第4章 脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形

1、第第4章章 脈沖信號(hào)的脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形產(chǎn)生與整形 在前面各章的討論中，常常需要用到各種幅度、寬在前面各章的討論中，常常需要用到各種幅度、寬度以及具有陡峭邊沿的度以及具有陡峭邊沿的脈沖信號(hào)脈沖信號(hào)，如觸發(fā)器就需要，如觸發(fā)器就需要時(shí)鐘時(shí)鐘脈沖（脈沖（CP），等等。事實(shí)上，現(xiàn)代電子系統(tǒng)都離不開(kāi)脈，等等。事實(shí)上，現(xiàn)代電子系統(tǒng)都離不開(kāi)脈沖信號(hào)。獲取這些脈沖信號(hào)的方法通常有兩種：沖信號(hào)。獲取這些脈沖信號(hào)的方法通常有兩種：直接直接產(chǎn)生產(chǎn)生； 利用已有信號(hào)利用已有信號(hào)變換變換得到。得到。 與產(chǎn)生模擬信號(hào)要用模擬振蕩器一樣，產(chǎn)生脈沖信與產(chǎn)生模擬信號(hào)要用模擬振蕩器一樣，產(chǎn)生脈沖信號(hào)要用號(hào)要用脈沖振蕩器脈沖振蕩

2、器。 脈沖波形變換則包括脈沖波形變換則包括脈沖寬度、幅脈沖寬度、幅度、相位及上升和下降時(shí)間等等度、相位及上升和下降時(shí)間等等的改變，通過(guò)變換，使的改變，通過(guò)變換，使這些特性符合要求。這些特性符合要求。 本章將介紹常用的脈沖變換電路本章將介紹常用的脈沖變換電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和和施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器，脈沖產(chǎn)生電路，脈沖產(chǎn)生電路多諧振蕩器多諧振蕩器，和一，和一種多用途的定時(shí)電路種多用途的定時(shí)電路555定時(shí)器定時(shí)器。 掌握脈沖電路的基本分析方法掌握脈沖電路的基本分析方法 掌握常用脈沖電路的工作原理掌握常用脈沖電路的工作原理 掌握幾種集成電路的應(yīng)用掌握幾種集成電路的應(yīng)用 理解雙穩(wěn)態(tài)理解雙穩(wěn)態(tài)

3、單穩(wěn)態(tài)單穩(wěn)態(tài)無(wú)穩(wěn)態(tài)等幾種電路無(wú)穩(wěn)態(tài)等幾種電路 原理的內(nèi)在聯(lián)系原理的內(nèi)在聯(lián)系第第4章章 脈沖信號(hào)的脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形產(chǎn)生與整形4.1 多諧振蕩器多諧振蕩器4.1.1 由門(mén)電路構(gòu)成的多諧振蕩器由門(mén)電路構(gòu)成的多諧振蕩器能產(chǎn)生矩形脈沖的自激振蕩電路叫做多諧振蕩器。1 1、RC環(huán)形多諧振蕩器環(huán)形多諧振蕩器0(a) 電路圖&ui1 ui2 uo2 ui3 uo R RSC uo(ui1)uo2ui3tttt(b) 波形圖000G1G2&G3 ui2(uo1)UTt1t2t30(a) 電路圖&ui1 ui2 uo2 ui3 uo R RSC uo(ui1)uo2ui3tttt(b)

4、 波形圖000G1G2&G3 ui2(uo1)UTt1t2t3在t1時(shí)刻，ui1（uo）由0變?yōu)?，于是uo1（ui2）由1變?yōu)?，uo2由0變?yōu)?。由于電容電壓不能躍變，故ui3必定跟隨ui2發(fā)生負(fù)跳變。這個(gè)低電平保持uo為1，以維持已進(jìn)入的這個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在這個(gè)暫穩(wěn)態(tài)期間，uo2（高電平）通過(guò)電阻R對(duì)電容C充電，使ui3逐漸上升。在t2時(shí)刻，ui3上升到門(mén)電路的閾值電壓UT，使uo（ui1）由1變?yōu)?，uo1（ui2）由0變?yōu)?，uo2由1變?yōu)?。同樣由于電容電壓不能躍變，故ui3跟隨ui2發(fā)生正跳變。這個(gè)高電平保持uo為0。至此，第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，電路進(jìn)入第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。第一暫穩(wěn)態(tài)及其

