第9章-脉冲电路1

1、第第9章章脉冲电路 9.1.19.1.1脉冲信号脉冲信号 9.1.29.1.2脉冲电路脉冲电路 9.1 概述概述 (a) (b) (c) (d) (e) 图10- -1- -1 脉冲波形 9.1.19.1.1脉冲信号脉冲信号 狭义地说，狭义地说，脉冲波形脉冲波形是指一种持续时间极短的电压或电流是指一种持续时间极短的电压或电流 波形；广义上，凡不具有连续正弦波形状的信号，几乎都可以波形；广义上，凡不具有连续正弦波形状的信号，几乎都可以 通称为通称为脉冲波形脉冲波形。 trtf Vm tw T 0.9Vm 0.5Vm 0.1Vm 图10- -1- -2 实际的矩形脉冲波形 脉冲休止期脉冲休止期脉宽

2、脉宽周期周期 上升时间上升时间(前沿前沿)下降时间下降时间(后沿后沿) 9.1.29.1.2脉冲电路脉冲电路 脉冲电路脉冲电路是用来产生和处理脉冲信号的电路。是用来产生和处理脉冲信号的电路。 脉冲电路可以用分立晶体管、场效应管作为开关和脉冲电路可以用分立晶体管、场效应管作为开关和RC或或RL 电路构成，也可以由集成门电路或集成运算放大器和电路构成，也可以由集成门电路或集成运算放大器和RC充、放充、放 电电路构成。电电路构成。 常用的有脉冲波形的产生、变换、整形等电路，如双稳态常用的有脉冲波形的产生、变换、整形等电路，如双稳态 触发器、单稳态触发器、自激多谐振荡器、射极耦合双稳态触触发器、单稳态

3、触发器、自激多谐振荡器、射极耦合双稳态触 发器（施密特电路）及锯齿波电路。发器（施密特电路）及锯齿波电路。 + - - + - - & & 1 VCC R vCO vI1 vI2 vO vO 8 4 5 6 2 7 1 TD G2 G1 G3 3 R2 VREF2 VREF1 k5 k5 k5 R1 C2 C1 图10- -3- -1 555定时器电路结构 9.1.39.1.3555555定时器的电路结构定时器的电路结构 电压比较器，若电压比较器，若v+v- -， 则输出为高电平，反之输则输出为高电平，反之输 出为低电平。出为低电平。 基本触发器基本触发器 置置0端，低电平有效端，低电平有效

4、泄放三极管，为外接泄放三极管，为外接 电容提供充、放电回路。电容提供充、放电回路。 输出缓冲器，起整形和提高负载的作用。输出缓冲器，起整形和提高负载的作用。 。和和分压，分别为分压，分别为参考电压，由分压电阻参考电压，由分压电阻 CC 3 1 CC 3 2 VV VCC(8) R(4) vco(5) vI1(6) vI2(2) vO(7) vO 图10- -3- -2 用555定时器构成施密特触发器 (1) (3) vI VCC F01. 0 9.2.19.2.1用用555555定时器构成施密特触发器定时器构成施密特触发器 vI Ot vO O t CC 3 2V CC 3 1V 图10- -

5、3- -3 图10- -3- -2所示电路工作波形 为高电平。为高电平。平，输出平，输出 输出低电输出低电为低电平。为低电平。平，平， 为高电为高电时，时，当当 O 1C2 C1CC 3 1 I G v v vVv 变。变。 不不均为高电平，状态保持均为高电平，状态保持和和 时，时，当当 C2 C1CC 3 2 ICC 3 1 v vVvV ，状态发生一次翻转。，状态发生一次翻转。 为为为高电平。使输出为高电平。使输出平，平， 为低电为低电时，时，当当 OL OC2 C1CC 3 2 I V vv vVv 又发生一次翻转。又发生一次翻转。 ，状态，状态低电平，使输出低电平，使输出 为为时，时，

