電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能8.3脈沖產(chǎn)生電路（1）按照?qǐng)D8-3-1所示電路圖接好電路；8.3脈沖產(chǎn)生電路教學(xué)活動(dòng)1：實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入多諧振蕩器邏輯功能【實(shí)踐導(dǎo)入】：多諧振蕩器邏輯功能【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】圖8-3-1多諧振蕩器演示實(shí)驗(yàn)圖電阻R=20K?，電位器RP=100K?，C=0.06μF（2）檢查接線無誤后，接通電源；（3）用雙蹤示波器觀察振蕩波形ui和uo；（4）調(diào)節(jié)RP分別為50K?、80K?，觀察振蕩輸出信號(hào)的幅度、周期、脈沖寬度有何變化。電路的輸出在高低電平之間不停地翻轉(zhuǎn)，沒有穩(wěn)定的狀態(tài)，輸出信號(hào)為矩形脈沖。調(diào)節(jié)RP，振蕩輸出信號(hào)的周期發(fā)生變化。8.3脈沖產(chǎn)生電路教學(xué)活動(dòng)2：認(rèn)知多諧振蕩器的功能及基本應(yīng)用8.3.1多諧振蕩器1.產(chǎn)生矩形脈沖主要有兩種方法：一是利用多諧振蕩器直接產(chǎn)生所需的矩形脈沖；二是利用整形電路（如單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器），對(duì)非矩形脈沖進(jìn)行整形、變換，得到矩形脈沖。一、多諧振蕩器基本知識(shí)2.多諧振蕩器特點(diǎn)是一種自激振蕩電路。多諧振蕩器起振之后，電路沒有穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，輸出狀態(tài)在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間按照一定的周期不停地翻轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生連續(xù)的、周期性的矩形脈沖波形，常用作脈沖信號(hào)發(fā)生器。8.3脈沖產(chǎn)生電路教學(xué)活動(dòng)2：認(rèn)知多諧振蕩器的功能及基本應(yīng)用8.3.1多諧振蕩器二、集成門電路組成的多諧振蕩器1.電路組成圖中兩個(gè)非門接成RC耦合正反饋電路，使之產(chǎn)生振蕩。2.振蕩周期的估算

T≈1.4RC在實(shí)際應(yīng)用中，常通過調(diào)換電容C的容量來粗調(diào)振蕩周期，通過改變電阻R的值來細(xì)調(diào)振蕩周期，使電路的振蕩頻率達(dá)到要求。8.3脈沖產(chǎn)生電路教學(xué)活動(dòng)2：認(rèn)知多諧振蕩器的功能及基本應(yīng)用8.3.1多諧振蕩器二、集成門電路組成的多諧振蕩器3.環(huán)形多諧振蕩器電路結(jié)構(gòu)工作波形8.3脈沖產(chǎn)生電路教學(xué)活動(dòng)2：認(rèn)知多諧振蕩器的功能及基本應(yīng)用8.3.1多諧振蕩器三、石英晶體多諧振蕩器1.電路組成由門電路和RC元件等組成的多諧振蕩器，輸出信號(hào)的幅值穩(wěn)定性好，但振蕩頻率易受溫度、元件性能、電源波動(dòng)等因素的影響，只能使用在對(duì)振蕩頻率穩(wěn)定性要求不高的場(chǎng)合。在對(duì)頻率穩(wěn)定性要求較高的數(shù)字電路中，都要求采用脈沖頻率十分穩(wěn)定的石英晶體多諧振蕩器。當(dāng)信號(hào)頻率與石英晶體固有的諧振頻率fo相等時(shí)，它的阻抗為0，使該信號(hào)容易通過，形成正反饋，產(chǎn)生振蕩。而對(duì)其他頻率，石英晶體呈現(xiàn)高阻抗，正反饋的路徑被切斷，不能起振。因此，振蕩器輸出矩形脈沖信號(hào)的頻率f就等于石英晶體的諧振頻率fo，與電路其他元器件參數(shù)無關(guān)。2.工作原理石英晶體8.3脈沖產(chǎn)生電路教學(xué)活動(dòng)2：認(rèn)知多諧振蕩器的功能及基本應(yīng)用8.3.1多諧振蕩器四、多諧振蕩器的實(shí)踐應(yīng)用用多諧振蕩器制作的秒脈沖信號(hào)發(fā)生器電路1.電路組成2.工作原理石英晶體多諧振蕩器產(chǎn)生f=32768Hz的基準(zhǔn)信號(hào)，經(jīng)T＇觸發(fā)器（工作于計(jì)數(shù)狀態(tài)，即只要有CP條件，狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器）構(gòu)成15級(jí)分頻后，就可得到穩(wěn)定度很高的秒脈沖信號(hào)。8.3脈沖產(chǎn)生電路教學(xué)活動(dòng)3：認(rèn)知單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的功能及基本應(yīng)用8.3.2

