数值下电路的不同表现,从而灵活运用电路的基础原理进行电路设计。
实验中存在的问题和改进方向在实验中,我们发现在RC电路和整形电路的搭建中存在一些问题,例如电容和电阻的数值选取不合适会影响电路的工作状态;接线时松散会导致实验数据不准确等。
未来可以加强对实验仪器和设备的使用方法培训,同时也可以加强对电路搭建技能的练习,提高实验操作的技能水平。
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。
数字电子技术脉冲波形的产生和整形数字电子技术在现代电子领域中扮演着重要的角色。
脉冲波形的产生和整形是数字电子技术中的一项基础技术,它在数字信号处理、通信系统、计算机科学等领域中得到广泛应用。
本文将探讨数字电子技术脉冲波形的产生和整形的原理、方法以及应用。
一、数字电子技术脉冲波形的产生原理数字电子技术脉冲波形的产生基于逻辑门电路的输出状态变化。
逻辑门电路由多个逻辑门组成,逻辑门的输入和输出可以是0或1。
通过逻辑门的组合和控制,可以产生各种复杂的波形。
例如,当使用非门电路时,其输出与输入相反。
如果输入为0,则输出为1;如果输入为1,则输出为0。
通过在非门电路后面串联非门电路,可以得到一个稳定的高电平或低电平信号。
通过适当的时钟控制和信号切换,可以产生各种脉冲波形。
二、数字电子技术脉冲波形的整形方法1. 单稳态整形电路单稳态整形电路可将输入的窄脉冲波形整形为较宽的方波信号,以确保输入脉冲的稳定性和准确性。
单稳态整形电路的核心是单稳态多谐振器,其通过一个触发器和适当的电容电阻网络实现。
输入脉冲触发触发器,逐渐充放电电容,最终输出一个较宽的方波脉冲。
2. 升降沿整形电路升降沿整形电路能够将输入脉冲波形的上升沿和下降沿进行整形,使其变得更为陡峭和准确。
升降沿整形电路由施密特触发器、比较器和延时电路等组成。
在输入脉冲波形的上升或下降沿触发触发器,输出经过比较器和延时电路后得到整形后的脉冲波形。
三、数字电子技术脉冲波形的应用1. 数字信号处理数字信号处理是数字电子技术的重要应用领域之一。
脉冲波形的产生和整形技术在数字信号处理中起到至关重要的作用。
通过产生和整形不同的脉冲波形,可以实现信号滤波、频率分析、解调等功能。
2. 通信系统在通信系统中,数字电子技术脉冲波形的产生和整形对信号的传输和接收起着重要作用。
通过产生和整形不同的脉冲波形,可以实现数据的编码、解码、调制和解调等功能,提高信号传输的可靠性和效率。
3. 计算机科学在计算机科学领域,数字电子技术脉冲波形的产生和整形广泛应用于时序控制、时钟信号生成、数据同步等方面。
脉冲产生与整形电路实验报告一、实验目的本实验的主要目的是通过脉冲产生与整形电路实验,掌握脉冲信号的产生和整形基本原理,并学会使用555定时器、多谐振荡器等电路元器件进行实现。
二、实验原理1.脉冲产生电路原理脉冲信号通常是由正弦波信号经过整形电路处理得到的。
正弦波信号经由非线性电路处理,波形就会变形,产生各种脉冲信号。
其中,在整形电路中,最常用的是555定时器产生的脉冲信号。
555定时器是一种通用的集成电路,内部包含比较器、多谐振荡器等功能电路,经过调整参数,可以快速产生各种类型的脉冲信号。
2.整形电路原理整形电路在信号处理中的作用是根据信号的幅值、频率和相位等特性,将输入信号转化成特定形式的输出信号。
通常的整形电路包括正弦波整形电路、方波整形电路、脉冲整形电路等。
其中,最常见的脉冲整形电路是单稳态多谐振荡器电路。
该电路采用多谐振荡器,输出一个脉冲信号,带有“占空比”的特点。
这个信号由一端持续保持高电平,另一端持续保持低电平,长度和时间间隔具有可调性。
三、实验内容与步骤1.实验器材:555定时器、74LS123、电路板、导线等。
2.实验步骤:(1) 确定实验电路,根据电路原理图进行串联连接,构成脉冲产生与整形电路。
(2) 对寄存器电路写数据,设置电路元器件的参数,如输入电压的范围、输入电压的幅度等。
(3) 打开开关,接通电源,通过示波器观察脉冲信号的变化情况,并确定产生的脉冲信号的相位和频率等参数。
(4) 调整电路参数,不断进行实验测试,并对比不同参数下输出信号的差异,获得更多的实验结果。
四、实验结果与分析在实验中,我们通过脉冲产生与整形电路实验,成功地实现了脉冲信号的产生与整形,并对不同参数下的信号进行了调节和分析。
经过实验,我们发现脉冲信号的产生有较高的可调性,可以根据需要在一定范围内进行调节,以获得不同形式的输出信号。
而整形电路在处理各种信号时都具有优良的效果,可以更加精细地控制脉冲信号的特性。