5、自動(dòng)翻轉(zhuǎn)的工作過(guò)程0(a) 電路圖&ui1 ui2 uo2 ui3 uo R RSC uo(ui1)uo2ui3tttt(b) 波形圖000G1G2&G3 ui2(uo1)UTt1t2t3第二暫穩(wěn)態(tài)及其自動(dòng)翻轉(zhuǎn)的工作過(guò)程在t2時(shí)刻，uo2變?yōu)榈碗娖?，電容C開(kāi)始通過(guò)電阻R放電。隨著放電的進(jìn)行，ui3逐漸下降。在t3時(shí)刻，ui3下降到UT，使uo（ui1）又由0變?yōu)?，第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，電路返回到第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，又開(kāi)始重復(fù)前面的過(guò)程。造 成 振 蕩 器 自 動(dòng) 翻 轉(zhuǎn) 的 原 因 是 電 容 C 的 充 放 電 。振 蕩 周 期 為 ： T 2.2RCui1 uo1 ui2 uo0(

6、a) 電路圖& RCuoui1ttt(b) 波形圖00G1G2 ui2(uo1)UTt1t2t32 2、CMOS多諧振蕩器多諧振蕩器在t1時(shí)刻， uo由0變?yōu)?，由于電容電壓不能躍變，故ui1必定跟隨uo發(fā)生正跳變，于是ui2（uo1）由1變?yōu)?。這個(gè)低電平保持uo為1，以維持已進(jìn)入的這個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在這個(gè)暫穩(wěn)態(tài)期間，電容C通過(guò)電阻R放電，使ui1逐漸下降。在t2時(shí)刻，ui1上升到門(mén)電路的開(kāi)啟電壓UT，使uo1（ui2）由0變?yōu)?，uo由1變?yōu)?。同樣由于電容電壓不能躍變，故ui1跟隨uo發(fā)生負(fù)跳變，于是ui2（uo1）由0變?yōu)?。這個(gè)高電平保持uo為0。至此，第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，電路進(jìn)入第

7、二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。第一暫穩(wěn)態(tài)及其自動(dòng)翻轉(zhuǎn)的工作過(guò)程ui1 uo1 ui2 uo0(a) 電路圖& RCuoui1ttt(b) 波形圖00G1G2 ui2(uo1)UTt1t2t3第二暫穩(wěn)態(tài)及其自動(dòng)翻轉(zhuǎn)的工作過(guò)程在t2時(shí)刻，uo1變?yōu)楦唠娖?，這個(gè)高電平通過(guò)電阻R對(duì)電容C充電。隨著放電的進(jìn)行，ui1逐漸上升。在t3時(shí)刻，ui1上升到UT，使uo（ui1）又由0變?yōu)?，第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，電路返回到第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，又開(kāi)始重復(fù)前面的過(guò)程。若 UT0.5VDD，振蕩周期為：T1.4RC& R1 C2 R2C1uof(a) 石英晶體多諧振蕩器(b) 石英晶體阻抗頻率特性0Xf0電容性電感性3 3、石

8、英晶體石英晶體多諧振蕩器多諧振蕩器電阻R1、R2的作用是保證兩個(gè)反相器在靜態(tài)時(shí)都能工作在線(xiàn)性放大區(qū)。對(duì)TTL反相器，常取R1R2R0.7 k2k，而對(duì)于CMOS門(mén)，則常取R1R2R10k100k；C1C2C是耦合電容，它們的容抗在石英晶體諧振頻率f0時(shí)可以忽略不計(jì)；石英晶體構(gòu)成選頻環(huán)節(jié)。振蕩頻率等于石英晶體的諧振頻率f0。4.1.2 由由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器1 1、555定時(shí)器定時(shí)器1&COTHTR+VCCuOD5k5k5kC1C2G1G2G3T+2658437RQQ電平觸發(fā)端電平觸發(fā)端電壓控制端復(fù)位端電平有效放電端4.516V1&COTHTR+V

