数字章脉冲单元电路PPT课件

1、一、555定时器的电路结构7.2 集成555定时器电压比较器的功能： v+ v- vO=1 v+ v- vO=0由以下几部分组成：（1）三个5k电阻组成的分压器。（2）两个电压比较器 C1和C2。C1v+vvOCC&1RSG5k5k5k12VRvvvCCDICI1I2O(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位v阈值输入控制电压触发输入O(7)vT,放电端(1)1/3VCC2/3VCC（3）基本RS触发器Q（4）缓冲器GvO(5)放电三极管 T第1页/共35页12658437Ov,vI2I1vvICVCCvO555DR电路符号CC&1RSG5k5k5k12VRvvvCCDIC

2、I1I2O(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位v阈值输入控制电压触发输入O(7)vT,放电端(1)1/3VCC2/3VCCQvO第2页/共35页二工作原理CC&1RSG5k5k5k12VRvvvC CDICI1I2O(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位v阈值输入控制电压触发输入O(7)vT,放电端(1)1/3VCC2/3VCCQvO阈值输入阈值输入vI1触发输入触发输入vI2复位复位RD输出输出vo三极管三极管T(6)(2)(4)(3)状态状态2/3VCC2/3VCC2/3VCC1/3VCC1/3VCC1/3VCC0111010不变不变导通导通截止截止导通导通不变不变功

3、能表(R=1)(R=1)(R=0)(S=0)(S=1)(S=1)(S=0)1/3VCC(S=1)2/3VCC(R=1)(R=0)(2)(6)控制电压端控制电压端(5)一般不接，若一般不接，若(5)端加电压，则影响比较值。端加电压，则影响比较值。第3页/共35页7.3 施密特触发器施密特触发器施密特触发器具有回差电压特性，能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。一. 用555定时器构成的施密特触发器1. 电路组成及工作原理vItO1vt1/3VCC2/3VCC(S=0)(R=1)(S=1) (R=1)(R=0)(S=1)上限阈值电压VT+下限阈值电压VT-回差VT1265VCCRDO

4、55537vvI2I1vIC84IvCCVv第4页/共35页2. 电压滞回特性和主要参数 上限阈值电压VT+ vI上升过程中，输出电压vO由高电平VO H跳变到低电平VOL时，所对应的输入电压值。VT+=2/3VCC。 下限阈值电压VT- vI下降过程中，vO由低电平VOL跳变到高电平VOH时，所对应的输入电压值。 VT- =1 /3VCC。 回差电压VT VT= VT+VT-=1 /3VCC1/3VCCVoVi0传输特性传输特性VOHVOL2/3VCCVT+VT-VTvItO1vt1/3VCC2/3VCCVT+VT-VT第5页/共35页OVIV电路符号O2vtO1vtVCC21265VCCR

5、DO5553Ov7vvI2I1vIC8412IvCCVVCC 2RvCv5kS1(2)2/3V(7)(6)v&放电端I1(3)GV&vO1CC(4)TCCCI2(8)5k5k2RCC(1)&11/3VVO21RvIvCC2vO1（5）第6页/共35页二二 施密特触发器的应用举例施密特触发器的应用举例1. 用作整形电路把不规则的脉冲信号整形成为矩形脉冲。输出VT+VT-2. 用作接口电路将模拟电路的缓慢变化的信号，转换成为符合数字系统要求的脉冲波形。 正正弦弦波波振振荡荡器器1VO输入第7页/共35页 3. 用于脉冲鉴幅从一系列幅度不同的脉冲信号中，选出那些幅度大于VF的

6、输入脉冲。 VIOVItVT-T+V0VOV0tVF第8页/共35页0vCtvO0t7.4 多谐振荡器26VCCRDO5 55 55 53vI2I1v84v7RRVCC12C150.01FC1vCP2/3VCC1/3VCC(S=0)(R=1)(S=1)(R=1)(R=0)(S=1)VCCT止T通CRR)(211 CR22 T止T通多谐振荡器能产生矩形脉冲波的电路(脉冲信号产生器)。一 用555定时器构成的多谐振荡器1. 电路组成及工作原理vOT第9页/共35页1)()0()()(CCCC tevvvtv CCC)(Vv CCC31)0(Vv CC1C32)(VTv TT1T20vctvo0t2

