图10-1 常见的脉冲波形图
2. 矩形波及其参数 数字电路中用得最多的是矩形波。矩形波
有周期性与非周期性两种。
图10-2 非周期性和周期性矩形波 (a) 非周期性 (b) 周期性
图10-3 矩形波的主要参数
周期性矩形波的 周期用T表示，有时 也用频率f表示（f =1/ T）。
矩形波的另外几
个主要参数：
vO
不可重复触发
tw
tw
(a)
被重复触发
不可重复触发
可重复触发
tw
tw
(b)
2. 集成单稳态触发器 1. 不可重复触发的集成单稳态触发器 74XX121
Q1 B NC 2
3 AG1 1
4 A1
A2&
A2
B5
Q6
GND 7
Rint Cext
RexRt ext/Cext
Rint Cext
14 VCC
G4
G1
Ci
&
vI
Ri
C
VCC
T G2
&
R RE
图10-2-12 带有射极跟随器的 单稳态触发器
2、 积分型单稳态触发器
(a) 0～t1稳定状态。输入vI为低电 平，两个门的输出均为高电平。电容C 充电结束，触发器处于稳定状态。
当t=t1时，vI上跳变，两个门的状 态同时改变，触发器翻转一次，进入
vI
④ 电路在暂稳态中持续的时间，由RC延时环节决定 ⑤ 可重触发与不可重触发的单稳态对触发脉冲的响应
是不同的
3 单稳态触发器的应用
单稳态触发器的主要应用是定时和延时。 1). 脉冲延时
如果需要延迟脉冲的触发时间，可利用单稳 电路来实现。
uO的下降沿比图u6I-的18下单降稳沿电延路迟的了延t时w的作用时间。
t1至t2的时间称为暂态时间，其 长短取决于RC的充电速度，因此RC 称为定时电路，由它决定输出vO1和
3.6V
v2 0.3V
3.6V tw
vO2 0.3V
1.4V -1.5V
vO2的宽度。暂态时间通常近似估计 为 tW 0.7(RO + R)C
0 t1 t2
(b)
微分型单稳态触发器及其工作波形
（1）脉冲幅度Um （2）脉冲宽度tw （3）上升时间tr （4）下降时间tf （5）占空比q =t w /T 。通常q用百分比表示，如果 q =50%，则称为对称方波。
10.2 集成门构成的脉冲单元电路
10.2.1 施密特触发器 10.2.2 单稳态触发器 10.2.3 多谐振荡器
10.2.1 施密特触发器
3 施密特触发器的应用
1). 波形变换
将变化缓慢的波形变换成矩形波（如将三角波或正弦波 变换成同周期的矩形波）。
正弦 波振荡 器
1 VO
• 整形电路——把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲
输入
VT+
VT-
输出
2). 脉冲整形
在数字系统中，矩形脉冲经传输后往往发生波形畸变， 或者边沿产生振荡等。通过施密特触发器整形，可以获得比 较理想的矩形脉冲波形。
波形 畸变
边沿 振荡
2). 脉冲整形
合理选择回差电压消除信号上的干扰
vI
vT1
vT2
t vo
t vo
t
3)．脉冲鉴幅
将一系列幅度各异的脉冲信号加到施密特触发器的输入 端，只有那些幅度大于UT+的脉冲才会在输出端产生输出信 号。可见，施密特触发器具有脉冲鉴幅能力。
vI
(VT+) Vth
0
t
vo
0
t
当uI=0V时， G1截止、G2导通，输出为UOL， 即uO=0V。只要满足uI1＜UTH，电路就会处于这种 状态（第一稳态）。
当uI上升，使得uI1 =UTH时，电路会产生如下正反馈过程：
电路会迅速转换为G1导通、G2截止，输出为UOH，即
uO=VDD的状态（第二稳态）。此时的uI值称为施密特触发器
10.2.2 单稳态触发器
单稳态触发器具有稳态和暂态两个不 同的工作状态。在外界触发脉冲作用下， 能从稳态翻转为暂稳态，维持一段时间后， 电路又能自动地翻转为稳态。
一．集成门构成的单稳态触发器
根据维持暂态的RC定时电路的不同接法，单稳态触发器可 以分为微分型和积分型两大类。
1、 微分型单稳态触发器
3．输出特定周期与幅度的矩形脉冲信号， 由于含有丰富的谐波分量，故称作多谐振荡器。
１．电容正反馈多谐振荡器
(1) 基本工作原理
在多谐振荡器工作过程中，主要 依靠电容C的充、放电，引起vd的变化， d
G2因vI下跳提前翻转，达不到由RC电路控 vO1
0.3V
制定时的目的。故要求vI比输出vO2脉冲宽。v2 3.6V 1.4V 0.3V