9、CCuOD5k5k5kC1C2G1G2G3T+2658437RQQ001R=0時(shí)，Q=1，uo=0，T導(dǎo)通。1&COTHTR+VCCuOD5k5k5kC1C2G1G2G3T+2658437RQQR=0時(shí)，Q=1，uo=0，T飽和導(dǎo)通。R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3時(shí)，C1=0、C2=1，Q=1、Q=0，uo=0，T飽和導(dǎo)通。2VCC/3VCC/3000111&COTHTR+VCCuOD5k5k5kC1C2G1G2G3T+2658437RQQR=0時(shí)，Q=1，uo=0，T飽和導(dǎo)通。R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3時(shí)，C1=0、C2=1，Q=1、Q=0，u

10、o=0，T飽和導(dǎo)通。2VCC/3VCC/310011R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3時(shí)，C1=1、C2=1，Q、Q不變，uo不變，T狀態(tài)不變。1101&COTHTR+VCCuOD5k5k5kC1C2G1G2G3T+2658437RQQR=0時(shí)，Q=1，uo=0，T飽和導(dǎo)通。R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3時(shí)，C1=0、C2=1，Q=1、Q=0，uo=0，T飽和導(dǎo)通。2VCC/3VCC/311100R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3時(shí)，C1=1、C2=1，Q、Q不變，uo不變，T狀態(tài)不變。R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3時(shí)，C1=1、C2=0

11、，Q=0、Q=1，uo=1，T截止。CR1uc8 47 3 6 5552 5 10.01FuoVCCR2ucuotttP1tP20VCC/32VCC/30(a) 電路(b) 工作波形2 2、由、由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器接通VCC后，VCC經(jīng)R1和R2對(duì)C充電。當(dāng)uc上升到2VCC/3時(shí)，uo=0，T導(dǎo)通，C通過(guò)R2和T放電，uc下降。當(dāng)uc下降到VCC/3時(shí)，uo又由0變?yōu)?，T截止，VCC又經(jīng)R1和R2對(duì)C充電。如此重復(fù)上述過(guò)程，在輸出端uo產(chǎn)生了連續(xù)的矩形脈沖。CR1uc8 47 3 6 5552 5 10.01FuoVCCR2ucuotttP1tP20VCC/

12、32VCC/30(a) 電路(b) 工作波形第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的脈沖寬度tp1，即uc從VCC/3充電上升到2VCC/3所需的時(shí)間：tp 10 .7 ( R1+ R2) C第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的脈沖寬度tp2，即uc從2VCC/3放電下降到VCC/3所需的時(shí)間：tp20.7R2C振蕩周期：Ttp1tp20.7(R12R2)C& R1 C2 R2C1& f0 f1 f2 f14 f32768Hz 16384Hz 8192Hz 2Hz 1HzC1C1C1C1 FF1 FF2 FF14 FF15 Q1 Q2 Q14 Q154.1.3 多諧振蕩器的應(yīng)用多諧振蕩器的應(yīng)用多諧振蕩器分頻電路C1R1uo1

13、8 47 3 6 5552 5 10.01Fuo1VCCR2(a) 電路(b) 工作波形C2R3uo28 47 3 6 5552 5 10.01Fuo2R4C將振蕩器的輸出電壓uo1，接到振蕩器中555定時(shí)器的復(fù)位端（4腳），當(dāng)uo1為高電平時(shí)振蕩器振蕩，為低電平時(shí)555定時(shí)器復(fù)位，振蕩器停止震蕩。本節(jié)小結(jié)：多諧振蕩器是一種自激振蕩電路，不需要外加輸多諧振蕩器是一種自激振蕩電路，不需要外加輸入信號(hào)，就可以自動(dòng)地產(chǎn)生出矩形脈沖。入信號(hào)，就可以自動(dòng)地產(chǎn)生出矩形脈沖。多諧振蕩器可以由門(mén)電路構(gòu)成，也可以由多諧振蕩器可以由門(mén)電路構(gòu)成，也可以由555定時(shí)定時(shí)器構(gòu)成。由門(mén)電路構(gòu)成的多諧振蕩器和基本器構(gòu)成。由