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器特點(diǎn)（1）它有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)定狀態(tài)。若無外界觸發(fā)脈沖作用，電路將始終保持穩(wěn)定狀態(tài)。（2）在外界觸發(fā)脈沖作用下，能從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時(shí)間以后，再自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)。（3）暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間的長(zhǎng)短通常都是靠RC電路的充、放電過程來維持的，與觸發(fā)脈沖的寬度和幅度無關(guān)。8.3脈沖產(chǎn)生電路教學(xué)活動(dòng)3：認(rèn)知單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的功能及基本應(yīng)用8.3.2

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器二、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路及工作原理1.電路圖2.工作原理圖8-3-7所示是積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它由兩個(gè)與非門和一個(gè)RC積分電路組成。（1）電路的穩(wěn)態(tài)無論ui是高電平還是低電平，G2處于關(guān)閉狀態(tài)，輸出uO為高電平，這是電路的穩(wěn)態(tài)。（2）外加觸發(fā)信號(hào)，電路翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)態(tài)設(shè)穩(wěn)態(tài)時(shí)ui為低電平。當(dāng)輸入信號(hào)ui由低電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，由于電容兩端電壓uC不能突變，uC仍保持高電平，因此這時(shí)G2開通，則使uO從高電平跳變?yōu)榈碗娖剑坏莡O1由高變低后，已充電的電容器C就要通過R和門G1放電。隨電容C的放電過程進(jìn)行，uC將下降，維持G2開通的條件將被破壞，因此G2開通的狀態(tài)是暫時(shí)的，是暫穩(wěn)態(tài)。（3）自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)當(dāng)uC下降到關(guān)門電平時(shí)，G2由開通返回到關(guān)閉狀態(tài)，uO由低電平返回到高電平。圖8-3-7積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器8.3脈沖產(chǎn)生電路教學(xué)活動(dòng)3：認(rèn)知單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的功能及基本應(yīng)用8.3.2

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器三、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的實(shí)踐應(yīng)用（1）定時(shí)由于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能產(chǎn)生一定寬度tW的矩形脈沖，利用這個(gè)脈沖可控制繼電器、門電路等在tW時(shí)間內(nèi)動(dòng)作或不動(dòng)作，即單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以構(gòu)成定時(shí)電路，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、定時(shí)開關(guān)等功能。（2）整形將不規(guī)則的脈沖信號(hào)直接加至單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的觸發(fā)輸入端，在其輸出端就可以得到一組定寬、定幅的規(guī)則矩形脈沖信號(hào)，如圖8-3-9所示。（3）延時(shí)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在輸入信號(hào)ui觸發(fā)下，輸出端產(chǎn)生一個(gè)比ui延遲tW的脈沖波uo，這個(gè)延時(shí)作用可被適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間配合上。圖8-3-9單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的整形作用8.3脈沖產(chǎn)生電路教學(xué)活動(dòng)4：認(rèn)知施密特觸發(fā)器的功能及基本應(yīng)用8.3.3

