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课程名称
数字电子技术
授课学时安排
2学时
授课题目，内容（章、节）
第六章 脉冲的产生与整形电路
第一节 概述 第二节 施密特触发器
教学目的，要求
掌握施密特触发器的工作原理特点、电压传输特性、回差的概念、应用。
掌握单稳态触发器的常用电路形式、工作特点，集成单稳态触发器的参数计算、应用。
教学重点与难点
三种电路的特点、重要参数、应用。
教学方式，方法与手段
教学方式：教学难点的解决方法；学生提问,互相讨论,老师总结
教学方法：启示法
教学手段：课堂讲授法
使用教具
课堂教学
教学参考资料
《数字电子技术基础》张克农主编 高等教育出版社
课后作业
P171 6.1、6.2、
备注

第六章 脉冲的产生与整形
6.1 概述
1. 脉冲信号: 脉冲信号是指一种持续时间极短的电压或电流波形，如图所示。
图（a）是方波，图（b）是矩形波，图（c）是尖顶脉冲，
图（d）是锯齿波，图（e）是钟形脉冲。它们都可以通称为“脉冲信号”。
脉冲波形的不同形状

2. 在数字电路中，要控制和协调整个系统的工作，常常需要时钟脉冲（CP）信号，获得这种矩形脉冲的方法：一是利用多谐振荡器直接产生，二是通过整形电路变换得到。多谐振荡器可通过门电路、石英晶体或集成555定时器三种方式构成。整形电路可分为施密特触发器或单稳态触发器，它们可以使脉冲的边沿变得陡峭，形成满足要求的矩形脉冲，脉冲波形的特性主要用图中所示的参数来描述。
描述矩形脉冲的主要参数

6.2 施密特触发器
一、 工作原理
1． 特点：⑴ 施密特触发器有两个稳定状态，其维持和转换完全取决于输入电压的大小。⑵ 电压传输特性特殊，有两个不同的阈值电压（正向阈值电压 和负向阈值电压 ）。⑶ 状态翻转时有正反馈过程，从而输出边沿陡峭的矩形脉冲。
2．电压传输特性

3．回差 4．逻辑符号

左图中输入与输出为反相关系，又称作施密特触发器与非门
右图中输入与输出为同相关系，又称作施密特触发器与门
5．工作波形: 为施密特触发器与非门的波形

二、 施密特触发器的应用
1．用于波形变换
三角波、正弦波及其它不规则信号→矩形脉冲。
如图所示为用施密特触发器将正弦波变换成同周期的矩形脉冲。

2．用于脉冲整形
当传输的信号受到干扰而发生畸变时，可利用施密特触发器的回差特性，将受到干扰的信号整形成较好的矩形脉冲，如下图所示。

3．用于脉冲幅度鉴别
如输入信号为一组幅度不等的脉冲，可将输入幅度大于 的脉冲信号选出来，而幅度小于 的脉冲信号则去掉了。
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授课学时安排
2学时
授课题目，内容（章、节）
第六章 脉冲的产生与整形电路
第三节 单稳态触发器
教学目的，要求
掌握单稳态触发器的常用电路形式、工作特点，集成单稳态触发器的参数计算、应用。
教学重点与难点
单稳态触发器的常用电路形式、工作特点
教学方式，方法与手段
教学方式：教学难点的解决方法；学生提问,互相讨论,老师总结
教学方法：启示法
教学手段：课堂讲授法
使用教具

教学参考资料
《数字电子技术基础》张克农主编 高等教育出版社
课后作业
P171 6.5
备注

6.3 单稳态触发器
单稳态触发器有两个状态：一个是稳定状态，另一个是暂稳状态。当无触发脉冲输入时，单稳态触发器处于稳定状态；当有触发脉冲时，单稳态触发器将从稳定状态变为暂稳定状态，暂稳状态在保持一定时间后，能够自动返回到稳定状态。
微分型单稳态触发器
(b)
一．微分型单稳态触发器

电源接通后，在没有外来触发脉冲时（uI为高电平）电路处于稳定状态：uO1= UOL，uO=UOH。为此，必须保证Rd>RON（开门电阻），R<ROFF(关门电阻)。根据稳态时的部分电路图所示的等效电路， 非门G2的输入
稳态时的部分电路
为了讨论方便，假定uI2 = UOL， 则此时电容C上没有电压。