6、下降至下降至当当 OHO C2CC 3 1 I Vv vVv 由分析可知，该电路可以完成波形变换等功能，其上限触由分析可知，该电路可以完成波形变换等功能，其上限触 发电平为发电平为 CC 3 2 T VV 下限触发电平为下限触发电平为 CC 3 1 -T VV 回差为回差为 CC 3 1 T VV VCC(8) R(4) vco(5) vI1(6) vI2(2) vO(7) vO 图10- -3- -4 用555定时器构成单稳态触发器 (1) (3) vI VCC F01. 0 R C 9.3.19.3.1用用555555定时器构成单稳态触发器定时器构成单稳态触发器 TD三极管的集电极输出三极

7、管的集电极输出 vO(7)端通过电阻端通过电阻R接接VCC，构，构 成反相器。成反相器。TD反相器输出端反相器输出端 v O(7)接电容 接电容C到地，同时到地，同时 vO(7)和和vI1(6)端连接在一起，端连接在一起， 构成构成积分型单稳态触发器积分型单稳态触发器。 当当vI=VCC时，时，vC2输出高电平。输出高电平。VCC通过通过R对对C充电，使充电，使vI1(6) 电位上升，当电位大于电位上升，当电位大于(2/3)VCC时，时，vC1输出低电平，输出低电平，vO为低电为低电 平平。同时，。同时，TD导通，导通，C通过通过TD放电，当小于放电，当小于(2/3)VCC时，时，vC1输输

8、出高电平，最后出高电平，最后C放电至放电至0，达到，达到稳态稳态。 vC Ot vO O t CC 3 2V CC 3 1V 图10- -3- -5 单稳态触发器工作波形 vI O t 当当vI下降沿到达时，下降沿到达时，vI=0， vC2输出低电平，使得输出输出低电平，使得输出vO为高为高 电平。电路受触发发生一次翻转。电平。电路受触发发生一次翻转。 由于由于G1输出低电平，使输出低电平，使TD截截 止，止，VCC通过通过R对对C充电，电路进充电，电路进 入暂稳态。电容充电使得入暂稳态。电容充电使得vC(vI1) 电位上升。电位上升。 当当vC(vI1)(2/3)VCC时，时，vC1输出低电

9、平，使得输出输出低电平，使得输出vO为低电为低电 平，电路自动翻转一次，暂稳态结束，恢复到稳态。平，电路自动翻转一次，暂稳态结束，恢复到稳态。 由分析可知，暂稳态持续时间为由分析可知，暂稳态持续时间为 RCRCt VV V 1 . 1ln CC 3 2 CC CC W VCC(8) R(4) vco(5) vI1(6) vI2(2) vO(7) vO 图10- -3- -6 用555定时器构成自激 多谐振荡器 (1) (3) VCC F01. 0 R2 C R1 (a) C vO 1 (b) 1 1 VCC R1 R2 9.4.1 9.4.1 用用555555定时器构成多谐振荡器定时器构成多谐

10、振荡器 将将vI1(6)和和vI2(2)连在一起，连在一起， 作为输入信号作为输入信号vI，构成施密特，构成施密特 电路形式。将电路形式。将TD输出端输出端(7)通过通过 电阻电阻R1接到接到VCC，构成反相器，构成反相器 形式；其输出再经过形式；其输出再经过R2C积分积分 电路反馈至电路反馈至vI，构成，构成自激多谐自激多谐 振荡器振荡器。 接通电源时，接通电源时，vC(vI1(6)和和 vI2(2)为低电平，为低电平，vC1为高电平，为高电平， vC2为低电平，为低电平，vO为高电平。为高电平。 VCC通过通过(R1+R2)对对C充电，电路充电，电路 进入暂稳态。进入暂稳态。 vC Ot

11、vO O t CC 3 2V CC 3 1V 图10- -3- -7 自激多谐振荡器 工作波形 tw1tw2 当电容充电使得当电容充电使得vC(2/3)VCC时，时， vC1输出低电平，输出低电平，vO翻转为低电平，电翻转为低电平，电 路发生一次自动翻转。路发生一次自动翻转。 同时，由于同时，由于G1输出高电平，使得输出高电平，使得 TD导通，导通，C通过通过R2、TD放电，电路进放电，电路进 入 另 一 暂 稳 态 。 当 电 容 放 电 使 得入 另 一 暂 稳 态 。 当 电 容 放 电 使 得 vC(1/3)VCC时，时，vO翻转为高电平，电翻转为高电平，电 路又一次自动翻转。路又一次自动翻转