施密特觸發(fā)器一、施密特觸發(fā)器特點(diǎn)施密特觸發(fā)器是一種靠輸入觸發(fā)信號(hào)維持的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。電路的主要特點(diǎn)有：電路具有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)，當(dāng)輸入信號(hào)電壓升高至上限觸發(fā)電壓UT+時(shí)，電路翻轉(zhuǎn)到第二穩(wěn)態(tài)；當(dāng)輸入觸發(fā)信號(hào)降低至下限觸發(fā)電壓UT－時(shí)，電路就由第二穩(wěn)態(tài)返回到第一穩(wěn)態(tài)。二、施密特觸發(fā)器的主要參數(shù)與工作波形施密特觸發(fā)器有同相輸出和反相輸出兩種類型。其邏輯符號(hào)及電壓傳輸特性（回差特性）如圖8-3-10和圖8-3-11所示。（a）邏輯符號(hào)

（b）回差特性

圖8-3-10反相輸出施密特觸發(fā)器

（a）邏輯符號(hào)

（b）回差特性

圖8-3-11同相輸出施密特觸發(fā)器

8.3脈沖產(chǎn)生電路教學(xué)活動(dòng)4：認(rèn)知施密特觸發(fā)器的功能及基本應(yīng)用8.3.3

施密特觸發(fā)器二、施密特觸發(fā)器的主要參數(shù)與工作波形1.主要參數(shù)（1）上限觸發(fā)電壓(正向閾值電壓)UT+

ui上升過程中，輸出電壓uo產(chǎn)生跳變所對(duì)應(yīng)的輸入電壓值。（2）下限觸發(fā)電壓(負(fù)向閾值電壓)UT－ui下降過程中，輸出電壓uo產(chǎn)生跳變所對(duì)應(yīng)的輸入電壓值。（3）回差電壓?UT=UT+－UT－回差電壓越大，施密特觸發(fā)器的抗干擾性能越強(qiáng)。施密特觸發(fā)器的這種特性稱為滯回特性。8.3脈沖產(chǎn)生電路教學(xué)活動(dòng)4：認(rèn)知施密特觸發(fā)器的功能及基本應(yīng)用8.3.3

施密特觸發(fā)器二、施密特觸發(fā)器的主要參數(shù)與工作波形2.工作波形圖8-3-12施密特觸發(fā)器的工作波形反相輸出同相輸出8.3脈沖產(chǎn)生電路教學(xué)活動(dòng)4：認(rèn)知施密特觸發(fā)器的功能及基本應(yīng)用8.3.3

施密特觸發(fā)器二、施密特觸發(fā)器的實(shí)踐應(yīng)用1.波形的變換施密特觸發(fā)器廣泛用于將正弦波、三角波及變化緩慢的非矩形波等變換成矩形波。圖8-3-13所示是將輸入的正弦波和三角波轉(zhuǎn)換為矩形波，其輸出脈寬tW可由回差電壓ΔUT=UT＋-UT－調(diào)節(jié)。圖8-3-13用施密特觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)波形變換8.3脈沖產(chǎn)生電路教學(xué)活動(dòng)4：認(rèn)知施密特觸發(fā)器的功能及基本應(yīng)用8.3.3

施密特觸發(fā)器二、施密特觸發(fā)器的實(shí)踐應(yīng)用2.脈沖波形的整形利用施密特觸發(fā)器可以有效地將波形整形或去除干擾信號(hào)（要求回差ΔUT大于干擾信號(hào)的幅度），如圖8-3-14所示。3.幅度鑒別對(duì)一串幅度不相等的脈沖信號(hào)，要剔除其中幅度不夠大的脈沖，可用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的脈沖幅度鑒別器來實(shí)現(xiàn)，如圖8-3-15所示，可以鑒別幅度大于UT＋的脈沖信號(hào)。波形整形幅度鑒別8.3脈沖產(chǎn)生電路教學(xué)活動(dòng)4：認(rèn)知施密特觸發(fā)器的功能及基本應(yīng)用8.3.3

施密特觸發(fā)器二、施密特觸發(fā)器的實(shí)踐應(yīng)用4.構(gòu)成多諧振蕩器電路圖（1）電路：利用施密特觸發(fā)器外接RC電路就可以構(gòu)成多諧振蕩器。電路如圖8-3-16（a）所示。（2）工作過程：接通電