二、集成单稳态触发器
集成单稳态触发器分为可重触发型和不可重复触发型两种。不可重触发单稳态触发器，是指在暂稳定时间tw之内，若有新的触发脉冲输入，电路不会产生任何反应，如图（b）所示。可重触发单稳态触发器，是指在暂稳定时间tw之内，若有新的触发脉冲输入，可被新的触发脉冲重新触发，如图（c）所示。

图(a)触发信号ui；(b)不可重触发输出波形；(c)可重触发输出波形
ui
(a)
(b)
(c)

1.CMOS集成单稳态触发器
CC4528B的引脚图如图所示。
图(b) CC4528B引脚图
CC4528B

2.TTL集成单稳态触发器
常用的TTL集成单稳态触发器，有不可重触发单稳态触发器54LS121/74LS121，54LS221/74LS221，可重触发单稳态触发器54LS123/74LS123，54LS122/74LS122等。54LS121/74LS121的逻辑符号如图所示。
(b) 逻辑符号

三、单稳态触发器应用举例
应用:脉冲整形。
脉冲信号经过长距离传输后，其边沿会变差或叠加了某些干扰，这时可利用单稳态触发器进行整形。将这些受到干扰的脉冲信号ui加到单稳态触发器的输入端，输出端便可得到符合要求的矩形脉冲u0。如图所示。
图 (a)(b) 脉冲整形电路
74HC121

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2学时
授课题目，内容（章、节）
第六章 脉冲的产生与整形电路
第四节 多谐振荡器 第五节 555定时器
教学目的，要求
掌握多谐振荡器的常用电路形式、工作原理、参数计算。
了解石英晶体振荡器的特点。
掌握555定时器的结构框图和工作原理。
掌握555定时器的应用电路及其工作原理。
教学重点与难点
555定时器的结构框图、工作原理和应用电路。
教学方式，方法与手段
教学方式：教学难点的解决方法；学生提问,互相讨论,老师总结
教学方法：启示法
教学手段：课堂讲授法
使用教具
课堂教学
教学参考资料
《数字电子技术基础》张克农主编 高等教育出版社
课后作业
P171 6.7、6.8、
备注

6.4 多谐振荡器
多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源后，不需要外加触发信号，能自动地产生矩形脉冲。由于输出的矩形波中含有很多谐波分量，故称它为多谐振荡器，又称方波发生器。
一、对称多谐振荡器
1.由CMOS六反相器CC4009UB构成的多谐振荡器，如图所示。图中两个反相器之间经C1和C2耦合形成正反馈回路。合理选择RF1和RF2使G1、G2工作在传输特性的转折区，这时，G1和G2都工作在放大区。由于G1、G2的外电路对称，因此，又称其为电容反馈式对称多谐振荡器。

电容反馈式对称多谐振荡器

2.工作过程电路的工作波形如图所示
电容反馈式对称多谐振荡器的工作波形

3.振荡周期的计算：
取RF1=RF2=RF，C1=C2=C，
UTH=1.4V，UOH=3.6V，
UOL=0.3V，则：
T=2tw≈1.4RF·C

二、环形振荡器:
由三个非门构成的环形振荡器(即方波发生器)如图所示
(a)(b) 环形振荡器及其工作波形
(a)
(b)

三、石英晶体多谐振荡器:
石英晶体的等效电路、电路符号、阻抗频率特性分别如图(a)(b)(c)所示。
(a) 石英晶体等效电路 (b) 石英晶体电路符号 (c) 石英晶体的频率特性

6.5 555定时器及其应用
一、555定时器的电路结构与功能:
尽管555定时器产品的型号繁多， 但它们的电路结构、功能及外部引脚排列都是基本相同的。在Philips公司生产的555定时器的结构图中， 它主要由三个阻值为5 kΩ的电阻组成的分压器、 两个高精度的电压比较器C1和C2、基本RS触发器以及一个作为放电通路的晶体三极管V组成。为了提高电路的驱动能力， 在输出级又增加了一个非门G。 在结构图中，引脚旁的数字为8引脚封装的555定时器产品的引脚编号。

二．用555定时器组成施密特触发器

三．555定时器组成单稳态触发器

四．用555定时器组成多谐振荡器