7、/3VCC1/3VCC2. 振荡频率的估算（1）电容充电时间T1：)()()()(lnCCCC1110TvvvvTCRR)(7 . 021CCCCCCCC113231lnVVVVT 10.7 （2） 电容放电时间T2CR.T2227070 CRR)(211 CR22 （三要素法计算）11)()0()()(CCC1C TevvvTv 第10页/共35页2. 振荡频率的估算（5）输出波形占空比qCR.T2227070CRRTf)2(43. 1121 212112RRRRTTq （4）电路振荡频率fTT1T20vctvo0t2/3VCC1/3VCCCRRT)(7 . 07 . 02111 （3）电路

8、振荡周期TT=T1+T2=0.7(R1+2R2)C第11页/共35页 二二 占空比可调的多谐振荡器电占空比可调的多谐振荡器电路路T1=0.71 T2=0.72 CR11CR222111TTTTTq 占空比：当电位器调至中点时：R1= R2T1 =T2q=50%1R26VCCRDO5553vI2I1v84v7VCCC150.01 uFC1vCDD122R第12页/共35页1. 简易温控报警器26VCCRD5553vI2I1v847RRVCC12C150.01C110/10VC220k100k0.013R2k（ +6V）T3AX31ICEO三多谐振荡器应用实例三多谐振荡器应用实例第13页/共35页

9、 2. 双音门铃1vI1812R5550.0115CRRD427VI26vCC3k3k0.1R44.7k3C47CDD122CP3R3.9kCCV（ +6V）C24738PAN第14页/共35页7.5 单稳态触发器 单稳态触发器输出有一个稳态和一个暂稳态；在输入触发脉冲作用下进入暂稳态；暂稳状态维持一段时间后，自动返回到稳态。一 用555定时器组成 单稳态触发器 1. 电路组成及工作原理26VCCRDO5553vI2I1v84v7VCCC15vCvIRC0.011FvO第15页/共35页稳态S=1R=1暂稳态T止T通S=0CR1VCCS=1R=1R=02=RCESC2Ov3CCOtVOtCvO

10、ItvT通R=126VCCRDO5553vI2I1v84v7VCCC15vCvIRC0.011FvO稳态 单稳态触发器输出有一个稳态和一个暂稳态；在输入触发脉冲作用下进入暂稳态；暂稳状态维持一段时间后，自动返回到稳态。CC31V第16页/共35页2. 主要参数估算(1) 输出脉冲宽度tW（用三要素法计算）reWminmax11ttTf CRVVVtvvvvtWW1 . 1320ln)()()0()(lnCCCCCC1CCCC1 （2）恢复时间tre tre=(35)2（3）最高工作频率fmax vI周期的最小值： T tW稳态暂稳态CR1VCC2=RCESC2Ov3CCOtVOtCvOItv注

11、意：要求输入窄脉冲触发tPtP tWR=0S=0Tmin= tWtre最高工作频率:第17页/共35页26VCCRDO5553vI2I1v84v7VCCC15vCvIR0.01uvOCdRdvd微分网络微分网络3.允许输入宽脉冲触发的单稳VCCvIvdtWtPvOvC第18页/共35页(3)vV1/3VCCSC C(8)&C&I2C(7)I5k放电端5k(1)C2/3VGR5kvv1CR2v(6)C C1I1T&(2)v(4)O第19页/共35页 1. 整形 单稳态触发器能够把不规则的输入信号vI，整形成为幅度和宽度都相同的标准矩形脉冲vO。vO的幅度取决于单稳态电路输

