2022年医学专题—第七章脉冲波形的产生和整形课件

1、2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形第七章脉冲波形的产生(chnshng)和整形 7.1 概述概述(i sh) 7.2 施密特触发器施密特触发器 7.3 单稳态触发器单稳态触发器 7.4 多谐振荡器多谐振荡器 7.5 555定时器及其应用定时器及其应用第一页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形7.1 概述概述一、获取一、获取(huq)矩形脉冲的方法矩形脉冲的方法1. 脉冲波形发生电路脉冲波形发生电路2. 脉冲波形整形电路脉冲波形整形电路二、描述矩形脉冲特性的主要参数二、描述矩形脉冲特性的主要参数第二页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形7.2

2、 施密特触发器施密特触发器7.2.1 用门电路组成用门电路组成(z chn)的施密特触发器的施密特触发器21210RRVVVVVDDTHOLDDOH，且，第三页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形100IOIATHIOOVVVVVVVV当时，。当至时，进入传输特性的放大区，故OOHVV使 电 路 迅 速 跳 变 到21122(1)ATHIITTHRRVVVVVVRRR第四页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形111IOIATHAOOVVVVVVVV当时，。当至时，进入传输特性的放大区，故OLOVV 使电路迅速跳变到21212()(1)ATHDDDDT

3、ITTHRVVVVVRRRVVVR第五页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形12(1)ITTHRVVVR12(1)ITTHRVVVR11222TTTTHDDVVVRRVVRR回差电压第六页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形施密特触发器的主要特点施密特触发器的主要特点(tdin)：输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换的输入电平输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换的输入电平不同不同电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边沿变陡电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边沿变陡第七页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形7.2.2

4、施密特触发器的应用施密特触发器的应用用于波形用于波形(b xn)变换变换第八页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形7.2.2施密特触发器的应用施密特触发器的应用(yngyng)用于鉴幅用于鉴幅第九页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形7.2.2 施密特触发器的应用施密特触发器的应用用于脉冲用于脉冲(michng)整形整形第十页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形7.2.3 用施密特触发器构成用施密特触发器构成(guchng)的多谐振荡器的多谐振荡器12lnlnDDTTDDTTVVVTTTRCRCVVV调节调节(tioji)R和和

5、C的大小，可以改变振荡周期的大小，可以改变振荡周期第十一页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形1221lnlnDDTTDDTTVVVTTTR CRCVVV输出输出(shch)脉冲占空比可脉冲占空比可调调第十二页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形7.4 多谐振荡器（自激振荡，不需要外加多谐振荡器（自激振荡，不需要外加(wiji)触发信号）触发信号）7.4.1 对称式多谐振荡器对称式多谐振荡器一、工作原理（一、工作原理（TTL）(1)静态（未振荡）时状态是不稳定的。静态（未振荡）时状态是不稳定的。 G1、G2工作在电压传输特性的转折区或线性区，即工作在

6、工作在电压传输特性的转折区或线性区，即工作在放大状态。放大状态。第十三页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形11!221212(2),IIOIOOOVVVVVVVCC由于“扰动”使有微小，则有：使迅速跳变为低，而迅速跳变为高。电路进入第一个暂稳态开始充电，开始放电。第十四页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形222111221(3),ITHIOIOOOVVVVVVVVCC当充至时，再将起引起如下正反馈：使迅速跳变为高，而迅速跳变为低。电路进入第二个暂稳态开始充电，开始放电。第十五页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形二、电压二、

7、电压(diny)波形波形第十六页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形7.4.2 非对称式多谐振荡器非对称式多谐振荡器一、工作一、工作(gngzu)原理（原理（CMOS）1F22CRC把对称式多谐振荡器电路中的和去掉，只要在电路中保留，电路就仍然没有稳定状态，而只能在两个暂稳态之间往复振荡。第十七页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形第十八页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形7.4.3 环形环形(hun xn)振荡器振荡器一、最简单的环形振荡器一、最简单的环形振荡器第十九页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整

8、形二、实用二、实用(shyng)的环形振荡器的环形振荡器2pdRCt第一步：增加积分 环节,加大。1CG第二步：为获取更大 延迟,将 的接地 端改至输出。（TTL）第二十页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形,pdRCf RRCTRC通过调整 、改（ 不能太大）常数远大于因此周期主要计算环节第二十一页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形7.4.5 石英石英(shyng)晶体多谐振荡器晶体多谐振荡器1922年美国年美国 卡第提出卡第提出(t ch)用石英压用石英压电效应调制电磁振荡的频率。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巴黎广播电

9、台首先用严济慈制作的石英振荡片实现了无线电播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，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成为压电晶体的最重要应用之一。第二十二页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形7.5 555定时器及其应用定时器及其应用7.5.1 555定时器定时器 （数（数/模混合模混合IC）一、电路结构一、电路结构(jigu)电压比较器（电压比较器（C1,C2）锁存器锁存器输出缓冲器（输出缓冲器（G3,G4）放电三极管（放电三极管（TD）第二十三页，共四十八页。2022年医学

10、专题第七章脉冲波形的产生和整形输输 入入输输 出出0XX0导通导通10导通导通1不变不变不变不变11截止截止11截止截止23CCV3CCV23CCV23CCV23CCV3CCV3CCV3CCVDR1IV2IVOVDT入的关系）二、功能表（输出与输第二十四页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形7.5.2 用用555定时器接成施密特触发器定时器接成施密特触发器工作工作(gngzu)原理原理,?,?ITITVVVV使电路状态发生转变的值使电路状态发生转变的值第二十五页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形COV第二十六页，共四十八页。2022年医学专题第七章

