数字电路基础第七课：脉冲波形的产生和整形 (数字电路基础第六版)

本文目录§6.1概述§6.2单脉冲的产生§6.3连续矩形脉冲波的产生§6.4单稳态触发器§6.定时器的原理和应用以下内容为正文§6.1概述数字电路区别于模拟电路的主要特点之一是：它的工作信号是离散时间的脉冲信号。最常用的脉冲信号是方波(矩形波)。如何产生方波以及对不理想的方波如何整形，是本章讨论的重点。§6.2单脉冲的产生

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按钮按放一次，便产生一个单脉冲。但是，由于按钮S机械动作经常伴有抖动现象，使得输出的方波很不理想，毛刺很大。这样的方波用到数字*中很容易引起误动作。因此，这个电路没有实用价值。工作原理：

§6.3连续矩形脉冲波的产生矩形波发生器又称多谐振荡器。它可以由分立元件构成，也可以由集成电路构成，本节只讨论由集成电路构成矩形波发生器。6.3.1环形振荡器利用逻辑门电路的传输延迟时间，将奇数个与非门首尾相接，就可以构成一个简单的环形振荡器:

工作原理：

改进方法：在原电路的基础上添加RC延时电路，便可以克服上图的不足。

工作原理

6.3.2RC耦合式振荡器

该电路有两个缺点:1.不容易起振;2.电路振荡频率的稳定性较差,容易受温度、元件性能、电源波动等因素的影响。为便于起振，将两个电阻改接成如图(b)示。只要适当选择它们的大小，使两个与非门的静态工作点均处于转移特性的中点，起振便比较容易。

为获得稳定的振荡频率,可在振荡电路中串接石英晶体，组成石英晶体振荡器，如图(c)所示。

石英晶体的化学成分是SiO2,晶格结构为各向异性，是一种具有压电效应的晶体。由石英晶体的阻抗与频率特性曲线可见石英晶体的选频特性很好。压电效应:在晶体切片的两个对应面上加上交变电压时,晶体会出现机械变形振动并产生交变电场,这种现象就是压电效应。当外加电压的频率与晶体的固有频率相同时,其机械变形的幅度和交变电场幅度就都达最大,发生压电谐振。晶体的固有频率：取决於晶体的几何尺寸。石英晶体振荡器常用作数字*的基准信号。

其振荡频率主要取决于石英晶体的固有频率§6.4单稳态触发器单稳态触发器简称“单稳”。单稳的突出特点是：输出端只有一个稳定状态，另一个状态则是暂稳态。加入触发信号后,它可以由稳定状态转入暂稳态，但是，经过一定时间以后，它又会自动返回原来的稳定状态。

6.4.1积分型单稳态触发器的工作原理

6.4.2集成单稳组件介绍集成化的单稳组件的类型很多，下面以LS作为介绍对象。LS管脚图如下：

LS包括两个*的单稳，各管脚以字头1、2相区别。单稳输出脉冲的宽度，主要由外接的定时电阻(RT)和定时电容(CT)决定。单稳的翻转时刻决定于A、B、CLR三个输入相与的结果，具体参见它的功能表。

LS输出脉冲的宽度有三种控制方法:

3.通过在A端或B端加再触发脉冲，可使输出脉冲的宽度加宽:

由于这种单稳可以通过加再触发脉冲增大输出脉冲的宽度，所以，它被称为可再触发式单稳。6.4.3单稳态触发器的应用单稳的应用多种多样，如：整形、延时控制、定时顺序控制等等。例如“延时控制”:

用波形图表示如下:

§6.定时器的原理和应用定时器的特点：是将模拟电路和数字电路集成于一体的电子器件。它使用方便，带负载能力较强，目前得到了非常广泛的应用。6.5.定时器的工作原理首先介绍定时器的内部电路结构。定时器的内部电路包括以下几部分：（1）一个由三个相等电阻组成的分压器;（2）两个电压比较器:A1、A2;（3）一个RS触发器;（4）一个反相器和一个晶体管T。

6.5.定时器的应用例1：多谐振荡器

例2：双稳态触发器:微电机起动停车控制电路。

例2：双稳态触发器:微电机起动停车控制电路改进。

例3：单稳态触发器:洗相曝光定时器。

例4：多谐振荡器:简易电子琴电路前面例1已说明了如何用定时器构成多谐振荡器:

简易电子琴就是通过改变R2的阻值来改变输出方波的周期,使外接的喇叭发出不同的音调。

未完，待续....