ch10-波形产生和整形

广东工业大学自动化学院,第10章脉冲波形的产生和整形,数字电子技术基础教学课件,目录,广东工业大学自动化学院,10.1概述,广东工业大学自动化学院,一、获取矩形脉冲的方法,脉冲波形发生电路-多谐振荡器,2.脉冲波形整形电路-施密特触发器、单稳态触发器,在数字电路或系统中，常常需要各种脉冲波形，例如时钟脉冲、控制过程中的定时信号等。,10.1概述,广东工业大学自动化学院,二、描述矩形脉冲特性的主要参数,1.脉冲周期T2.脉冲幅度Vm3.脉冲宽度tW4.上升时间tr5.下降时间tf6.占空比qq=tw/T,10.2施密特触发器,广东工业大学自动化学院,一、施密特触发器的主要特点,施密特触发器属于电平触发器件，当输入信号达到某一定电压值时，输出电压会发生跃变。,2.电路有两个阈值电压。输入信号增加和减少时，电路的阈值电压分别是正向阈值电压（VT+）和负阈值电压（VT-）。,图形符号,二、施密特触发器的电压传输特性,10.2施密特触发器,广东工业大学自动化学院,同相输出施密特触发器,反相输出施密特触发器,10.2施密特触发器,广东工业大学自动化学院,三、施密特触发器的分类,门电路组成的施密特触发器,MSI集成施密特触发器,用555定时器组成的施密特触发器,按电路形式不同划分,2、用于鉴幅,1、用于波形变换,四、施密特触发器的应用,10.2施密特触发器,广东工业大学自动化学院,3、用于脉冲整形,10.2施密特触发器,广东工业大学自动化学院,10.3单稳态触发器,广东工业大学自动化学院,一、单稳态触发器的主要特点,电路在没有触发信号作用时处于一种稳定状态。,2.在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。,3.暂稳态是一个不能长久保持的状态，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。,暂稳态的持续时间与触发脉冲无关，仅决定于电路本身的参数(RC的数值)。,10.3单稳态触发器,广东工业大学自动化学院,二、单稳态触发器的分类,门电路组成的单稳态触发器,MSI集成单稳态触发器,不可重复触发单稳态触发器,可重复触发单稳态触发器,用555定时器组成的单稳态触发器,按电路形式不同划分,按工作特点划分,10.3单稳态触发器,广东工业大学自动化学院,三、单稳态触发器的应用,1.定时,该电路可用于频率计,10.3单稳态触发器,广东工业大学自动化学院,三、单稳态触发器的应用,2.延时,3.整形,10.4多谐振荡器,-自激振荡器，不需要外加触发信号,广东工业大学自动化学院,多谐振荡器的基本组成：,开关器件：产生高、低电平,反馈延迟环节（RC电路）：利用RC电路的充放电特性实现延时，输出电压经延时后,反馈到开关器件输入端，改变电路的输出状态,以获得所脉冲波形输出。,用非门构成的多谐振荡器（对称、非对称、环形）用施密特触发器构成的多谐振荡器,10.4多谐振荡器,广东工业大学自动化学院,石英晶体多谐振荡器,年美国卡第提出用石英压电效应调制电磁振荡的频率。巴黎广播电台首先用严济慈制作的石英振荡片实现了无线电播音中的稳频，随后各国相继采用，使无线广播振荡电磁回路稳频成为压电晶体的最重要应用之一。,10.4多谐振荡器,广东工业大学自动化学院,10.5555定时器及其应用,555定时器是一种中规模集成电路，以它为核心，在其外部配上少量阻容元件，就可方便构成多谐振荡器、施密特触发器、单稳态触发器等。由于使用灵活、方便，因此555定时器在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到应用。,广东工业大学自动化学院,555定时器根据内部器件类型可分为双极型和单极型，均有单或双定时器集成电路。双极型型号为555（单）和556（双），电源电压使用范围为516V，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；单极型型号为7555（单）和7556（双），电源电压范围为318V，但输出电流在4mA以下。,电阻分压电压比较器（C1,C2）SR锁存器（G1,G2）输出缓冲器（G3,G4）OC输出的三极管（TD）,10.5555定时器及其应用,广东工业大学自动化学院,一、电路结构,二、工作原理（功能表）,10.5555定时器及其应用,广东工业大学自动化学院,二、工作原理（功能表）,10.5555定时器及其应用,广东工业大学自动化学院,二、工作原理（功能表）,10.5555定时器及其应用,广东工业大学自动化学院,0,1,0,1,二、工作原理（功能表）,10.5555定时器及其应用,广东工业大学自动化学院,1,0,1,1,0,1,0,二、工作原理（功能表）,10.5555定时器及其应用,广东工业大学自动化学院,1,1,1,二、工作原理（功能表）,10.5555定时器及其应用,广东工业大学自动化学院,1,1,1,1,0,1,0,0,1,0,0,1,555定时器不仅提供了一个复位电平为2VCC/3、置位电平为VCC/3、且可通过RD端直接从外部对SR锁存器和输出进行置0；还给出了一个状态受SR锁存器控制的晶体管开关，因此使用起来非常灵活。,1.用555定时器接成施密特触发器,三、555定时器的应用,10.5555定时器及其应用,广东工业大学自动化学院,电路图,1.用555定时器接成施密特触发器,10.5555定时器及其应用,广东工业大学自动化学院,电压传输特性,如何改变电路的阈值电压和回差电压?,施密特触发器的应用,波形变换,波形产生电路(多谐振荡器),施密特触发器的应用,2.用555定时器接成单稳态触发器,10.5555定时器及其应用,广东工业大学自动化学院,电路图,2.用555定时器接成单稳态触发器,10.5555定时器及其应用,广东工业大学自动化学院,工作原理,没有触发信号时(iVCC/3),电路处于稳态，VO=0，TD导通。,0,2.用555定时器接成单稳态触发器,10.5555定时器及其应用,广东工业大学自动化学院,暂稳态输出的宽度,如将5脚接电压V,电路的脉宽会改变吗?V增加,脉宽如何改变?,对输入电压vi的脉宽有何要求?,若vi的宽度过宽?,脉冲宽度调制器(电压/脉宽变换电路),工作波形,单稳态触发器的应用,电路是可重复触发的单稳?,单稳态触发器的应用,用555定时器组成可重复触发单稳,单稳态触发器的应用,3.用555接成多谐触发器,10.5555定时器及其应用,广东工业大学自动化学院,电路图,3.用555接成多谐触发器,10.5555定时器及其应用,广东工业大学自动化