1 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。
自我检测题
1．集成单稳触发器，分为可重触发及不可重触发两类，其中可重触发指的是在
暂稳态期间，能够接收新的触发信号，重新开始暂稳态过程。
2．如图T6.2所示是用CMOS或非门组成的单稳态触发器电路， vI为输入触发脉冲。指出稳态时a、b、d、 e各点的电平高低；为加大输出脉冲宽度所采取的下列措施哪些是对的，哪些是错的。如果是对的，在（ ）内打√，如果是错的，在（ ）内打×。
（1）加大Rd （ ）；
（2）减小R （ ）；
（3）加大C （ ）；
（4）提高VDD （ ）；
（5）增加输入触发脉冲的宽度（ ）。
≥11vIvOVDDRCG1G2CdRdabde
图 P6.2
解：（1）×（2）×（3）√（4）×（5）×
3．四个电路输入vI、输出vO的波形如图T6.3所示，试写出分别实现下列功能的最简电路类型（不必画出电路）。
（a）二进制计数器；（b）施密特触发器；
（c）单稳态触发器；（d）六进制计数器。
tt00OvIvtt00（a）2134IvOv（b）tt00OvIv（c）tt00OvIv（d）1234567 图 T6.3
4．单稳态触发器的主要用途是。
A．整形、延时、鉴幅B．延时、定时、存储
C．延时、定时、整形D．整形、鉴幅、定时
5．为了将正弦信号转换成与之频率相同的脉冲信号，可采用。
A．多谐振荡器B．移位寄存器C．单稳态触发器D．施密特触发器
6．将三角波变换为矩形波，需选用。
A．单稳态触发器B．施密特触发器C．多谐振荡器D．双稳态触发器
7．滞后性是的基本特性。
A．多谐振荡器B．施密特触发器 C．T触发器D．单稳态触发器
8．自动产生矩形波脉冲信号为。
A．施密特触发器 B．单稳态触发器C．T触发器D．多谐振荡器
9．由CMOS门电路构成的单稳态电路的暂稳态时间tw为 。
A. 0.7RCB. RCC. 1.1RCD. 2RC
10．已知某电路的输入输出波形如图T6.10所示，则该电路可能为。
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。
数字电子技术基础第五版期末知识点总结
Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
数电课程各章重点
第一、二章 逻辑代数基础知识要点
各种进制间的转换，逻辑函数的化简。
一、 二进制、十进制、十六进制数之间的转换；二进制数的原码、反码和补码 .8421码
二、 逻辑代数的三种基本运算以及5种复合运算的图形符号、表达式和真值表：与、或、非
三、 逻辑代数的基本公式和常用公式、基本规则
逻辑代数的基本公式
逻辑代数常用公式：
吸收律：AABA
消去律：BABAA ABAAB
多余项定律：CAABBCCAAB
反演定律：BAAB BABA•
基本规则：反演规则和对偶规则，例1-5
四、 逻辑函数的三种表示方法及其互相转换
逻辑函数的三种表示方法为：真值表、函数式、逻辑图
会从这三种中任一种推出其它二种，详见例1-7
五、 逻辑函数的最小项表示法：最小项的性质；例1-8
六、 逻辑函数的化简：要求按步骤解答
1、利用公式法对逻辑函数进行化简
2、利用卡诺图对逻辑函数化简
3、具有约束条件的逻辑函数化简
例1.1 利用公式法化简 BDCDABACBAABCDF)(
解：BDCDABACBAABCDF)(
例 利用卡诺图化简逻辑函数 )107653()(、、、、mABCDY
约束条件为8)4210(、、、、m
解：函数Y的卡诺图如下：
第三章 门电路知识要点
各种门的符号，逻辑功能。
一、三极管开、关状态
1、饱和、截止条件：截止：TbeVV， 饱和：CSBSBIIi
2、反相器饱和、截止判断
二、基本门电路及其逻辑符号
