第八章脉冲产生与整形

1、第八章第八章 脉冲产生与整形脉冲产生与整形 波形变换电路波形变换电路 脉冲产生电路脉冲产生电路 施密特触发器施密特触发器 集成定时器集成定时器 第八章第八章 脉冲产生与整形脉冲产生与整形 555555定时器。定时器。 本章将介绍常用的脉冲变换、整形和产生电本章将介绍常用的脉冲变换、整形和产生电路路单稳态触发器单稳态触发器、施密特触发器施密特触发器、多谐振荡多谐振荡器器和多用途的和多用途的555555定时器定时器。重点重点: :脉冲电路的分析、脉冲电路的分析、 微分型单稳态触发器、微分型单稳态触发器、晶体振荡器、晶体振荡器、一、一、RC积分与微分电路积分与微分电路 第一节第一节 波形变换电路波形

2、变换电路 适当选取适当选取RC电路的时间常数，利用电容极板间的储电路的时间常数，利用电容极板间的储能变化，可实现信号的积分与微分。能变化，可实现信号的积分与微分。 积分电路应满足条件：积分电路应满足条件： = RC tWtWRC积分电路积分电路电路电路波形波形AYCRAY 输出电压不能突变，输出电压不能突变，电容电容C两端电压逐步升高。两端电压逐步升高。AYRCAYRC微分电路微分电路电路电路波形波形tW微分电路应满足条件：微分电路应满足条件： = RC 2UDD/3， 电路的输出电路的输出状态与状态与 无关，无关，所以所以 为任意为任意输入输入。 TRQ101则则C1输出为输出为1， Q=0

3、， OUT=0。T导通。导通。01二、二、CMOS集成定时器集成定时器7555的工作原的工作原理理 清零失效清零失效02. TH UDD/3；00 触发器保持触发器保持原状态不变。原状态不变。 C1输出为输出为0； C2输出为输出为0； TR18UDD4R25CO6TH3OUT7DQ 1Q 1RRRG1111G2TC1C2当当 H 时，时，R1清零失效清零失效第四节第四节 集成定时器集成定时器 Q=1，T管截止，管截止，OUT=1。C1=0；3. TH2UDD/3，TRUDD/3，C2=1， OUT=1称为电路称为电路置置位位或或置置“1”1”二、二、CMOS集成定时器集成定时器7555的工作

4、原的工作原理理 01101第四节第四节 集成定时器集成定时器 7555功能表功能表TR2UDD/32UDD/3UDD/3HHHHH截止截止导通导通导通导通不变不变不变不变不变不变LLLLL 集成定时器集成定时器75557555的主要参数：的主要参数：电源电压：电源电压： UDD= 3= 31818V 触发电流：触发电流： 50 50pA复位电流：复位电流： 100100pA 输出电压输出电压 UOL 0.10.1V( (UDD=15=15V, , IOL=3.2=3.2mA) ) UOH 14.814.8V( (UDD=15=15V, , IOH=1=1mA) )最大功耗最大功耗 300300

5、mWRTR18UDD4R25CO6THOUTDQ 1Q 1RRRG1111G2TC1C2清零失效清零失效第四节第四节 集成定时器集成定时器 三、三、555电路构成单稳态触发器电路构成单稳态触发器 触发前触发前00R1C0.01uF1010放电放电TR18UDD4R25CO6THOUTDQ 1Q 1RRRG1111G2TC1C200R1C0.01uF1010第四节第四节 集成定时器集成定时器 触发触发t00uCt0三、三、555电路构成单稳态触发器电路构成单稳态触发器 01011uI(TR)uC(D)uO(OUT) 当当D端端uC电压充电电压充电到到2UDD/3时，比较器时，比较器C1输出为高电

6、平，输出为高电平，Q端端为低电平，为低电平，T管输入为管输入为高电平，输出高电平，输出OUT翻翻转，转，T管导通。管导通。暂稳态结束暂稳态结束2UDD/3t12UDD/3010暂稳态结束暂稳态结束tw=1.1RCtre恢复时间恢复时间第四节第四节 集成定时器集成定时器 单稳态触发器的主要参数单稳态触发器的主要参数 1. 输出脉冲宽度输出脉冲宽度tW2. 恢复时间恢复时间tre)e1()(/DDC = Utut C通过通过T管导通电阻管导通电阻R放电，经过放电，经过(35)放放基本结束，基本结束，所以所以tre=(35) RC。三、三、555电路构成单稳态触发器电路构成单稳态触发器 td指为保证

7、单稳正常工作允许触发脉冲最小的时间指为保证单稳正常工作允许触发脉冲最小的时间间隔。显然间隔。显然 td= tWtre3. 分辨时间分辨时间td4. 输出脉冲幅度输出脉冲幅度UmUm决定于输出信号高低电平之差决定于输出信号高低电平之差 第一状态：电容第一状态：电容C上开始没有电上开始没有电荷，荷，TR=uC=0V，由功能表知：，由功能表知：TH=TR UDD /3，uO=高电平，高电平，T截止，截止，UDD经经R1、R2对对C充电，充电，是是TH逐渐升高。逐渐升高。uCuO0VUDDUDD/32UDD/3第四节第四节 集成定时器集成定时器 四、四、555电路构成多谐振荡器电路构成多谐振荡器 tW

8、1 0.7(R1 + R2)C tW2 0.7R2CuO5558 45137260.01uFCOR1COUTRUDDR2DTRTHuC向向C充电充电第二状态：第二状态： TH和和TR的电压逐步的电压逐步升高，当到达升高，当到达2UDD /3时，时， uO突突变低电平，变低电平， T导通，电容导通，电容C经过经过R2和和T管放电。管放电。C放电放电电容电容C经过经过R2和和T管放电，使得管放电，使得 TH和和TR的电压逐步下降，当降到的电压逐步下降，当降到UDD /3时，时， uO又变高电平，又变高电平， T截截止，重新对止，重新对C充电。回到一态。充电。回到一态。脉冲幅度脉冲幅度 Um UDD

9、 振荡频率振荡频率CRRf)2(43. 121 第四节第四节 集成定时器集成定时器 五、五、555电路构成电路构成锯齿波发生器锯齿波发生器六、六、555电路构成施密特触发器电路构成施密特触发器由同学们自学由同学们自学1.1.从电路结构和工作原理上看，基本从电路结构和工作原理上看，基本RS触发器、单稳态触发触发器、单稳态触发器和多谐振荡器具有相似的形式。但由于其反馈电路的不同，器和多谐振荡器具有相似的形式。但由于其反馈电路的不同，致使三者的工作特性具有本质的区别：基本致使三者的工作特性具有本质的区别：基本RS触发器具有两触发器具有两个稳态、单稳态触发器具有一个稳态，而多谐振荡器没有稳个稳态、单稳态触发器具有一个稳态，而多谐振荡器没有稳态。态。2. 单稳态触发器和多谐振荡器中暂稳态过程的长短取决于电单稳态触发器和多谐振荡器中暂稳态过程的长短取决于电路的时间常数，暂稳态时间通常是由其自身电路参数决定的，路的时间常数，暂稳态时间通常是由其自身电路参数决定的，不需要外部施加影响。不需要外部施加影响。 3.3.凡是含有凡是含有RC元件的脉冲电路，分析的关键就是电容的充元件的脉冲电路，分析的关键就是电容的充放电。放电。小小 结结4.4.施密特触发器是具有滞后特性的数字传输门，属于施密