《数字电路与数字逻辑》第七章

1,第七章脉冲信号的产生和变换,第一节概述,一、脉冲信号及脉冲电路,二、矩形波参数,1.脉冲幅度Um,2.上升时间tr,3.下降时间tf,2,4.脉冲宽度tw,5.脉冲周期T,6.脉冲频率f=1/T,7.占空比q=tw/T,3,图7.1.1常见脉冲波形,(a)矩形波,(b)锯齿波,(c)三角波,(d)微分波,4,tr,0.9Um,0.5Um,0.1Um,tf,tW,T,Um,5,P1,U,P2,图7.1.2矩形脉冲的参数,6,第二节集成定时器,一、555定时器的结构,1.组成,2.各引脚功能,(1)1脚接地端,(2)2脚低触发输入端（触发输入端）,分压器，电压比较器，基本SREF，集电极开路输出的放电三极管。,7,8,图7.2.1555定时器,9,接UREF，则高触发电平、低触发电平分别为,不接UREF，则高、低触发电平分别为,(3)3脚输出端,(4)4脚直接置0端,(5)5脚电压控制端UIC,10,(6)6脚高触发输入端（阈值输入端）,(7)7脚放电端,(8)8脚电源端,二、功能分析,Q=1，T截止,11,Q、T保持,Q=0，T导通,不允许,12,表7.2.1555定时器功能表,13,第三节555定时器应用,一、自激多谐振荡器,1.多谐振荡器,一定频率和一定脉冲宽度的矩形波产生电路。,2.工作原理,刚接通电源时：,；第一暂稳态,14,TPH,TPL,t5,t,VCC,uC,O,O,t,t1,t2,t3,t4,uO,(b)工作波形,图7.3.1定时器构成的多谐振荡器,15,充电阶段：,；第一暂稳态,；第二暂稳态,16,放电阶段：,；第二暂稳态,；第一暂稳态,17,3.矩形波参数,18,4.占空比可变的多谐振荡器,19,图7.3.2占空比可调的多谐振荡器,20,例试用555定时器设计一个振荡周期为1秒，输出脉冲占空比q=2/3的多谐振荡器。（取C=10F）,解：,由于C=10F，,电路图如下所示。,21,22,二、施密特触发器,1.施密特触发器（SchmittTrigger）,(1)性能上有两个重要的特点,输出信号从低电平上升到高电平时的转换电平和从高电平下降到低电平时的转换电平不同;,在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。,23,(2)分类及电压传输特性、符号,分类,施密特缓冲器、施密特反相器,电压传输特性、符号,UT-一般为0.8V，UT+一般为1.6V。,UT=UT+UT-回差,24,uO,H,L,O,UT-,UT+,uI,(a)施密特反相器的电压传输特性与符号,25,UT+,UT-,H,L,(b)施密特缓冲器的电压传输特性与符号,uO,O,uI,uO,图7.3.3施密特触发器的电压传输特性和符号,26,FF有记忆作用。,如施密特反相器：,SchmittTrigger没有记忆作用。,当ui为高电平时，uo为低电平；,如基本SRFF：(SD=1),当ui变为低电平时，uo变为高电平；,27,2.由555定时器构成的施密特反相器,图7.3.4555定时器构成的施密特触发器,(a)电路,28,3.施密特触发器典型应用,(1)波形变换,(2)整形,(3)鉴幅,29,t,t,uO,uI,O,O,(a)波形变换,uI,uO,30,t,t,(b)整形,uI,uO,O,O,31,图7.3.5施密特触发器（缓冲器）的典型应用,t,t,(c)鉴幅,uI,uO,O,O,32,1.单稳态触发器,三、单稳态触发器,2.555定时器构成的单稳态触发器,(1)输出正脉冲宽度（暂态时间）tw=1.1RTCT,(2)恢复时间tre=(35)RonCT,(3)分辨时间tdtw+tre,33,图7.3.6555定时器构成的单稳态触发器,tw,tre,O,uC(u6),uO(Q),O,O,t,t,t,uI(u2),(b)波形,34,用555定时器构成的单稳态触发器对触发信号的要求：,(1)间隔应大于td,(2)触发脉冲的低电平宽度应小于tw,(3)触发脉冲的高电平应大于VCC/3，低电平应小于VCC/3,35,36,3.单稳态触发器典型应用,(1)定时,(2)整形,(3)延时,37,tW,(b)波形,uI,O,t,uI,O,t,uF,O,t,uO,t,图7.3.8单稳作为定时应用的典型电路,38,39,图7.3.8单稳