14、門(mén)電路構(gòu)成的多諧振蕩器和基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器在結(jié)構(gòu)上極為相似，只是用于反饋的耦合網(wǎng)絡(luò)不同。在結(jié)構(gòu)上極為相似，只是用于反饋的耦合網(wǎng)絡(luò)不同。RS觸發(fā)器具有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)，多諧振蕩器沒(méi)有穩(wěn)態(tài)，所以觸發(fā)器具有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)，多諧振蕩器沒(méi)有穩(wěn)態(tài)，所以又稱(chēng)為無(wú)穩(wěn)電路。又稱(chēng)為無(wú)穩(wěn)電路。在多諧振蕩器中，由一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)過(guò)渡到另一個(gè)暫在多諧振蕩器中，由一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)過(guò)渡到另一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，其穩(wěn)態(tài)，其“觸發(fā)觸發(fā)”信號(hào)是由電路內(nèi)部電容充（放）電信號(hào)是由電路內(nèi)部電容充（放）電提供的，因此無(wú)需外加觸發(fā)脈沖。多諧振蕩器的振蕩提供的，因此無(wú)需外加觸發(fā)脈沖。多諧振蕩器的振蕩周期與電路的阻容元件有關(guān)。周期與電路的阻容元件有關(guān)。555定時(shí)器是一種應(yīng)用廣

15、泛、使用靈活的集成器件，定時(shí)器是一種應(yīng)用廣泛、使用靈活的集成器件，多用于脈沖產(chǎn)生、整形及定時(shí)等。多用于脈沖產(chǎn)生、整形及定時(shí)等。4.2 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在數(shù)字電路中一般用于（產(chǎn)生一定寬度的矩形波）、（把不規(guī)則的波形轉(zhuǎn)換成寬度、幅度都相等的波形）以及（把輸入信號(hào)延遲一定時(shí)間后輸出）等。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有下列特點(diǎn)：（1）電路有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。（2）在外來(lái)觸發(fā)脈沖作用下，電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)。（3）暫穩(wěn)態(tài)是一個(gè)不能長(zhǎng)久保持的狀態(tài)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，電路會(huì)自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間與觸發(fā)脈沖無(wú)關(guān)，僅決定于電路本身的參數(shù)。4.2.1 由門(mén)電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器由門(mén)電路構(gòu)成的單

16、穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器uiCuA1(a) 電路(b) 波形uo2RG1G2uo1VDDuiuo1uAuo2ttttVDDVDD0000tP11、微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（1）沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)時(shí)電路工作在穩(wěn)態(tài)當(dāng)沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)時(shí)，ui為低電平。因?yàn)殚T(mén)G2的輸入端經(jīng)電阻R接至VDD，VA為高電平，因此uo2為低電平；門(mén)G1的兩個(gè)輸入均為0，其輸出uo1為高電平，電容C兩端的電壓接近為0。這是電路的穩(wěn)態(tài)，在觸發(fā)信號(hào)到來(lái)之前，電路一直處于這個(gè)狀態(tài)：uo11，uo20。0011uiCuA1(a) 電路(b) 波形uo2RG1G2uo1VDDuiuo1uAuo2ttttVDDVDD0000tP1110（2）外加觸發(fā)信號(hào)使電路由穩(wěn)態(tài)

17、翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)當(dāng)正觸發(fā)脈沖ui到來(lái)時(shí)，門(mén)G1輸出uo1由1變?yōu)?。由于電容電壓不能躍變，uA也隨之跳變到低電平，使門(mén)G2的輸出uO2變?yōu)?。這個(gè)高電平反饋到門(mén)G1的輸入端，此時(shí)即使ui的觸發(fā)信號(hào)撤除，仍能維持門(mén)G1的低電平輸出。但是電路的這種狀態(tài)是不能長(zhǎng)久保持的，所以稱(chēng)為暫穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)時(shí)，uo10，uo21。uiCuA1(a) 電路(b) 波形uo2RG1G2uo1VDDuiuo1uAuo2ttttVDDVDD0000tP10011（3）電容充電使電路由暫穩(wěn)態(tài)自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)在暫穩(wěn)態(tài)期間，VDD經(jīng)R和G1的導(dǎo)通工作管對(duì)C充電，隨著充電的進(jìn)行，C上的電荷逐漸增多，使uA升高。當(dāng)uA上升到閾值電壓UT

