数字电子技术基础-脉冲产生与整形电路

第六章脉冲产生与整形电路,6.0概述6.1施密特触发器6.2单稳态触发器6.3多谐振荡器,概述,一、矩形脉冲的基本特性,1.矩形脉冲的二值性,矩形脉冲,二进制数字信号,高、低电平,1、0,2.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,3.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,二、555定时器,1.电路组成,分压器,比较器,RS触发器,输出缓冲,晶体管开关,2.基本功能,0,UOL,饱和,2VCC/3,111,UOL,VCC/3,饱和,VCC/3,不变,不变,2VCC/3,VCC/3,UOH,截止,0,1,1,0,3.555定时器的外引脚和性能,6.1施密特触发器,6.1.1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,1.电路,2.工作原理,1.uI从0上升到VCC的过程,(1)uI1/3VCC时,uC1=1uC2=0,Q=1,uo1=UOH,(2)1/3VCC2/3VCC时,uC1=0uC2=1,Q=0,uO1=UOL,(2)1/3VCCuI2/3VCC时,uC1=uC2=1,uO1=UOL保持,(3)uI2/3VCC,uC1=0uC2=1,TD导通uO=UOL,-暂稳态,电容经R2、TD放电,uCuC1/3VCC,uC1=1uC2=0,TD截止uO=UOH,-暂稳态I,电容重复充放电过程，电路在暂稳态I、暂稳态之间来回翻转(即振荡)，输出矩形脉冲。,3.波形图,二、振荡频率的估算和占空比可调电路,(1)C充电时间tw1,uC（0+）=VCC/3,uC（）=VCC,充电时间常数,1=（R1+R2）C,(2)C放电时间tw2,可求得:,放电时间常数,2=R2C,1.振荡频率的估算,(3)振荡频率f,tw1=0.7(R1+R2)C,tw2=0.7R2C,T=0.7（R1+2R2）C,振荡周期：,振荡频率：,占空比：,2.占空比可调电路,tw1=0.7R1C,tw2=0.7R2C,6.3.2石英晶体多谐振荡器,特点：频率稳定，精度高。,一、石英晶体,符号,电感性,电容性,选频特性,当f=f0时，电抗X=0。石英晶体的固有振荡频率f0由结晶方向、外形尺寸决定；频率稳定度(f0/f0)可达10-1010-11。,二、石英晶体振荡器,1.组成,2.工作原理,当uo的频率f=f0时，反馈最强，信号最容易通过，而其他频率的信号经过石英晶体时被衰减。因此，振荡器的工作频率为f0。,6.1.3多谐振荡器应用举例,一、秒信号发生器,T触发器,32768Hz,16384Hz,1Hz,2Hz,二、模拟声响电路,水位监控报警电路,水位正常情况下，电容C被短接，扬声器不发音；水位下降到探测器以下时，多谐振荡器开始工作，扬声器发出报警。,简易电子琴电路图,本章要