模块九四人抢答器的组装与调试任务情境二十三认识脉冲信.ppt

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1、模块九四人抢答器的组装与调试任务情境二十三认识脉冲信号的产生与变换电路授课教师：许静滁州市旅游商贸学校任务设计：用示波器观察常见的几种脉冲波形，并描绘出来。问题：1、什么是脉冲信号？2、表征脉冲信号的参数有哪些？3、这些信号是由什么样的器件产生的？本节要点【二】单稳态触发器【三】施密特触发器【一】概述【四】多谐振荡器【一】概述脉冲信号是指持续时间极短的电压或电流信号。通常，把非正弦波称之为脉冲波。按脉冲波形的形式分成矩形波、锯齿波等。矩形脉冲波常作为时钟信号。波形的好坏直接关系到电路能否正常工作。矩形波的参数trtf0.1Vm0.5V

2、m0.9VmTWVmT知识链接：trtf0.1Vm0.5Vm0.9VmTWVmT脉冲幅度Vm:脉冲波形的电压最大变化幅度。脉冲上升时间tr:从0.1Vm上升到0.9Vm所需时间。下降时间tf:脉冲波形的下降沿从0.9Vm下降到0.1Vm所需时间。脉冲宽度Tw:从上升沿上升到0.5Vm起到下降沿下降到0.5Vm之间的时间。脉冲周期T:周期性重复的脉冲序列中，相邻两个脉冲间的时间间隔。占空比:q=tw/T,即脉冲宽度tw与脉冲周期T之比trtf0.1Vm0.5Vm0.9VmTWVmT以下主要讨论几种常用脉冲波形的产生与变换电路：1.单稳态触

3、发器：主要用以将脉冲宽度不符合要求的脉冲变换成脉冲宽度符合要求的矩形脉冲；2.施密特触发器：主要用以将非矩形脉冲变换成上升沿和下降沿都很陡峭的矩形脉冲；3.多谐振荡器：产生矩形脉冲；【二】单稳态触发器单稳态触发器的特点:(1)仅有一个稳态,另一个暂稳态(2)在外加触发脉冲的作用下,电路才能从稳态翻转到暂稳态，而暂稳态不能长久保持,保持一段时间后又自动返回原来的稳态(3)暂稳态保持的时间取决于电路本身的参数,而与外加触发信号无关一、用门电路构成的单稳态触发器图示为CMOS门电路构成的单稳态触发器，因其阻容元件R、C构成了微分电路，故称为微

4、分型单稳态触发器。微分型单稳态触发器图1VIVRC11VoG1G2Vo1≥1R1RC≥VI1uiCuA≥1uo2RG1G2uo1VDD≥1微分型单稳态触发器图2当没有触发信号时，ui为低电平。因为门G2的输入端经电阻R接至VDD，VA为高电平，因此uo2为低电平；门G1的两个输入均为0，其输出uo1为高电平，电容C两端的电压接近为0。这是电路的稳态，在触发信号到来之前，电路一直处于这个状态：uo1＝1，uo2＝0。1.工作原理0011uiCuA≥1(a)电路(b)波形uo2RG1G2uo1VDDuiuo1uAuo2ttttVDDVDD0

5、000tP≥1（1）没有触发信号时电路工作在稳态01001uiCuA≥1uo2RG1G2uo1VDDuiuo1uAuo2ttttVDDVDD0000tP≥1110这个高电平反馈到门G1的输入端，此时即使ui的触发信号撤除，仍能维持门G1的低电平输出。但是电路的这种状态是不能长久保持的，所以称为暂稳态。暂稳态时，uo1＝0，uo2＝1。（2）外加触发信号使电路由稳态翻转到暂稳态当正触发脉冲ui到来时，门G1输出uo1由1变为0。由于电容电压不能跃变，uA也随之跳变到低电平，使门G2的输出uO2变为1。uiCuA≥1uo2RG1G2uo1V

6、DDuiuo1uAuo2ttttVDDVDD0000tP≥101由于这时G1输入触发信号已经过去，G1的输出状态只由uo2决定，所以G1又返回到稳定的高电平输出。uA随之向正方向跳变，加速了G2的输出向低电平变化。最后使电路退出暂稳态而进入稳态，此时uo1＝1，uo2＝0。（3）电容充电使电路由暂稳态自动返回到稳态从暂稳态自动返回稳态之后，电容C放电，使电容上的电压恢复到稳态时的初始值。在暂稳态期间，VDD经R和G1的导通工作管对C充电，随着充电的进行，C上的电荷逐渐增多，使uA升高。当uA上升到阈值电压时，G2的输出uo2由1变为0。

7、1uiCuA≥1uo2RG1G2uo1VDDuiuo1uAuo2ttttVDDVDD0000tP≥12.主要参数输出脉冲宽度tw，就是暂稳态的维持时间。可以计算出：tw≈0.7RC暂稳态结束后，电路需要一段时间恢复到初始状态。一般，恢复时间tre=（3-5）RONCRON为G2输出低电平时的输出电阻（1）输出脉冲宽度tw（2）恢复时间tre（3）分辨时间td为了使单稳态触发器能够正常工作，触发信号的最小时间间隔,应当满足td=tw+tre。在使用微分型单稳态触发器时，输入触发脉冲的宽度应小于输出脉冲的宽度，否则电路不能正常工作。3.对输

8、入触发脉冲宽度的要求uiuo1uAuo2ttttVDDVDD0000tP施密特触发器的特点：(1)电平触发,将边沿缓慢变化的信号变换成边沿陡峭的矩形波(2)对于正向和负向变化的输入信号，电路的触发转换电平不