18、時(shí)，G2的輸出uo2由1變?yōu)?。由于這時(shí)G1輸入觸發(fā)信號(hào)已經(jīng)過(guò)去，G1的輸出狀態(tài)只由uo2決定，所以G1又返回到穩(wěn)定的高電平輸出。uA隨之向正方向跳變，加速了G2的輸出向低電平變化。最后使電路退出暫穩(wěn)態(tài)而進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，此時(shí)uo11，uo20。脈沖寬度：tp=0.7RCuiCuA11uo2RG1G2uo1VDDC1R1電路的改進(jìn)電路的改進(jìn)當(dāng)ui的寬度很寬時(shí)，可在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入端加一個(gè)RC微分電路，否則，在電路由暫穩(wěn)態(tài)返回到穩(wěn)態(tài)時(shí)，由于門(mén)G1被ui封住了，會(huì)使uo2的下降沿變緩。 uAuo2uiC11(a) 電路(b) 波形RG1G2uo1VDDuiuo1uAuo2ttttVDDVT0000tP2

19、 、 積 分 型 單 穩(wěn) 態(tài) 觸 發(fā) 器穩(wěn)態(tài)時(shí)，ui1，G1、G2均導(dǎo)通。uo10，uA0，uo20。ui負(fù)跳變到0時(shí)，G1截止，uo1隨之跳變到1。由于電容電壓不能躍變，uA仍為0，故門(mén)G2截止，uo2跳變到1。在G1、G2截止時(shí)，C通過(guò)R和G1的導(dǎo)通管放電，使uA逐漸上升。當(dāng)uA上升到管子的開(kāi)啟電壓UT時(shí)，如果ui仍為低電平，G2導(dǎo)通，uo2變?yōu)?。當(dāng)ui回到高電平后，G1導(dǎo)通，C又通過(guò)R和G1的導(dǎo)通管充電，電路恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。3 集 成 單 穩(wěn) 態(tài) 觸 發(fā) 器(a) 74121 的引腳排列圖 14 13 12 11 10 9 874121 1 2 3 4 5 6 7 Rext/CextV

20、CC NC NC Cext Rin NC Q NC TR- TR-B TR+ Q GNDTR-A、TR-B是兩個(gè)下降沿有效的觸發(fā)信號(hào)輸入端，TR+是上升沿有效的觸發(fā)信號(hào)輸入端。Q和是兩個(gè)狀態(tài)互補(bǔ)的輸出端。Rext/Cext、Cext是外接定時(shí)電阻和電容的連接端，外接定時(shí)電阻R（R=1.4k40k）接在VCC和Rext/Cext之間，外接定時(shí)電容C（C=10pF10F）接在Cext（正）和Rext/Cext之間。74121內(nèi)部已設(shè)置了一個(gè)2k的定時(shí)電阻，Rin是其引出端，使用時(shí)只需將Rin與VCC連接起來(lái)即可，不用時(shí)則應(yīng)將Rin開(kāi)路。74121的輸出脈沖寬度：tp0.7RC 14 13 12 1

21、1 10 9 874122 1 2 3 4 5 6 7(b) 74122 的引腳排列圖 TR- TR-B TR+A TR+B RD Q GND Rext/CextVCC NC Cext NC Rin QTR-A、TR-B是兩個(gè)下降沿有效的觸發(fā)信號(hào)輸入端，TR+A、TR+B是兩個(gè)上升沿有效的觸發(fā)信號(hào)輸入端。Q和是兩個(gè)狀態(tài)互補(bǔ)的輸出端。Rext/Cext、Cext、Rin3個(gè)引出端是供外接定時(shí)元件使用的，外接定時(shí)電阻R（R=5k50k）、電容C（無(wú)限制）的接法與74121相同。RD為直接復(fù)位輸入端，低電平有效。當(dāng)定時(shí)電容C1000pF時(shí)，74122的輸出脈沖寬度：tp0.32RC4.2.2 由由5

