数字电路答案第八章

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1、第八章脉冲产生与整形在时序电路中，常常需要用到不同幅度、宽度以及具有陡峭边沿的脉冲信号。事实上，数字系统几乎离不开脉冲信号。获取这些脉冲信号的方法通常有两种：直接产生或者利用已有信号变换得到。本章主要讨论常用的脉冲产生和整形电路的结构、工作原理、性能分析等，常见的脉冲电路有：单稳态触发器、施密特触发器和多谐振荡器。第一节基本知识、重点与难点一、基本知识（一）常用脉冲产生和整形电路1.施密特触发器（1）电路特点施密特触发器是常用的脉冲变换和脉冲整形电路。电路主要有两个特点：一是施密特触发器是电平型触发电路；二是施密特触发器电压传输特性具有回差特性，或称滞回

2、特性。输入信号在低电平上升过程中，电路输出状态发生转换时对应的输入电平称为正向阈值电压S+，输入信号在高电平下降过程中，电路状态转换对应的输入电平称为负向阈值电压S-，S+与内-的差值称为回差电压a（/to（2）电路构成及参数施密特触发器有多种构成方式，如：门电路构成、集成施密特触发器、555定时器构成。主要电路参数：正向阈值电压S+、负向阈值电压S-和冋差电压AS。（3）电路应用施密特触发器主要应用范围：波形变换、波形整形和幅度鉴别等。2.单稳态触发器（1）电路特点单稳态触发器特点如下：①单稳态触发器有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；②在外加触发信号的

3、作用下，触发器可以从稳态翻转到暂稳态，暂稳态维持一段时间，自动返回原稳态；③暂稳态维持时间的长短取决于电路参数和C。（2）电路构成及参数单稳态触发器有多种构成方式，如：门电路构成的积分型单稳态触发器、门电路构成的微分型单稳态触发器、集成单稳态触发器、555定时器构成的单稳态触发器等。主要电路参数：暂稳态的维持时间心、恢复时间加、分辨时间切输出脉冲幅度14“（3）电路应用单稳态触发器主要应用范围：定时、延时、脉冲波形整形等。1.多谐振荡器多谐振荡器是一种白激振荡器，接通电源后，就可以自动产生矩形脉冲，是数字系统屮产生脉冲信号的主要电路。(1)电路特点多谐振

4、荡器特点如下：电路没有稳态，只有两个暂稳态；多谐振荡器不需要外加触发信号,电路会自动产生矩形脉冲。(2)电路构成及参数多谐振荡器有多种构成方式，如：门电路构成的对称式多谐振荡器、门电路构成的带RC延迟电路的环形振荡器、晶体振荡器、555定时器构成的多谐振荡器等。多谐振荡器的主要参数有：振荡频率、占空比、输出幅度。(二)555集成定吋器555集成定时器是一种多用途的数模混合电路。利用555集成定时器可以非常方便地构成各种脉冲产生和整形电路，使用灵活、方便，应用范圉广。(1)电路结构及其工作原理555集成定时器由电阻分压器、比较器、基本RS触发器、驱动器和放

5、电管等部分组成。555集成定吋器根据输入信号电压幅值的不同，将产生不同的电压输出、放电管不同的工作状态。555集成定时器的引脚名称和功能如表8.1所示。表&1555集成定时器引脚名称及功能引脚名称功能引脚名称功能TR低电平触发OUT输出端TH高电平触发D放电端R复位端CO控制电压端555集成定吋器的功能如表8.2所示。表&2555集成定时器功能表77/(6)TR(2)R(4)067(3)放电管D⑺XXLL导通L>2tW3XHL导通L<2CW3>Sm/3H不变不变不变<2Udd/3<〃dd/3HH截止H(2)应用电路555集成定时器可以方便地构成施密特触发

6、器、单稳态触发器、多谐振荡器等脉冲产生和整形电路。典型电路如图8.1所示。“DD(a)施密特触发器(b)单稳态触发器(c)多谐振荡器图&1二、重点与难点重点：1.脉冲产生与整形电路的工作原理施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器典型电路的工作原理、波形分析、电路参数与性能的定性分析。2.555定时器555定时器的基本结构、引脚功能、典型应用。3.脉冲电路的分析方法无论脉冲电路的具体结构如何，凡是含有RC元件的脉冲电路，分析的关键都是电容的充放电过程，分析的关键点在于电容充放电过程小电压变化对门电路的输入端的影响。难点：脉冲电路的分析方法是本章的难点。脉冲

7、电路的分析采用的是非线性电路中过渡过程的分析方法，另外，在分析过程中还要考虑门电路在不同输入信号情况下，对输出信号状态的影响。三、考核题型与考核重点1.概念与简答题型1为填空、判断和选择；题型2为叙述基本概念与特点。建议分配的分数为2〜4分。2.综合与设计题型1根据已知脉冲电路，分析其工作原理，画出电路中各关键点的信号波形以及输出波形的参数计算等；题型2根据需要选择合理的脉冲电路；题型3分析在应用系统中脉冲电路的作用。建议分配的分数为5〜10分。第二节典型题解G3(a)例题&1分析例题&1图（a）所示脉冲电路的工作原理，设门电路均为TTL电路，其阈值电压

8、为S屮设二极管的导通电压为心。说明电路的功能，画111电路的电压传输特性。Uol