第六章脉冲产生与整形电路.doc

第六章脉冲产生与整形电路本文由734744717贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 第6 章 脉冲的产生与整形 工作原理 6.1 555定时器 定时器 6.2 施密特触发器 6.3 单稳电路 6.4 多谐振荡器 概念 555定时器构成 定时器构成 施密特触发器构成 end 应用 555定时器（1） 定时器（ ） 定时器 555定时器 一种多用途的数字-模拟混合单片集成电路， 一种多用途的数字 模拟混合单片集成电路， 模拟混合单片集成电路 外接少数R、 元件可构成各种功能电路 元件可构成各种功能电路： 外接少数 、C元件可构成各种功能电路：施密特 触发器、单稳态触发器、多谐振荡器。 触发器、单稳态触发器、多谐振荡器。 广泛用于信号的产生、整形、控制与检测， 广泛用于信号的产生、整形、控制与检测， 产生 在工业控制、定时、 在工业控制、定时、电子乐器及防盗报警等方面 应用很广。 应用很广。 地 VTR Vo Rd “555”是指三 个5K 电阻； 放电端 7 2 定时器的结构 555定时器的结构 555 6 以 为例 VTH 以TTL型555定时是指此器 3 件在电路中常用于 VCO 5 4 Rd 复位端 + VCC 电源端 “定时”功能 。 8 555定时器（2） 定时器（ ） 定时器 VCC 8 1 控制输入 VCO 5 三个等值电阻构成 分压器 VTH 6 两个比较器 C1 C2 阀值输入 5 K? 4 V 2 基本RS触发器 基本 触发器 TR 集电极开路三极管 触发输入 （ T1 ） 7 为什么称为 放电端 + + ? C1 5 K? + + ? C2 5 K? 1 T1 R & Q & Q 3 Vo 1 输出 “555定时 定时 器”？ 555定时器（3） 定时器（ ） 定时器 工作原理 + VCC 复位端的作用： 复位端的作用： Rd = 0 V0 = 0 参考电压 VR1 5 K? Rd 0 Rd = 1 接受外部信号 控制输入 VCO VTH 阀值输入 比较器参考电压： 比较器参考电压： & VTR 触发输入 放电端 + + ? C1 5 K? +C + ? 2 5 K? T1 Q 1 & Q R 参考电压 VR2 VCO =U VR1 = U 1 VR 2 = U Vo 2 1 0 输出 VCO 悬空 2 VR1 = VCC 3 1 VR 2 = VCC 3 555定时器（4） 定时器（ ） 定时器 工作原理 当 Rd = 1 VCO 悬空 2 VR1 = VCC 3 控制 V 输入 CO VTH 阀值 输入 VTR 触发 输入 放电 端 1 VR 2 = VCC 3 2 VR1 若VTH VCC ” R“1” +VCC d 3 Vo = 0 则 C1 = 0 V 5K? T 导通 1 2 1 0 1n QQ + VC1 若VTH VCC & C1+ 3 3 ? 0 1 1 0 Vo 不变 Q n 则VC1 =1 5K? VC2 Vo VC2 =1 T 不变 +C 1 & 1 + Q 2 输出 ? 2 1 0 1 若VTH VCC VTR 2 3 2 3 2 3 2 CC V V CC CC 1 3 1 3 1 + ? C1 & Q ui VTR VTR 5K? +C + ? 2 5K? T R 1 & Q 1 Vo uo 0.01F 输 入 施密特触发器（ ） 施密特触发器（3） V 阀值输入 TH 触发输入VTR Rd 工作原理 + 5V 8 4 2 VCC 3 2 VCC 3 2 VCC 3 2 VCC 3 1 VCC 3 1 V V 导通 定时器构成单稳态电路 0 3 由555定时器构成单稳态电路 3 单稳电路（ ） 单稳电路（2） CC 2 VCC 3 1 VCC 3 2 VCC 3 2 VCC 3 1 输出脉冲宽度 T T1 W uA R uo 触发信号 求 TW u A = u A () + u A (0 + ) ? u A ()e = VDD e t ? t t uA VT+ VT? t uo TW 暂稳态 TW u A (TW ) = VDD e = VT? VDD TW = RC ln ? VT end t 多谐振荡器(1) 多谐振荡器(1) 又称无稳态触发器 多谐振荡器的概念又称无稳态触发器 它毋须外加触发脉冲，就能输出一定频率的矩形脉冲（ 它毋须外加触发脉冲，就能输出一定频率的矩形脉冲（自 激振荡），因此没有稳态；因矩形脉冲波含有丰富的谐波， 激振荡），因此没有稳态；因矩形脉冲波含有丰富的谐波， ），因此没有稳态 故称为多谐振荡器。 故称为多谐振荡器。 多谐振荡器的构成 门电路+RC 门电路 555定时器 定时器 施密特触发器 end 多谐振荡器( 多谐振荡器(2) 由555定时器构成多谐振荡器 定时器构成多谐振荡器 + VCC +VCC 8 Rd 4 Q R1 7 8 4 R1 3 5 OUT u0 VCO5 VTH 6 5K? + + ? C1 & R2 6 R2 2 VTR VTH 2 V TR 1 VCO C 0.01F C 5K? +C + ? 