22、55定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器CRui8 47 3 6 5552 5 10.01FuoVCCuiuotttP00(a) 電路(b) 工作波形uct02VCC/3輸 出 脈 沖 寬 度 tp。 tp 1 .1 R CCRui8 47 3 6 5552 5 10.01FuoVCCuiuotttP00uct02VCC/3接通VCC后瞬間，VCC通過(guò)R對(duì)C充電，當(dāng)uc上升到2VCC/3時(shí)，比較器C1輸出為0，將觸發(fā)器置0，uo0。這時(shí)Q=1，放電管T導(dǎo)通，C通過(guò)T放電，電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。ui到來(lái)時(shí)，因?yàn)閡iVCC/3，使C20，觸發(fā)器置1，uo又由0變?yōu)?，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。由于此時(shí)Q

23、=0，放電管T截止，VCC經(jīng)R對(duì)C充電。雖然此時(shí)觸發(fā)脈沖已消失，比較器C2的輸出變?yōu)?，但充電繼續(xù)進(jìn)行，直到uc上升到2VCC/3時(shí)，比較器C1輸出為0，將觸發(fā)器置0，電路輸出uo0，T導(dǎo)通，C放電，電路恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。uo&uiuAuo(a) 電路示意圖(b) 波形圖單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器uououiuAtp4.2. 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用uiuotp本節(jié)小結(jié)：?jiǎn)畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有一個(gè)穩(wěn)態(tài)。由門(mén)電路構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有一個(gè)穩(wěn)態(tài)。由門(mén)電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和基本的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和基本RS觸發(fā)器在結(jié)構(gòu)上也極為觸發(fā)器在結(jié)構(gòu)上也極為相似，只有用于反饋的耦合網(wǎng)絡(luò)不同。相似，只有用于反饋的耦合網(wǎng)絡(luò)

24、不同。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以由門(mén)電路構(gòu)成，也可以由單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以由門(mén)電路構(gòu)成，也可以由555定時(shí)器構(gòu)成。在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器中，由一個(gè)暫穩(wěn)定時(shí)器構(gòu)成。在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器中，由一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)過(guò)渡到穩(wěn)態(tài)，其態(tài)過(guò)渡到穩(wěn)態(tài)，其“觸發(fā)觸發(fā)”信號(hào)也是由電路內(nèi)部信號(hào)也是由電路內(nèi)部電容充（放）電提供的，暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間即脈電容充（放）電提供的，暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間即脈沖寬度也由電路的阻容元件決定。沖寬度也由電路的阻容元件決定。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不能自動(dòng)地產(chǎn)生矩形脈沖，但單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不能自動(dòng)地產(chǎn)生矩形脈沖，但卻可以把其它形狀的信號(hào)變換成為矩形波，用途卻可以把其它形狀的信號(hào)變換成為矩形波，用途很廣。很廣。4.3 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器4.

25、3.1 由門(mén)電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器由門(mén)電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器是一種能夠把輸入波形整形成為適合于數(shù)字電路需要的矩形脈沖的電路。1&DuiuoRS(a) 電路(b) 工作波形uoui(V)UT+UTtt001.40.7G1G2G3（1）ui0時(shí)，R1，S0，uo為高電平，這是第一種穩(wěn)態(tài)。00111&DuiuoRS(a) 電路(b) 工作波形uoui(V)UT+UTtt001.40.7G1G2G30111（2）uiUD=0.7V 時(shí)，R1，S1，RS 觸發(fā)器不翻轉(zhuǎn)，uo仍為高電平，電路仍維持在第一種穩(wěn)態(tài)。（1）ui0時(shí)，R1，S0，uo為高電平，這是第一種穩(wěn)態(tài)。1&

