脉冲电路.ppt

1、1,ZDMC Lec. #19,脉冲电路,May 18, 2017,刘鹏浙江大学信息与电子工程学院,2,ZDMC Lec. #19,概述施密特触发器单稳态触发器 -微分型 -积分型,3,ZDMC Lec. #19,概述,参数脉冲周期T脉冲幅度Vm脉冲宽度Tw上升时间tr下降时间tf占空比qq= Tw/T获取矩形波形多谐振荡器电路整形电路变换已有的周期性波形,描述矩形脉冲特性的主要参数,4,ZDMC Lec. #19,一阶线性电路的暂态分析,1.什么叫一阶电路？,一个独立的储能元件的电路。即经串、并联可化简为RC （或RL）电路。,例：,一价电路,高价电路,5,ZDMC Lec. #19,2.

2、一阶电路的分析,前提？,阶跃信号,（1）三要素,电容不再充放电，ic=0.此时，电容可视为开路。电感电流不再变化，vL=0.此时，电感可视为短路。,6,ZDMC Lec. #19,施密特触发器,特点输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时对应的输入电平，与输入信号从高电平下降过程中对应的输入转换电平不同。在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。将边沿变换缓慢的信号波形整形为边沿陡峭的矩形波，将叠加在矩形脉冲高、低电平上的噪声有效地清除。,7,ZDMC Lec. #19,施密特触发器,一.CMOS非门构成,1 用门电路组成施密特触发器,1 . 电路组成,2 .

3、 符号,3 . 原理,条件：,假设：CMOS为理想器件，即,(1),与vi、vo均有关,当,电路输出低电平,当,电路输出高电平,正向阈值电压,负向阈值电压,8,ZDMC Lec. #19,当vIVT-时，VO=0（OA段、DE段）,（2）当VT- vI VT+时，VO= VDD（BC段）,当vI从0变大时，,vi略大于VT+时，有一正反馈过程,当VI 从VDD变小时，,vi略小于VT-时，有一正反馈过程,9,ZDMC Lec. #19,4.电压传输特性 vo=f(vI),特点：滞后特性,同相施密特,反相施密特,10,ZDMC Lec. #19,施密特触发器的应用,一 波形变换（整形）,与电压比

4、较器区别？,抗干扰能力强,用反向比较器,用反向施密特触发器,抗干扰能力与滞后电压大小有关。,例1：,11,ZDMC Lec. #19,二、用于脉冲鉴幅,功能：筛选出幅度大于某一阀值的脉冲。,12,ZDMC Lec. #19,单稳态触发器特点,触发器有两个稳定的状态，即0和1，所以触发器也被称为双稳态电路。与双稳态电路不同，单稳态触发器只有一个稳定的状态。这个稳定状态要么是0，要么是1。单稳态触发器的工作特点是：在没有受到外界触发脉冲作用的情况下，单稳态触发器保持在稳态；受到外界触发脉冲作用的情况下，单稳态触发器翻转，进入“暂稳态”。假设稳态为0，则暂稳态为1。经过一段时间，单稳态触发器从暂稳态

5、返回稳态。单稳态触发器在暂稳态停留的时间仅仅取决于电路本身的参数。积分电路是一种求和平均电路(积分 = 求和)，而微分电路是一种提取信号变化部份的电路，信号变化越快，输出越大(微分 = 求变)。,13,ZDMC Lec. #19,积分电路与微分电路,对于有RC构成的积分电路来说，输出取自电容，输出电压是与电容上的电压成正比的。从电容特性知道，电容上的电压正比于它上面的电荷，而电容上的电荷是流过电容电流在时间上的积分(记住电流的概念是单位时间流过的电荷)，所以输出电压正比于对电容电流的积分，故称积分电路。微分电路的输出是在电阻上取出的(关键的区别!)，根据欧姆定律，电阻上的电压正比于流过电阻的电

6、流，而流过电阻的电流也就是流过电容的电流。从上面讨论知道，流过电容的电流正比于电容上电压的微分，所以，输出电压正比于电容电压的微分，故称微分电路。,14,ZDMC Lec. #19,微分电路,微分电路： 电路结构如图W-1，微分电路可把矩形波转换为尖脉冲波，此电路的输出波形只反映输入波形的突变部分，即只有输入波形发生突变的瞬间才有输出。而对恒定部分则没有输出。输出的尖脉冲波形的宽度与R*C有关（即电路的时间常数），R*C越小，尖脉冲波形越尖，反之则宽。此电路的R*C必须远远少于输入波形的宽度，否则就失去了波形变换的作用，变为一般的RC耦合电路了，一般R*C少于或等于输入波形宽度的1/10就可以

7、了。,15,ZDMC Lec. #19,积分电路,电路结构如图J-1，积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波或三角波，还可将锯齿波转换为抛物波。电路原理很简单，都是基于电容的充放电原理，这里就不详细说了，这里要提的是电路的时间常数R*C，构成积分电路的条件是电路的时间常数必须要大于或等于10倍于输入波形的宽度。,16,ZDMC Lec. #19,单稳态触发器,概念,外力,稳定,不稳定,1.电路有稳态和暂稳态两个状态。,2.在触发脉冲（外力）作用下，电路可进入暂稳态，并在暂稳态持续一段时间后，自动返回稳态。,3. 暂稳态持续一时间与电路参数有关，与触发脉冲的宽度和幅度无关。,示意框图,注意：触发脉冲

8、也可负脉冲；电路也可以输出负脉冲。,17,ZDMC Lec. #19,用门电路组成的单稳态触发器,一、微分型单稳态触发器,1.电路组成（CMOS门和RC微分电路）,一般：R1k,分析时可怱略ROH、ROL的影响,对于CMOS门，可作以下近似：,输入微分作用：使触发信号对暂稳持续时间不影响,2.原理：,（1）求稳态： 电路不再充放电，电路可视为开路。,为下一阶段服务,18,ZDMC Lec. #19,O,(2)准稳态：加入触发脉冲,准稳态等效电路,充电,VTH,启动正反馈过程，电路进入准稳态,当 VI2上升至略VTH时，启动正反馈过程，准稳态结束,19,ZDMC Lec. #19,准稳态等效电路,求准稳态持续时间tw ？,tw,20,ZDMC Lec. #19,恢复期等效电路,（3）恢复期,放电,求恢复期Tre，电路达到稳态的时间,1.5VDD,理论上，达到稳态需时间；一般认为，（35）时间基本上达到稳态,趋向VDD,21,ZDMC Lec. #19,二、积分型单稳态触发器,1.电路组成（TTL门和RC积分电路）,原理：,VTH,计算tw ？,等效电路,在tw期间，VA为高电平,