一、常见的脉冲产生电路
1.脉冲的基本概念
（1）脉冲的概念
脉冲是指一种瞬间突变、持续时间极短的电压或电流信号。它可以是周期性变化的，也可以是非周期性的或单次的。
如图所示电路是一个简单的矩形脉冲波信号发生器，反复接通和断开开关S，在电阻上得到的输出电压波形，就是一串矩形脉冲波。
波形图如图所示：
脉冲信号有正负之分。如果脉冲跃变后的值比初始值高，则为正脉冲；反之为负脉冲。如图所示：
（2）常见的几种脉冲变形
脉冲信号种类繁多，常见的脉冲波形有矩形波、锯齿波、尖峰波、梯形波、阶梯波等，如图所示。数字电路中用到的脉冲波形通常为矩形波。
（3）矩形脉冲信号的参数
①脉冲幅值
脉冲从起始值到最大值之间的变化量，表征脉冲信号强弱的参数。
②脉冲上升时间
脉冲从起始值开始突变的一边称脉冲前沿。脉冲前沿从0.1
上升到0.9
所需的时间称上升时间
。 
值越小，脉冲前沿越陡直，波形越接近理想的脉冲波形。
③脉冲下降时间
脉冲从峰值跃变到起始值的一边称脉冲后沿。脉冲后沿从0.9
下降到0.1
所需的时间称下降时间
。
值越小，脉冲后沿越陡直。
④脉冲宽度
在0.5
处从一个脉冲的前沿到后沿之间的时间称脉冲宽度
。
越大，脉冲出现后持续时间越长。
⑤脉冲周期
周期性重复的脉冲，两个相邻脉冲前沿（或后沿）之间的时间间隔称脉冲周期
。其倒数为脉冲的频率
，
。
⑥占空比
脉冲宽度与脉冲周期之比称占空比。
即
。
占空比为50%的矩形波即为方波。
2.多谐振荡器
多谐振荡器是一种自激振荡器，它不需要输入信号就可以产生矩形脉冲。多谐振荡器起振之后，电路没有稳定状态，只有两个暂稳态交替变化，输出连续的矩形脉冲信号，因此又被称为无稳态电路。其图形符号如图所示：
（1）集成门电路组成的多谐振荡器
①电路组成
如图所示是一个常用的非门电路多谐振荡器，图中两个非门接成RC耦合正反馈电路，使之产生振荡。RC的另一个重要作用是组成定时电路，决定多谐振荡器的振荡频率和脉冲宽度。
②振荡周期的估算
矩形脉冲的周期是由电容充、放电时间决定，可按下式估算：
在实际应用中，常通过调换电容C的容量来粗调振荡周期，通过改变电阻R的值来细调振荡周期，使电路的振荡频率达到要求。
用RC作为定时元件和非门电路组成的多谐振荡器有多种电路形式。
如图所示：
（2）石英晶体多谐振荡器
在多谐振荡器中接入石英晶体，就可以构成石英晶体多谐振荡器。如图所示：
当信号频率与石英晶体固有的谐振频率
相等时，它的阻抗为0，使该信号容易通过，形成正反馈，产生振荡。而对其他频率，石英晶体呈现高阻抗，正反馈的路径被切断，不能起振。因此，振荡器输出矩形波的频率 就等于石英晶体的谐振频率
，与电路其他元件参数无关。
石英晶体的温度系数很小，振荡频率稳定，常用于电子设备的基准时间信号。
3.单稳态触发器
单稳态触发器是指有一个稳态和一个暂稳态的波形变换电路。它的工作特性具有如下显著特点： ①它有一个稳定状态和一个暂稳定状态。若无外界触发脉冲作用，电路将始终保持稳定状态。
②在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，再自动返回稳态。
③暂稳态维持时间的长短通常都是靠RC 电路的充、放电过程来维持的。与触发脉冲的宽度和幅度无关。
（1）不可重复触发的集成单稳态触发器
不可重复触发型的单稳态触发器一旦被触发进入暂稳态以后，再加入触发脉冲，电路的输出脉冲宽度
不受其影响，仍由电路中的R、C参数确定，必须在暂稳态结束以后，它才能接收下一个触发脉冲而转入暂稳态。不可重复触发的集成单稳态触发器的图形符号和工作波形。如图所示：
①引脚排列及图形符号
TTL集成单稳态触发器74LS121的引脚排列和逻辑符号如图所示：
②逻辑功能
如图所示为集成单稳态触发器74LS121的功能表：
（a）禁止触发状态
当B为高电平，
、
中有一个输入为低电平时，电路为禁止触发状态， 
端维持0。
当B为低电平时，电路为禁止触发状态，
端维持0。
当
、
两个输入全为高电平时，电路为禁止触发状态，
端维持0。
（b）单稳态触发
当B为高电平，
、 
中有一个或两个产生由1到0的负跳变时，
端有正脉冲输出。
当
、 
两个输入中有一个或两个为低电平，B产生由0到1的正跳变时，
端有正脉冲输出。
（2）可重复触发的集成单稳态触发器
可重复触发的单稳态触发器在电路被触发而进入暂稳态以后，如果再次加入触发脉冲，电路将重新被触发，使输出脉冲再继续维持一个宽度
