2022年医学专题—第六章脉冲波形的产生和整形课件

1、2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形第六章第六章 脉冲波形的产生脉冲波形的产生(chnshng)(chnshng)和整形和整形第一页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形两种最常用的脉冲整形电路两种最常用的脉冲整形电路 施密特触发器和单稳态触发器施密特触发器和单稳态触发器描述描述(mio sh)(mio sh)矩形脉冲特性的主要参数矩形脉冲特性的主要参数第二页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形6.2 6.2 施密特触发器施密特触发器施密特触发器的主要特点：施密特触发器的主要特点：* *输入输入(shr)(shr)信号在上升和下降过程中，电路状

2、态转换的输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换的输入(shr)(shr)电平电平不同不同* *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三页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形6.2.1 6.2.1 用门电路组成用门电路组成(z chn(z chn) )的施密特触发器的施密特触发器21210RRVVVVVDDTHOLDDOH ，且且，第四页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形 OOITHIIOIVVVVV,VVV100大大区区，故故时时，进进入入传传输输特特性性的的放放至至当当。时时，当当OHOV

3、V 使使电电路路迅迅速速跳跳变变到到THTIITHIV)RR(VVVRRRVV212121 第五页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形 OOITHIIOIVVVVV,VVV111大大区区，故故时时，进进入入传传输输特特性性的的放放至至当当。时时，当当OLOVV 使电路迅速跳变到使电路迅速跳变到THTIIIDDTHIV)RR(VVVRRR)VV(VV212111 第六页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形THTIV)RR(VV211 THTIV)RR(VV211 第七页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形6.2.3 6.2.3 施

4、密特触发器的应用施密特触发器的应用(yngyng)(yngyng)一、用于波形变换一、用于波形变换二、用于监幅二、用于监幅第八页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形三、用于脉冲三、用于脉冲(michng)整形整形第九页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形6.3 6.3 单稳态触发器单稳态触发器特点：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信号作用下，能从在外界触发信号作用下，能从稳态稳态暂稳态暂稳态，维持，维持(wich)(wich)一段时间后一段时间后自动自动返回稳态返回稳态暂稳态维持的时间长短取决于电路内部参数暂稳态维持的时间

5、长短取决于电路内部参数6.3.1 6.3.1 用门电路组成的单稳态触发器用门电路组成的单稳态触发器一、积分型一、积分型G1G1和和G2G2为为TTLTTL门门1 1、原理分析、原理分析第十页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形；稳态下：稳态下：OHAOHOOIVV),VV( ,V,V* 110开开始始放放电电；进进入入暂暂稳稳态态，后后，C,V,VV*OOI001 返返回回稳稳态态；后后，当当放放至至,VVV*OTHA1 恢恢复复初初始始态态；重重新新充充电电至至后后，,VCV*OHI 第十一页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形2 2、性能参数计算

6、、性能参数计算(j sun)(j sun)输出脉宽：输出脉宽：THOH)t()()()(wVVlnRCVVVVlnRCt 0reTRdOrettt*C)RR)(t* 53的的时时间间。放放电电至至从从时时间间）等等于于输输出出脉脉冲冲宽宽度度（THOHAOVVVV0 第十二页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形二、微分型二、微分型G1G1和和G2G2为为CMOSCMOS门门1 1、原理、原理(yunl)(yunl)分析分析DDTHOLDDOHVV,V,VV210 上上无无电电压压；稳稳态态下下：C),VV( ,V,VV,V,V*DDOODDIdI 12000开开始始充充电

7、电电电路路迅迅速速进进入入暂暂稳稳态态加加触触发发信信号号C,V,VVVVV,V*OOOIOdI01121 第十三页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形2 2、性能参数计算、性能参数计算(j sun)(j sun)输出脉宽：输出脉宽：200lnRCVVVlnRCVVVVlnRCtTHDDDD)t()()()(w rewdONONDrettt*CR)(C)Rr/R)(t* 53531的的时时间间。充充电电至至从从时时间间）等等于于输输出出脉脉冲冲宽宽度度（THIOVVV012 第十四页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形6.5 5556.5 555定时

8、器及其应用定时器及其应用6.5.1 5556.5.1 555定时器定时器 （数（数/ /模混合模混合ICIC）一、电路结构一、电路结构(jigu)(jigu)由电压比较器（由电压比较器（C1,C2C1,C2）触发器触发器输出缓冲器（输出缓冲器（G3,G4G3,G4）OCOC输出的三级管（输出的三级管（T TD D）组成组成第十五页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形入的关系）二、功能表（输出与输输输 入入输输 出出0 0X XX X0 0导通导通1 10 0导通导通1 1不变不变不变不变1 11 1截止截止1 11 1截止截止CCV32 CCV31 CCV32 CCV32