26、;DuiuoRS(a) 電路(b) 工作波形uoui(V)UT+UTtt001.40.7G1G2G31100（2）ui上升到 UD=0.7V 時(shí)，R1，S1，RS 觸發(fā)器不翻轉(zhuǎn)，uo仍為高電平，電路仍維持在第一種穩(wěn)態(tài)。（3）ui繼續(xù)上升到 UT+=UT=1.4V 時(shí)，R0，S1，RS 觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，uo為低電平，這是第二種穩(wěn)態(tài)。電路翻轉(zhuǎn)后 ui再上升，電路狀態(tài)不變。（1）ui0時(shí)，R1，S0，uo為高電平，這是第一種穩(wěn)態(tài)。1&DuiuoRS(a) 電路(b) 工作波形uoui(V)UT+UTtt001.40.7G1G2G30110（2）ui上升到 UD=0.7V 時(shí)，R1，S1，RS 觸

27、發(fā)器不翻轉(zhuǎn)，uo仍為高電平，電路仍維持在第一種穩(wěn)態(tài)。（3）ui繼續(xù)上升到 UT+=UT=1.4V 時(shí)，R0，S1，RS 觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，uo為低電平，這是第二種穩(wěn)態(tài)。電路翻轉(zhuǎn)后 ui再上升，電路狀態(tài)不變。（4）ui上升到最大值后下降時(shí)，若 ui下降到 UT，R1。S=1，RS 觸發(fā)器不翻轉(zhuǎn)，電路仍維持在第二種穩(wěn)態(tài)。（1）ui0時(shí)，R1，S0，uo為高電平，這是第一種穩(wěn)態(tài)。1&DuiuoRS(a) 電路(b) 工作波形uoui(V)UT+UTtt001.40.7G1G2G3（1）ui0時(shí)，R1，S0，uo為高電平，這是第一種穩(wěn)態(tài)。0011（2）ui上升到 UD=0.7V 時(shí)，R1，S1，RS

28、 觸發(fā)器不翻轉(zhuǎn)，uo仍為高電平，電路仍維持在第一種穩(wěn)態(tài)。（3）ui繼續(xù)上升到 UT+=UT=1.4V 時(shí)，R0，S1，RS 觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，uo為低電平，這是第二種穩(wěn)態(tài)。電路翻轉(zhuǎn)后 ui再上升，電路狀態(tài)不變。（4）ui上升到最大值后下降時(shí)，若 ui下降到 UT，R1。S=1，RS 觸發(fā)器不翻轉(zhuǎn)，電路仍維持在第二種穩(wěn)態(tài)。（5）ui繼續(xù)下降到 UT-=UT-UD=0.7V時(shí)，R1，S0，RS 觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，uo為高電平，電路返回到第一種穩(wěn)態(tài)。uoui(b) 邏輯符號(hào)(a) 傳輸特性u(píng)iuoUTUT+0下限閾值電壓上限閾值電壓回差電壓（滯后電壓）：UT UTUT前面介紹的施密特觸發(fā)器的回差電壓為：UTUT

29、UTUT(UTUD)UD 0.7V缺點(diǎn)是回差太小，且不能調(diào)整。(a) 40106 的引腳排列圖 14 13 12 11 10 9 840106 1 2 3 4 5 6 7VDD 4A 4Y 5A 5Y 6A 6Y 1A 1Y 2A 2Y 3A 3Y VSS 14 13 12 11 10 9 84093 1 2 3 4 5 6 7(b) 4093 的引腳排列圖VDD 3A 3B 3Y 4Y 4B 4A 1A 1B 1Y 2Y 2B 2A VSS(a) 7414 的引腳排列圖 14 13 12 11 10 9 87414 1 2 3 4 5 6 7VCC 4A 4Y 5A 5Y 6A 6Y 1A

30、1Y 2A 2Y 3A 3Y GND 14 13 12 11 10 9 874132 1 2 3 4 5 6 7(b) 74132 的引腳排列圖VCC 3A 3B 3Y 4A 4B 4Y 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND4.3.2 由由555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器Rui8 46 7 555 32 5 1uo1+VCCuiuott00(a) 電路(b) 工作波形+VCC1uouCOUT+UT2VCC/3VCC/3控制電壓調(diào)節(jié)回差（1）當(dāng) ui0 時(shí)，由于比較器 C1=1、C2=0，觸發(fā)器置 1，即 Q1、0Q，uo1uo1。ui升高時(shí)，在未到達(dá) 2VCC/3 以前，uo1uo1 的狀態(tài)不會(huì)改變。Rui8 4