数字逻辑电路（七）

数字逻辑电路（七）

目录

脉冲单元电路

1.脉冲信号与脉冲电路

2.集成门结构的脉冲单元

3.555定时器及其应用

脉冲单元电路

1.脉冲信号与脉冲电路

  狭义上指一种 持续时间极短 的电压或电流波形。
  广义上指 不具有 连续正弦波形状的信号。
获得脉冲波形的方法主要有两种：
1．利用脉冲 产生 电路直接产生。
2．对已有的波形进行 整形 ，将它变换成所需要的脉冲波 形。

 常见的脉冲波形

 矩形波及其参数

常用脉冲电路：

        双稳态触发器、单稳态触发器、自激 多谐振荡器 、 射极耦合双稳态触发器（ 施密特 电路）及锯齿波电 路。

2.集成门结构的脉冲单元

2.1施密特触发器

具有 回差电压 特性，能将边沿 变化缓慢 的 电压波形 整形为 边沿陡峭的矩形脉冲。

 

回差电压：\Delta V_{T}=V_{T+}-V_{T-}

施密特触发器的工作特点：

a.施密特触发器属于电平触发电路，当输入信号达到某一定电压 值时，输出电压会发生突变。

b.施密特触发器是一个双稳态电路，两种稳定状态的维持和转 换完全取决于外加触发信号。

c.施密特触发器有 两个转换电平 （上限触发转换电平V T+ 和 下限触发转换电平V T－ ）。
其上、下限触发器电平典型数值如下表  

 

施密特触发器的应用

       波形变换——将输入的正弦波、三角波、锯齿波等变换成矩形波输出

       脉冲整形——当矩形脉冲经过传输后因以下原因发生畸变，可通过施密 特触发器的整形获得满意的矩形脉冲波形

                图(a) 传输线上电容较大，波形的上升和下降沿变坏。

                图(b) 阻抗不匹配，波形的上升沿和下降沿产生振荡。

                图(c) 受到干扰，脉冲波形上叠加有噪声。

       脉冲鉴幅——只有当输入脉冲信号的幅度大于施密特触发器上限触发电 平时，在输出端才产生输出信号

2.2单稳态触发器

有一个 稳态 和一个 暂稳态 。无外触发脉冲输入时，电 路处于稳态；在外界触发脉冲作用下，电路将从稳态 翻转到 暂稳态 ，经 一段时间 后，电路又自动返回到原 来的稳态。

 

暂稳态时间长短取决于电路 本身的参数，与外加触发脉 冲无关。
        集成单稳态触发器分为 非可重触发 和 可重触发 两种类型

2.3多谐振荡器

即 矩形波形产生电路 ，由于矩形波形中含有 丰富的谐波分量，故常称 多谐振荡器 。
工作特点：
(1)不需输入信号；
(2)无稳定状态，只有两个 暂稳态 。
工作原理
暂态Ⅰ（ t 1 ～ t 2 ）
电容C放电， v d 下降，在 v d 下降 至 V th 之前的时间t w1 。
暂态Ⅱ（ t 2 ～ t 3 ）
当 v d 下降至 V th 时, G 1 变为关态， v a =V OH, G 2 变为开态， v b =V OL
电路又一次翻转，电容C 再次充电， v d 电位上升, 在 v d 上升至 V th 之前，这段 时间称为 暂态Ⅱ。

         不断重复上述过程，从而形成周期振荡，在输出端获得矩形波。

 

 施密特触发器构成的多谐振荡器

工作原理
设电容初始电压 v C (0)= 0。则接通 电源后 v O 输出高电平 V OH ，输出端通过R 向电容C充电，使 v C 升高。
当 v C 上升到 V T+ 时，施密特触发器 状态翻转， v O 跃变为低电平 V OL 。电容
C经 R和施密特触发器的输出电阻R O 放 电，使v C 下降。
当v C 下降到V T- 时，触发器又翻转， v O 重新跃变为高电平V OH ，电路又充电。
电容如此周而复始地充电和放电，电 路便产生了振荡，输出 周期性矩形波 。

 

3.555定时器及其应用

555 定时器是一种结构简单、使用方便灵活、用途广 泛的 数字 — 模拟 混合集成电路。
它可产生精确的时间延迟和振荡，内部有3个5KΩ的 电阻分压器，故称555。
在其外部配上少量阻容元件，就可以构成单稳态触发 器、 多谐振荡器 、 施密特触发器 等脉冲电路，应用电路有 上千种

当控制电压V CO 不使用时：
V_{REF1}=\frac{2}{3}V_{CC},V_{REF2}=\frac{1}{3}V_{CC}
当控制电压V CO 为外加固定电 压时：
V_{REF1}=V_{CO},V_{REF2}=\frac{1}{2}V_{CO}
注意： 通常不用Vco 端时 ，为了提高电路工作稳定性，将其 通过 0.01 F 电容接地
      用555定时器构成施密特触发器

        例如：

 

          555定时器的应用