9、 CCV32 CCV31 CCV31 CCV31 DR1IV2IVOVDT第十六页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形6.5.2 6.5.2 用用555555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)(gngzu)原理原理第十七页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形6.5.2 6.5.2 用用555555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)(gngzu)原理原理输输 入入输输 出出0 0X XX X0 0导通导通1 10 0导通导通1 1不变不变不变不变1 11 1截止截止1 11 1截止截止CC

10、V32CCV31CCV32CCV32CCV32CCV31CCV31CCV31DR1IV2IVOVDT?V,V?V,VTITI 值值使电路状态发生转变的使电路状态发生转变的值值使电路状态发生转变的使电路状态发生转变的第十八页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形6.5.2 6.5.2 用用555555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)(gngzu)原理原理第十九页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形6.5.3 6.5.3 用用555555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页，共三十二页。2022年医学专题第

11、六章脉冲波形的产生和整形 保持保持放电放电导通导通充电至充电至截止截止若通电后若通电后保持保持导通导通若通电后若通电后即可，即可，稳态时，无触发信号：稳态时，无触发信号：01100321011001311211212QVVCTQVVVCTQQVVVTQ)VV(VCCDCCCCDCCCDCCCI导导通通稳稳态态：DOIT,V,V01 输输 入入输输 出出0 0X XX X0 0导通导通1 10 0导通导通1 1不变不变不变不变1 11 1截止截止1 11 1截止截止CCV32 CCV31 CCV32 CCV32 CCV32 CCV31 CCV31 CCV31 DR1IV2IVOVDT第二十一页，

12、共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形）已已经经回回到到高高于于时时（假假定定此此时时充充至至当当CCICCCVVVV3132保持保持开始放电至开始放电至导通导通则则01100102121 QVVCT,QVVCCDCC 开开始始充充电电截截止止则则降降至至只只要要触触发发时时CT,QVV,VVVDCCCCII1013121第二十二页，共三十二页。2022年医学专题第六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)的宽度的宽度3320lnRCVVVlnRCtCCCCCCw 的宽度有何要求？的宽度有何要求？对对IV*的宽度过宽？的宽度过宽？若若IV第二

13、十三页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形应用应用(yngyng)举例举例（1） 触摸定时控制开关触摸定时控制开关 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，由于人体感应电压相当于在触发触发输入端（管脚输入端（管脚2）加入一个负）加入一个负脉冲，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，当暂稳态）发光，当暂稳态时间（时间（tW）结束时，）结束时，555输出输出端恢复低电平，灯泡熄灭。端恢复低电平，灯泡熄灭。该触摸开关可用于夜间定时该触摸开关可用于夜间定时照明

14、，定时时间可由照明，定时时间可由RC参数参数(cnsh)调节。调节。第二十四页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形（2） 心律失常报警电路心律失常报警电路(dinl)图中图中vI是经过放大后的心电信号，其幅值是经过放大后的心电信号，其幅值vIm=4V。126555Iv57VCC(+5V)843vO1vI83(+5V)4CCV7O25551256vOv1RCTDD12第二十五页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形VIT+VT-VVo1CV23CCVVo2oV第二十六页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形6.5.4 6.5.4 用用

15、555555定时器构成定时器构成(guchng)(guchng)的多谐振荡器的多谐振荡器 1. 电路(dinl)结构第二十七页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形6.5.4 6.5.4 用用555555定时器构成定时器构成(guchng)(guchng)的多谐振荡器的多谐振荡器 1. 电路(dinl)结构第二十八页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形2. 振荡振荡(zhndng)(zhndng)频率的估算频率的估算（1）电容(dinrng)充电时间T1：（用三要素法计算）（2） 电容(dinrng)放电时间T2（3）电路振荡周期T T=T1+T2=0

16、.7(R1+2R2)C（4）电路振荡频率f（5）输出波形占空比q)()()0()(ln111TvvvvTCCCCCRR)(7 . 021CCCCCCCCVVVV3231ln1CRT227 . 0CRRTf)2(43. 1121212112RRRRTTq第二十九页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形 3 占空比可调的多谐振荡器电路占空比可调的多谐振荡器电路(dinl) 利用半导体二极管的单向导电特性，把电容C充电(chng din)和放电回路隔离开来，再加上一个电位器，便可构成占空比可调的多谐振荡器。 可计算(j sun)得： T1=0.7R1C T2=0.7R2C 占空比：21121121117 . 07 . 07 . 0RRRCRCRCRTTTTTq第三十页，共三十二页。2022年医学专题第六章脉冲波形的产生和整形4. 应用(yngyng)举例：双音门铃