12、出的高、低电平，宽度由tW决定。IvvOtW二单稳态触发器的应用第20页/共35页2. 延时与定时（1）延时图中，vO的下降沿比vI的下降沿滞后了时间tW。（2）定时1vIvO单稳&与门vFOvvItWvOvFOv与门打开的时间是单稳输出脉冲v/O的宽度tW。第21页/共35页3. 触摸定时控制开关 555定时器构成单稳态触发器。只要用手触摸一下金属片P，由于人体感应电压相当于在触发输入端（管脚2）加入一个负脉冲，555输出端输出高电平，灯泡（RL）发光，当暂稳态时间（tW）结束时，555输出端恢复低电平，灯泡熄灭。该触摸开关可用于夜间定时照明，定时时间可由RC参数调节。8476215

13、3555+VCCRLR2100kC100ufC10.01uf(+6V)P1MR1第22页/共35页4. 触摸、声控双功能延时灯555和T1、R3、R2、C4组成单稳定时电路，定时（即灯亮）时间约为1分钟。当击掌声传至压电陶瓷片时，HTD将声音信号转换成电信号，经T2、T1放大，触发555，使555输出高电平，触发导通晶闸管SCR，电灯亮；同样，若触摸金属片A时，人体感应电信号经R4、R5加至T1基极，也能使T1导通，触发555，达到上述效果。84762153C447C0.01555N EA220VR3R1M220kSCRMCR1004.7M4.7MR4R5R6R71M10k5C0.022TT1

14、290149013HTDC3220D1N4004C10.56/400V1R3300.01C2VD D（ +6V ）DW2CW13第23页/共35页二单稳态触发器的重复触发（1） 不可重复触发的单不可重复触发的单稳态触发器稳态触发器（2） 可重复触发的单稳可重复触发的单稳态触发器态触发器第24页/共35页可重复触发的单稳态触发器可重复触发的单稳态触发器第25页/共35页三集成单稳态触发器三集成单稳态触发器7412174121A1、A2是下沿有效的触发信号输入端，B是上沿有效的触发信号输入端。AABvovoextCRintCextextRVCCGND10111491634512774121保持稳态

15、0 10 10 10 10 1 0 1 01 1 下沿触发1 1 1 1 1上沿触发工作特征vO vO输 出0 0 A1 A2 B输 入74121功能表第26页/共35页集成单稳态触发器7412174121的外部元件连接方法: :（b）使用内部电阻Rint且电路为上升沿触发的连接方式。AABovovextCintRextextCRCCVGND10111491634512774121CCVextR1vICext(a)AABovovextCintRextextCRCCVGND10111491634512774121vICextCCV(b)（a）使用外部电阻Rext且电路为下降沿触发的连接方式。第2

16、7页/共35页74121的主要参数 (1) 输出脉冲宽度tW 使用外接电阻： tW 0.7RextC 使用内部电阻： tW 0.7RintC（2）输入触发脉冲最小周期Tmin Tmin= tWtre（3）周期性输入触发脉冲占空比q 定义： q = tW/T 最大占空比： qmax= tW/ Tmin 74121内部电阻=2k，外接电阻Rext可在1.440k之间选择， 外接电容C可在10pF10F之间选择， 所以，当R=2k时， 最大占空比qmax为67%； 当R=40k时，最大占空比qmax可达90%。第28页/共35页83475551256VCCCRRTRe12vIOvvC练习一：下电路是

17、由555构成的锯齿波发生器，三极管T和电阻R1、R2、Re构成恒流源电路，给定时电容C充电，当触发输入端输入负脉冲后，画出触发脉冲、电容电压VC及555输出端vo的电压波形，并计算电容C的充电时间。 。VIVCVoCC3V2tpo充电电流：充电电流：充电时间：充电时间：eCC211E)7 . 0(RVRRRIECCpo32ICVt第29页/共35页练习二：下图所示电路是由两个555定时器构成的频率可调而脉宽不变的方波发生器，试说明其工作原理；确定频率变化的范围和输出脉宽；解释二极管D在电路中的作用。CRD5V1CC60.0124555v8I13vI2CCCRD5V1CCR0.015v4C55583VFF67R4D2Ov1R3R2R71C23AB第30页/共35页练习三：下 图为一心律失常报警电路，图中vI是经过放大后的心电信号，其幅值vIm=4V。（1）对应vI分别画出图中vo1、vo2、vo三点的电压波形；（2）说明电路的组成及工作原理。126555Iv57VCC(+5V)84