第8章脉冲电路.ppt

8 1概述 8 2集成555定时器 8 3多谐振荡器 8 5单稳态触发器 8 4施密特触发器 第8章脉冲电路 8 1概述 高 低电平 1 0 1 矩形脉冲的特性参数 T 脉冲周期 Um 脉冲幅度 tW 脉冲宽度 tr 上升时间 tf 下降时间 2 获得脉冲的方法 1 自激振荡电路直接产生矩形脉冲 由多谐振荡器来实现 555定时器是构成多谐振荡器 施密特触发器和单稳态触发器的既经济又简单实用的器件 2 将已有波形 正弦波 锯齿波等 整形为矩形脉冲 由施密特触发器和单稳态触发器来实现 555定时器是一种应用方便的中规模集成电路 只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳 多谐和施密特触发器 广泛用于信号的产生 变换 控制与检测 8 2集成555定时器 电阻分压器 电压比较器 基本RS触发器 复位输入端 0 输出缓冲反相器 集电极开路输出三极管 8 2 1555定时器的电路结构与工作原理 1 电路结构 0 1 0 如果悬空 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 保持 保持 2 工作原理 8 2 2555定时器的功能 是一种自激振荡电路 不需要外加输入信号 就可以自动地产生出矩形脉冲 没有稳定状态 只有两个暂稳态 多谐振荡器 多谐振荡器 8 3多谐振荡器 主要内容 8 3 1由555定时器构成的多谐振荡器 8 3 2石英晶体多谐振荡器 8 3 3多谐振荡应用举例 主要内容 电路组成和工作原理 参数的估算及占空比可调电路 应用电路分析 8 3 1由555定时器组成的多谐振荡器 一 电路组成和工作原理 实验室 二 参数的估算 1 C充电时间tw1 2 C放电时间tw2 3 频率f T 0 7 R1 2R2 C 周期 频率 占空比 实验室 4 占空比q 三 占空比可调电路 6 2 7 8 4 1 5 3 555 R1 C R2 C2 VCC D1 D2 uO tw1 0 7R1C tw2 0 7R2C 8 3 2石英晶体多谐振荡器 特点 频率稳定 精度高 一 符号和电抗的频率特性 电感性 电容性 二 石英晶体多谐振荡器 工作原理 1 反相器静态工作在转折区 放大 2 石英晶体X 0 回路构成正反馈 3 C1 C2为耦合电容 电阻取值范围 TTL反相器 R1 R2 0 7 2k CMOS反相器 R1 R2 10 100M 三 CMOS石英晶体多谐振荡器 电阻RF取值为 RF 10 100M 电容三点式 秒信号发生器 T 触发器 32768Hz 16384Hz 1Hz 2Hz 8 3 3多谐振荡器的应用 1 数字计时器 实验室 2 防盗报警电路 实验室 3 模拟声响电路 实验室 例题 电路如图所示 其中R1 47k R2 39k C 12 F 1 画出Q0 Q1 的波形 2 求输出波形Q2的频率 主要内容 用555定时器构成的施密特触发器 集成施密特触发器 施密特触发器应用 8 4施密特触发器 8 4 1用555定时器构成的施密特触发器 一 普通反相器和施密特反相器的比较 普通反相器 UTH uY TTL 1 4V CMOS 施密特反相器 UT UT 上限阈值电压 下限阈值电压 uY 回差电压 二 电路组成及工作原理 uI 工作原理 0 1 1 0 1 0 UCO 外加UCO时 可改变阈值和回差电压 uO2 uI上升时与2VCC 3比 uI下降时与VCC 3比 三 滞回特性及主要参数 一 滞回特性 UT UT uI增大时与上限阈值比 特点 uI减小时与下限阈值比 上限阈值电压 二 主要静态参数 回差电压 下限阈值电压 回差电压 UT UT UT 8 4 2集成施密特触发器 一 CMOS集成施密特触发器 一 引出端功能图 CC40106 CC4093 二 主要静态参数 CC40106 CC4093的主要静态参数 二 TTL集成施密特触发器 略 8 4 3施密特触发器应用 1 阈值探测 输入 UT UT 输出 2 波形整形 8 5单稳态触发器 特点 1 有一个稳态和一个暂稳态 2 在外来触发脉冲作用下 电路将从稳态翻转到暂稳态 暂稳态停留一段时间后 又返回到稳定状态 3 暂稳态持续时间仅取决于电路的参数 主要内容 由555定时器构成的单稳态触发器 集成单稳态触发器 单稳态触发器应用电路分析 一 电路组成及工作原理 uI 8 5 1用555定时器构成的单稳态触发器 uO uC 0 2VCC 3 VCC uO 二 主要参数 输出脉冲宽度tw 8 5 2集成单稳态触发器 一 非重触发单稳态触发器74121 非重触发 只能在稳态接受输入信号 1 图形符号 表示不属于逻辑状态连接 下降沿触发输入 上升沿触发输入 非重复触发 外接定时电阻 电容 VCC 内接定时电阻引出端 2 功能表 3 主要参数 输出脉宽tw 输入触发脉冲最小周期Tmin 周期性输入触发脉冲占空比q 二 可重触发单稳态触发器74122 可重触发 在暂稳态期间 能够接受新的触发信号 1 图形符号 直接复位 可重复触发 2 功能表 当定时电容C 1000pF时 8 5 3单稳态触发器的应用 1 触摸定时控制开关 虚拟实验室 2 脉搏测试仪 虚拟实验室 3 整形 uI uO 一 多谐振荡器 是一种自激振荡电路 不需要外加输入信号 就可以自动地产生矩形脉冲 多谐振荡器没有稳定状态 只有两个暂稳态 暂稳态间的相互转换完全靠电路本身电容的充电和放电自动完成 改变R C定时元件数值的大小 可调节振荡频率 在振荡频率稳定度要求很高的情况下 可采用石英晶体振荡器 总结 二 单稳态触发器 也属于脉冲整形电路 可将输入的触发脉冲变换为宽度和幅度都符合要求的矩形脉冲 还常用于脉冲的定时 整形 展宽 延时 等 单稳态触发