单元6脉冲波形的产生与整形.ppt

多谐振荡器是一种自激振荡电路，没有稳定状态，只有两个暂稳状态，也不需要外加触发脉冲。其状态转换完全由电路自行完成，当电路接好之后，只要接通电源，在其输出端便可获得矩形脉冲。,6.1多谐振荡器,555定时器是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙地结合在一起的中规模集成电路，电路功能灵活，应用极其广泛，只要外接少量元件，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器或施密特触发器等脉冲波形的产生与变换电路，利用它可构成定时、检测、控制、报警等方面的基本单元电路。555定时器在计算机电路、自动控制、家用电器、电子玩具等领域都得到了广泛的应用。,6.1.3集成多谐振荡器及其应用,如图(a)是国产单时基双极型5G555定时器的内部逻辑，其引脚排列如图(b)所示。它由电压比较器A1和A2(包括电阻分压器)、基本RS触发器、一个放电管和输出缓冲级组成。比较器A1的参考电压为2/3VCC，加在同相输入端；A2的参考电压为1/3VCC，加在反相输入端，两者均由分压器上取得。,555定时器各引线端的用途如下：1端GND为接地端；2端为低电平触发端，也称为触发输入端，由此输入触发脉冲。3端uO为输出端，输出电流可达200mA，可直接驱动继电器、发光二极管、扬声器、指示灯等。4端是复位端，当=0时，输出uO为低电平；正常工作时，必须接高电平。5端CO为电压控制端，如果在CO端另加控制电压，则可改变A1、A2的参考电压。工作中不使用CO端时，一般都通过一个0.01的电容接地，以旁路高频干扰。6端TH为高电平触发端，又叫阈值输入端，由此输入触发脉冲。7端D为放电端。8端VCC为电源端，可在4.516V范围内使用，若为CMOS电路，则VDD=315V。表6.1是555定时器的功能表。,表6.1555定时器功能表,R1、R2、C是外接定时元件。可以证明：,多谐振荡器的振荡周期T为：,振荡频率为：,占空比为：,电路如图(a)所示，因为R、C构成了微分电路形式，所以称为微分型单稳态触发器。图(b)为其波形图。,74121引脚排列图,也可以用555定时器构成单稳态触发器，其电路及工作波形如图所示。输出脉冲宽度：,由3个与非门和1个二极管即可构成施密特触发器。,图所示为两种TTL集成施密特触发器的引脚排列图。,图6.16施密特触发器应用,改变参数R、C的值，观察波形并填写表6.2。,2.测试用555多谐振荡器构成一个模拟声响电路，电路如图6.18(a)所示。调节定时元件R1、R2、C1，使多谐振荡器(1)的f1=1Hz，调节R3、R4、C2使多谐振荡器(2)的f2=1kHz，则使扬声器发出模拟的声响。请在图6.18(b)中画出输出端uo1、uo2的波形。假如要求用多谐振荡器构成输出方波的电路，请设计电路的组成并选择定时元件的参数。,2.555构成的施密特触发器功能测试555构成的施密特触发器电路如图所示，首先将控制端5悬空，此时的回差电压为，观察输出波形。如果控制端(5脚)接VCC，此时的回差电压为，观察输出波形，并与理论值比较。,2.波形整形输入信号如图所示，画出单稳态触发器的输出波形图。,3.单稳态触发器(1)用一片74LS00接成如图所示电路，输入脉冲是由CMOS门电路构成的多谐振荡器所产生的脉冲。(2)选择三个频率易于观察的信号，记录A、B、C各点的波形。(3)若要改变输出波形的宽度(例如增加)应如何改变电路参数？实际测试验证。,1.多谐振荡器按图所示电路接线，VDD=+5V。用示波器观察图(a)、图(b)两电路输出端UO的波形。选择电容C，使图(a)中UO的频率f=100kHz150kHz.选取图(b)电路中的电容C，令其分别为100pF和1F，测出UO端振荡波形的相应频率。,2.压控振荡器按图所示电路接线。VDD=+5V。信号Ui的变化范围为(2.55.0)V。用示波器观察并记录UO端的波形。当Ui取值分别为2.5V、3V、3.5V、4V、4.5V、5V时，测出UO端波形相应的频率f。,当传输的脉冲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为形状较好的脉冲，输入如图所示的信号，画出uo的波形。,4.波形变换,输入信号为一组幅度不等的脉冲，假如需要将幅度大于UT+的脉冲信号挑选出来时，可利用施密特触发器输出状态取决于输入信号幅度的特点，对输入脉冲的幅度进行鉴别，简称“幅鉴”，如图所示。并画出经幅度鉴别后的输出波形。,5.幅度鉴别和多谐振荡器,图6.30施密特触发器应用于幅度鉴别和多谐振荡器,2.用TTL门电路构成多谐振荡器按图接线，用示波器测量频率变化范围。观测A、B、UO各点波形并记录。,图6.33数字定时器,电路接线如图(a)所示。1.用示波器观察、测量uO端波形的频率，画出uO端的波形图，并写出频率值。2.若将电阻值改为R1=15k，R2=10k，电容C不变。上述数据有何变化？,3.依据上述电路的原理，充电回路的支路是R1、R2、C1，放电回路的支路是R2、C1。将电路参数略做修改，增加一个电位器和两个引导二极管，构成图6.36所示的占空比可调的多谐振荡器。4.合理选择元件参数(电位器选用22k)，使电路的占空比q=0.2，正脉冲宽度为0.2ms。调试电路，测出所用元件的数值，为了让正脉冲宽度为0.2ms，取R1=800，R2=800，调节RW使占空比为82%，两个引导二极管均为1N4001。,用556定时器的两个时基电路构成的低频对高频调制的救护车警铃电路如图所示。1.按图接线，注意先不接入扬声器。2.用示波器观察并记录输出波形。3.接上扬声器，调整参数到声响效果满意。,电路如图所示，是用555定时器组成的电子门铃电路。当按下