。它的输出脉冲脉宽度可根据触发脉冲的输入情况的不同而改变。
可重复触发的集成单稳态触发器的图形符号和工作波形如图所示：
①引脚排列及图形符号
74LS123芯片内部含两个独立的可重复触发的单稳态触发器，每一个电路分别具有各自的正触发输入端B、负触发输入端
、复位输入端
、外接电容端
、外接电阻/电容端
/
、输出端
和
，如图所示：
②逻辑功能
如图所示为可重复触发的集成单稳态触发器74LS123的功能表：
（a）复位清零
当
=0时，不论其他输入端为何种状态，输出端
立即为0。故
的清零功能具有最高优先级。使用其他输入引脚功能时，
必须置1。
（b）单稳态触发
当
=1、
=0，B由0到1正跳变时，Q端有正脉冲输出。
当
=1、B=1，
由1到0负跳变时，Q端有正脉冲输出。
当
=0、B=1，
由0到1正跳变时，Q端有正脉冲输出。
（c）禁止触发
在
=1或B=0时，电路处于禁止触发状态（即稳定状态），Q维持0。
4.施密特触发器
施密特触发器是一种靠输入触发信号维持的双稳态触发器。其特点是：
电路具有两个稳态，
当输入信号电压升高至上限触发电压
时，电路翻转到第二稳态；
当输入触发信号降低至下限触发电压时
，电路就由第二稳态返回到第一稳态。
（1）施密特触发器的主要参数与工作波形
施密特触发器有同相输出和反相输出两种类型。其图形符号及电压传输特性如图所示：
①主要参数
上限触发电压(正向阈值电压)
上升过程中，输出电压产生跳变所对应的输入电压值。
下限触发电压（负向阈值电压）
下降过程中，输出电压产生跳变所对应的输入电压值。
回差电压
回差电压越大，施密特触发器的抗干扰性越强。（滞回特性）
②工作波形
如图所示，当输入三角波时，根据施密特触发器的电压传输特性，可得到对应施密特触发器的输出波形。
（2）CMOS集成施密特触发器
CC4093为四2输入施密特与非门，引脚与74LS00兼容。
CC40106为六施密特反相器，引脚与74LS04兼容。它与普通反相器的逻辑功能一样，差异在于施密特反相器存在上、下限触发电压。不同型号的集成施密特触发器的
和
具体数值可从集成电路手册中查到。如图所示静态参数如表所示：
（3）TTL集成施密特触发器
74LS24、74LS32、74LS132为四2输入施密特与非门，引脚与74LS00兼容。
74LS13、74LS18为二4输入施密特与非门，引脚与74LS20兼容。
74LS14、74LS19为六施密特反相器，引脚与74LS04兼容。其主要参数的典型值如表所示：
二、555时基电路及应用
1.555时基电路
（1）电路组成即引脚功能
①电路组成
一般由分压器、比较器、触发器和开关及输出等四部分组成。如图所示：
②引脚功能
如图所示为555时基电路的外部引脚及功能：
（2）逻辑功能
功能表如下表所示：
2.555时基电路的应用
（1）构成多谐振荡器
①电路组成
如图所示是555时基电路组成的一个典型多谐振荡器。
②工作过程
设电路中电容两端的初始电压为0，
时 ，输出端为高电平，放电端断开。电源
对电容C充电，充电回路
地，输出为高电平。
随着电容充电，电路状态翻转，输出为低电平，放电端导通，电容通过开关管VT放电，放电回路
地。当
时，电路状态翻转，输出为高电平，放电端断开，电容C又开始充电，重复上述过程形成振荡，输出电压为连续的矩形波。
③输出脉冲周期
电容充电形成的第一暂稳态时间：
电容放电形成的第二暂稳态时间：
所以，电路输出脉冲周期：
（2）构成单稳态触发器
①电路组成
如图所示是555时基电路组成的一个单稳态触发器。
②工作过程
接通电源
，通过R、C对电容C充电，使
，定时器输出为低电平，电路处于稳定状态。这时，开关管VT导通，电容C被旁路，电路仍处于原稳定状态，输出为低电平。
当
的负触发脉冲到来时，电路状态翻转，进入暂稳态，输出为高电平。这时，开关管VT截止，电源通过电阻R向电容C充电。当
时，电路状态翻转，输出为低电平，
=0时，电路由暂稳态变为稳态，此时，开关管VT导通，电容C被旁路电路仍处于原稳定状态，输出为低电平。
③输出脉冲宽度
电容C充电形成的暂态时间为：
（3）构成施密特触发器
①电路组成
②工作过程
当输入信号 
时，输出端为高电平。随着
的增加，当
时，电路翻转，输出端为低电平。
继续增加，电路保持原状态。随着
的减少，当
时，电路状态又翻转，输出高电平。
电子技术基础与技能的模拟电子和数字电子部分就先告一段落了，我们下期再见😁😁
