脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)換(已修改)
2025-05-12 03:47 本頁(yè)面
【正文】 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 一、微分電路和積分電路 RC電路在脈沖 信號(hào)產(chǎn)生與轉(zhuǎn)換電路中有著廣泛的應(yīng)用。 (一 ) 微分電路 微分電路是一種能夠?qū)⑤斎氲木匦蚊}沖變換為正負(fù)尖脈沖的波形變換電路。微分電路的形式就是一個(gè) RC串聯(lián)電路，且要求電路的充放電時(shí)間常數(shù) τ =RC 遠(yuǎn)小于輸入矩形正脈沖的寬度 tw。 第一節(jié) 預(yù)備知識(shí) 微分電路 a)電阻下拉式 b)電阻上拉式 c)時(shí)序圖 +V + 充電 放電 + VDD +V 充電 +V 當(dāng)電路的時(shí)間常數(shù) τ =RC tw時(shí)，即使電路的形式完全一樣，但這樣的 RC電路是耦合電路，而不是微分電路，其輸出電壓 uo 與輸入電壓 uI 的波形近似相同 。 耦合電路的時(shí)序圖 (二 ) 積分電路 積分電路也是一種常用的波形變換電路，它可以將矩形脈沖變換成近似三角波。其電路也是一個(gè) RC串聯(lián)電路，但從電容上取出輸出電壓，且要求電路的時(shí)間常數(shù) τ =RC遠(yuǎn)大于輸入矩形正脈沖的寬度 tw。 積分電路 a)電路圖 b)波形圖 三、閾值電壓 集成門電路的輸出狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí)，所對(duì)應(yīng)的臨界輸入信號(hào)電壓，用 VTH 表示。 通常將轉(zhuǎn)折區(qū)中點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的輸入電壓稱為閾值電壓。一般 TTL門電路取 ，CMOS門電路取 1/2電源電壓作為閾值電壓。 反相器的電壓傳輸特性 三、利用反相器對(duì)微積分脈沖進(jìn)行整形處理 前述的微分電路和積分電路雖然可對(duì)波形進(jìn)行變換，但其輸出波形并不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘脈沖，為了得到標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)，可利用反相器對(duì)其進(jìn)行整形處理。 反相器對(duì)脈沖波形的整形和處理 a）下拉式微分電路 b）上拉式微分電路 c）積分電路 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器特點(diǎn)是： （ 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)。 第二節(jié) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 一、微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 a)電路圖 b)時(shí)序波形圖 ㈠ 工作原理 1. 電路的穩(wěn)態(tài) 當(dāng) uI為高電平且 R Roff(關(guān)門電阻 )時(shí) ，G2門關(guān)閉， u02為高電平， G1門由于輸入全為 1而打開(kāi)，u01為低電平。此時(shí)，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)。 1 1 0 0 2. 加負(fù)觸發(fā)脈沖電路翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)態(tài) 當(dāng) t=t1時(shí)， uI產(chǎn)生負(fù)跳變，使u01由低電平跳變?yōu)楦唠娖剑? 由于電容兩端電壓 uC不能突變，因而使 uR產(chǎn)生同樣的正跳變， G2的輸出 u02從高電平變?yōu)榈碗娖剑@是一個(gè)強(qiáng)列正反饋過(guò)程： 1 1 0 0 ? 0 ? 1 ? 0 ? 1 正反饋過(guò)程： uI ↓→u01↑→uR ↑→u02↓ ┗ ━ ━ ━ ━┛ 結(jié)果使得電路迅速進(jìn)入 G1門關(guān)閉、 G2門打開(kāi)的暫穩(wěn)狀態(tài) 。 暫穩(wěn)狀態(tài) 3. 電路自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài) 電路在暫穩(wěn)態(tài)期間， u01為高電平，經(jīng) R到地不斷對(duì)電容充電，使 uC 按指數(shù)規(guī)律上升， uR按指數(shù)規(guī)律下降，當(dāng) uR下降到 G2門的閾值電壓時(shí)，電路將產(chǎn)生下列的正反饋過(guò)程： 1 0 1 1 ? 0 ? 0 ? 1 正反饋過(guò)程： C充電 →uC ↑→uR ↓→u02↑→u01↓ ┗━━━━━┛ 結(jié)果使得電路
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