2 5K? T R 1 & Q 1 Vo 3 7 1 输 入 多谐振荡器( V 多谐振荡器(3)TH 触发输入VTR 阀值输入 Rd 工作原理 充电 +VCC 2 VCC 3 2 VCC 3 设 u c ( 0) = 0 1 4 Q VCC 3 1 VCC 3 1 + ? C1 2 VCC 3 d 2 +C + ? 2 & Q 1 uo V0 uc 2 VCC 3 1 VCC 3 3“1”uo ” “0” ” t 7 5K? T 导通 1 R 放电 1 截止 t 多谐振荡器( 多谐振荡器(4) 多谐振荡器的周期 u 2 c VCC 3 1 VCC 3 uo t 周期T 周期T = tW1 + tW2 tW 1 tW 2 t 多谐振荡器(5) 多谐振荡器 充电 +VCC 求 tW1 Rd uc 2 V CC 3 1 V CC 3 8 4 & uo t R1 R2 VCO5 VTH 6 uc C 1 VCC 3 VTR 2 5K? + + ? C1 5K? +C + ? 2 Q tW 1 t & Q 1 uo V0 充电过程： 充电过程： 1 = (R1 + R2 )C t “ ” 3 1” 7 5K? T R 1 1 截止 tW1 =1 ln 2 = 0.7(R1 + R2 )C 1 uc = VCC + VCC ? VCC e 1 3 t ? W1 1 uc (tW 1 ) = VCC + VCC ? VCC e 1 3 2 = VCC 3 多谐振荡器(6) 多谐振荡器 +VCC 求 tW2 Rd 8 uc 2 V CC 3 1 V CC 3 uo t 4 Q R1 R2 2 VCC 3 VCO5 VTH 6 5K? + + ? C1 & tW 2 2 VTR uc C 5K? +C + ? 2 5K? T R 1 & Q 1 uo V0 3” “0” t 放电过程： 放电过程： 2 = R2C 7 放电 1 导通 tW 2 =2 ln 2 = 0.7R2C 2 uc = VCC e 2 3 t ? W2 2 1 2 uc (tW 2 ) = VCC e = VCC 3 3 t 多谐振荡器(7) 多谐振荡器 + VCC R1 7 OUT 求T 4 3 5 0.01F u 2 c V CC 3 1 V CC 3 uo 8 t u0 R2 6 tW 1 tW 2 VTH 2 V TR 1 VCO uc C QtW1 =1 ln 2 = 0.7(R1 + R2 )C tW2 =2 ln 2 = 0.7R2C 周期T 周期 = tW 1 + tW 2 = 0.7(R1 + 2R2 )C 脉冲宽度 占空比= 占空比 周期 tW1 R1 + R2 = D= R1 + 2R2 T 多谐振荡器(8) 多谐振荡器 定时器构成占空比可调 由555定时器构成占空比可调多谐振荡器 定时器构成占空比可调多谐振荡器 + VCC 充电过程 1 = ( R1 + R2 )C R1 7 8 4 放电过程 2 = ( R2 + R3 )C R2 R3 6 OUT 3 5 u0 tW1 = 0.7(R + R2 )C 1 tW2 = 0.7(R2 + R3)C tW 1 R + R2 1 D= = tW 1 + tW 2 R + R2 + R3 1 VTH 2 V TR 1 VCO C 0.01F 调节 R2 ，可改变 D ， 保持不变 T 保持不变 end 电容放 多谐振荡器(9) 多谐振荡器 电 由施密特触发器构成多谐振荡器 R “1” ” “0” ui ” 电容充 电 uo “1” ” “0” ” ui VT+ VT? uo t uc C 设施密特触发器的上、 设施密特触发器的上、 下限阈值电压为 VT+ 、T? V 电容无初始储能， 电容无初始储能，即 uc (0) = 0 T1 T2 t 矩形脉冲周期 T = T +T2 1 多谐振荡器(10) 多谐振荡器 求T 1 R 电容充 电 ui VT+ VT? “0” ui ” uo 1” “1” uo t uc C T1 充电过程 = RC uc = VDD + VT? ? VDD e VDD : 电源电压 t uc (T1 ) = VDD + VT? VDD e = VT+ T1 t VT? ?VDD T = RC ln + 1 VT ?VDD 多谐振荡器(11) 多谐振荡器 求 T2 R 电容放 电 ui VT+ “1” ui ” uo “0” ” T =T?1 +T2 VT VT? ?VDD VT+ = RC ln( + ? ?) t uo VT ?VDD VT uc C 占空比 T D= 1 T +T2 1 T 2 放电过程 时间常数： = RC t ? 由三要数素法，得：uc = VT+ e 50% t 又因为，uc (T2 ) = V