11、脉冲波形的产生和整形用用555555接成的施密特触发器接成的施密特触发器 多谐振荡器（原理多谐振荡器（原理(yunl)(yunl)性电路）性电路） v vo o VCC 8 4 555 6 2 R 0.01 F 7 3 5 1 C 第二十七页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形7.5.3 用用555定时器接成单稳态触发器定时器接成单稳态触发器单稳态触发器的特点：单稳态触发器的特点：有一个有一个稳态稳态和一个和一个暂稳态暂稳态。在外界触发在外界触发(chf)(chf)信号作用下，能从信号作用下，能从稳态稳态暂稳态暂稳态， 维持一段时间后维持一段时间后自动自动返回稳态。返回稳

12、态。暂稳态维持的时间长短取决于电路的内部参数。暂稳态维持的时间长短取决于电路的内部参数。第二十八页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形 用用555定时器接成单稳态触发器定时器接成单稳态触发器第二十九页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形外加触发信号外加触发信号( (下降下降(xijing)(xijing)沿沿) )，电路转换到暂态，输出为，电路转换到暂态，输出为1 1触发触发(chf)(chf)信号消除后，电容充电电路自动转换到稳态输出为信号消除后，电容充电电路自动转换到稳态输出为0 0没有触发信号时没有触发信号时( )( )电路处于稳态，输出为电路

13、处于稳态，输出为0 0 VCC vI R vO 0.01 F C vC 8 4 555 7 6 2 3 5 1 13ICCVV第三十页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形性能参数：性能参数：暂稳态输出暂稳态输出(shch)的宽的宽度度0ln23 ln3CCwCCCCVtRCVVRC的宽度有何要求？对IV的宽度过宽？若IV第三十一页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形是否可以重复触发？1,0,IODVVT稳态：导通1211,1,03ICICCDCVVVVQTCV触发时只要降至则截止开始充电第三十二页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和

14、整形7.5.4 用用555接成多谐触发器接成多谐触发器第三十三页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形12122122120()lnln0()ln2ln2(2)ln2CCTTCCTTVVVTTTRR CR CVVVRR CR CRR C%5022121RRRRq第三十四页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形112()qRRR第三十五页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形.uC.+UCC4876213CR1R25. 水位正常情况下，电容水位正常情况下，电容C被短接，扬声器不发音；水位被短接，扬声器不发音；水位下降到探测器以下时，多谐

15、振荡器开始下降到探测器以下时，多谐振荡器开始(kish)工作，扬声器工作，扬声器发出报警。发出报警。+第三十六页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形短时用照明短时用照明灯灯48162357uouiUCCSRCuituottp若若S S未按下未按下, , 则则 ui = 1 = 1 若若S S按下按下, , 则则 ui = 0 = 0 第三十七页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形uo按一下按一下按钮按钮 S未按未按0KT的线圈的线圈不通电不通电KT 的触点的触点断开断开灯灯灭灭1通电通电闭合闭合亮亮灯亮的时间为：灯亮的时间为： tp = 1.1 R

16、C48162357uOuiUCCCSKTKTD1D2R第三十八页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形555定时器的更多应用定时器的更多应用(yngyng)第三十九页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形多谐振荡器应用多谐振荡器应用(yngyng)实例实例1. 简易简易(jiny)温控报警器温控报警器第四十页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形 2. 双音门铃双音门铃(mn ln) 如何如何(rh)改为变调？改为变调？第四十一页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用(yngyn

17、g)1. 延时与定时延时与定时(dn sh)（1）延时）延时图中，图中，v/O的下降沿比的下降沿比vI的下降沿滞后的下降沿滞后(zh hu)了了时间时间tW。（2）定时）定时当当v/O=1时时,与门打开与门打开, vO= vF。当。当v/O=0时，时，与门关闭与门关闭,vO为低电平为低电平。与门打开的时间是。与门打开的时间是单稳输出脉冲单稳输出脉冲v/O的宽的宽度度tW。第四十二页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形 2. 整形整形(zhng xng) 单稳态触发器能够把不规则的输入单稳态触发器能够把不规则的输入(shr)信号信号vI，整形成为，整形成为幅度和宽度都相同的

18、标准矩形脉冲幅度和宽度都相同的标准矩形脉冲vO。vO的幅度取决于单的幅度取决于单稳态电路输出的高、低电平，宽度稳态电路输出的高、低电平，宽度tW决定于暂稳态时决定于暂稳态时间。间。IvvOtW第四十三页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形3. 触摸定时触摸定时(dn sh)控制开关控制开关只要用手触摸一下金只要用手触摸一下金属片属片P，由于人体感，由于人体感应电压相当于在触应电压相当于在触发输入端（管脚发输入端（管脚2）加入一个负脉冲，加入一个负脉冲，555输出端输出高电平，输出端输出高电平，灯泡（灯泡（RL）发光，当）发光，当暂稳态时间（暂稳态时间（tW）结）结束束(jish)时，时，555输出输出端恢复低电平，灯泡端恢复低电平，灯泡熄灭。熄灭。该触摸开关可用于夜间该触摸开关可用于夜间(y jin)定时照明，定时照明，定时时间可由定时时间可由RC参数调节。参数调节。第四十四页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形4. 触摸触摸(ch m)、声控双功能延时灯、声控双功能延时灯第四十五页，共四十八页。2022年医学专题第七章脉冲波形的产生和整形4. 触摸触摸(ch m)、声控双功能延