第6章-脉冲产生与整形电路模板.ppt

数字电子技术（第三版）,尚鸿雁制作电力电子出版社,第6章脉冲信号的产生与整形,学习要点555定时器的工作原理及逻辑功能由555定时器构成单稳、多谐、施密特触发器的方法,第6章脉冲信号的产生与整形,6.2施密特触发器,6.3单稳态触发器,6.4多谐振荡器,6.1555定时器,6.1555定时器,1.矩形脉冲两状态逻辑信号只有0、1两种取值，用波形图表示就是矩形脉冲。2.矩形脉冲的特性参数周期T幅度Um宽度tw上升时间tr下降时间tf对于理想矩形脉冲，上升时间和下降时间均为0。,6.1.1矩形脉冲的基本特性,6.1.2555定时器的结构和工作原理,复位端低电平有效,基本RS触发器,0,01,电压比较器,分压器,2Vcc/3,Vcc/3,晶体管开关和输出缓冲器,0,截止,1,导通,U+U-时，输出为1U+U-时，输出为0,低电平触发端,高电平触发端,电压控制端,复位端低电平有效,放电端,4.516V,0,0,1,2UCC/3,UCC/3,0,0,1,1,2UCC/3,UCC/3,1,0,1,2UCC/3,UCC/3,1,1,0,0,*利用555集成定时器可构成脉冲产生、整形电路,UT+，uO跳变为低电平，电容C放电，uI下降；当uIUT-，uO又跳变为高电平。周而复始，振荡，输出端得到矩形波。,6.3单稳态触发器,特点：有一个稳定状态和一个暂稳状态。在外来触发脉冲的作用下，能够由稳定状态翻转到暂稳状态。暂稳状态维持一段时间以后（根据电路参数），将自动返回到稳定状态。,用途：这种电路在数字系统和装置中，一般用于(产生一定宽度的方波)、整形(把不规则的波形转换成宽度、幅度都相等的脉冲)以及延时(将输入信号延迟一定的时间之后输出)等。,6.3.1用555定时器构成的单稳态触发器,电路组成,1,0,1,0,0,0,1,0,1,0,1,0,1,1,0,工作原理,主要参数,6.3.2集成单稳态触发器,集成单稳态触发器按能否被重触发，可以分为两类：一类是可重触发的；一类是不能重触发的。,可重触发是指在暂稳态期间，能够接收到新的触发信号，重新开始暂稳态过程；非重触发是在暂稳态期间不能接收新信号的情况，即非重触发单稳态触发器，只能在稳态时接收输入信号，一旦被触发由稳态翻转到暂稳态后，即使再有新的信号到来，其既定的暂稳态过程也会照样进行下去，直至结束为止。,下降沿有效的触发信号输入端,输出端,外接电阻、电容端,定时电阻引出端（或接电源或悬空）,(一)非重触发单稳态触发器74121,上升沿有效的触发信号输入端,表示单稳是非重触发的,只要TR保持状态不便，电路就会一直工作在稳定状态；只有当TR正跳变时，电路才会被触发。,主要参数,(二)可重触发单稳态触发器74122,主要参数,其他芯片,集成单稳态触发器除74121、74122外，常用的还有双单稳74123、74221等；而CMOS集成电路中，也有类似的、应用也很广的单稳态触发器，例如双单稳CC4098、CC14528就是这样的芯片。,从图中可看出uo的下降沿比uI延迟了tw时间。,6.3.3单稳态触发器应用举例,(1)延时,从图中看到，u0作为控制与门打开时间的信号，在与门打开时间tw内，UF信号允许通过，tw就是一个定时信号。,(2)定时,由6.3.6图可看出，不规则的输入信号经单稳态电路后，可整形成为幅度、宽度都相同的矩形脉冲u0。,(3)整形,6.4多谐振荡器,多谐振荡器是一种自激振荡电路，当电路连接好之后，只要接通电源，在其输出端便可获得矩形脉冲，由于矩形脉冲中除基波外还含有极丰富的高次谐波，所以人们把这种电路叫做多谐振荡器。,6.4.1用555定时器构成的多谐振荡器,电路组成,工作原理,电路就在两个暂稳态之间来回翻转振荡，在输出端就产生了矩形脉冲。,振荡频率的估算和占空比可调电路,4.占空比q,振荡频率f：,（二）占空比可调电路,当R1=R2,q=0.5,uO将成为对称的矩形脉冲。,利用半导体二极管的单向导电特性，把电容C充电和放电回路隔离开来，再加上一个电位器，便可以得到占空比可调的多谐振荡器。,占空比：,在对振荡频率稳定性要求较高的地方，利用石英晶体构成石英晶体多谐振荡器。外加电压频率f=f0时，电抗X=0，谐振频率f0十分稳定，其稳定度可达10-1010-11。,6.4.2石英晶体多谐振荡器,石英晶体的选频特性,两个反向器由于R、C的作用，反向器的输出可改变。,石英晶体多谐振荡器,电路组成及工作原理,CMOS石英晶体多谐振荡器,石