vO2 tw
0 t1 t2 (b)
图10-2-13 积分型单稳态 触发器及其工作波形
如果要求在输入窄的触发脉冲时能够得到较宽的输出脉冲， 可采用图10-2-14所示电路。
施密特触发器——具有回差电压特性，能将边沿变化缓慢的 电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。 1. 电路组成 两个CMOS反相器，两个分压电阻。
用集成门电路构成的施密特触发器 （a） 电路 （b）逻辑符号
2. 工作原理
（1）工作过程 设CMOS反相器的阈值电压UTH=VDD/2，输入信号uI为
三角波。
输入端微分电路 微分型定时电路
反馈线
Ci v1
G1
&
vO1 C
v2
G2
&
vI
5100pF
Ri
R 330
vO2
(a) 微分型单稳态触发器及其工作波形
(a) 0～t1为稳定状态。
输入端无输入信号触发或触发 输入为高电平。当选取Ri大于3.2kΩ 时，使vI高于开门电平，vO1=0.3V； 选取R小于0.9kΩ，使v2低于关门电 平，vO2=3.6V。触发器处于稳定状态 （vO1=VOL，vO2=VOH ）。
态。此时的uI值称为施密特触发器的下限触发转换电平UT－。uI
再下降，电路将保持状态不变。
VT-
=
R1 + R2 R2
V GS(th)
-
R1 R2
V
DD
VGS(th) = 12VDD，则
VT-
=
(1 -
R1 R2
)VGS(th)
（2）工作波形与电压传输特性
施密特触发器将三角波uI变换成矩形波uO。
下限触发转 换电平UT－
上限触发转 换电平UT+
施密特触发器的工作波形及电压传输特性
（a）工作波形
（b）电压传输特性
回3差. Δ重UT要=参U数T+－UT－
=
2
R1 R2
VGS（(th)通常UT+＞UT－）
改变R1和R2的大小可以改变回差ΔUT
(3)特点： 电路有两种稳定状态。两种稳定状态的维持和转 换完全取决于外加触发信号。触发方式：电平触发。 电压传输特性特殊，电路有两个转换电平（上限 触发转换电平UT+和下限触发转换电平UT－）。 状态翻转时有正反馈过程，从而输出边沿陡峭的 矩形脉冲。
&
vI G3
&
&
G1
R
vO G2
C
图10-2-14 宽脉冲输出电路
3、 施密特触发器构成单稳态触发器
当vI=0时，输出vO=VOL=0V，这
是稳定状态。
CA1
vI
vO
R
当vI的正脉冲加到输入端时，vA
(a)
随之上跳，只要上跳的幅值大于VT+， vI
则输出vO=VDD。触发器发生一次翻转， O
t
进入暂稳态。
输出缓冲电路
2
集成单稳态触发器 RAQ D 1 2
2. 可重复触发的集成单稳态触发器 74XX122
Rext/Cext (13)
Rint Cext (9) (11)
Rint
A1 ≥1 A2
B1 B2
Q
74122
(8)
&
Q
(6)
RD
单稳态触发器的工作特点： ① 电路有一个稳态，一个暂稳态 ② 在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态 ③ 暂稳态不能长久保持，电路会自动翻转回稳态
两方种便工作地情得况到持续时间更长的输出脉冲宽度。
集成单稳有不可重复触发 型和可重复触发型两种。 不可重复触发的单稳一旦 被触发进入暂稳态以后， vI 再加入触发脉冲不会影响 电路的工作过程，必须在 暂稳态结束以后，它才能 vO 接受下一个触发脉冲而转 入下一个暂稳态。
而可重复触发的单稳态在 电路被触发而进入暂稳态 以后，如果再次加入触发 vI 脉冲，电路将重新被触发， 使输出脉冲再继续维持一 个tW宽度。
图10-2-13 积分型单稳态 触发器及其工作波形
态自动翻转一次。
2、 积分型单稳态触发器
当触发输入vI下跳后，电容C重新充 电完毕后，触发器回到初始稳定状态。
vI
&
vO1 R G1
v2 & G2
C
vO2
(a)
在暂态期间，电容C放电未达到阈值 vI 0.3V
3.6V
电压Vth之前，vI不能由高电平下跳，否则 3.6V
&
vO1 R G1
v2 & G2
C
vO2
(a)
vI 0.3V
3.6V
3.6V vO1
0.3V
暂稳态。
3.6V
v2
1.4V
0.3V
(b) t1～t2暂稳定状态。输入vI为高