脉冲信号的产生与整形课件

1、第 7 章 脉冲信号的产生与整形介绍多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器.多谐振荡器能直接产生脉冲信号;施密特触发器能对已有信号进行变换;单稳态触发器可用于脉冲信号的定时、延时.第1页，共31页。7.1 555集成定时器555集成定时器是一种将模拟和数字电路集成于一体的电子器件,通过外加少量的阻容元件,能构成多种用途的电路.第2页，共31页。7.1.1 5G555定时器的电路结构1.分压器2.比较器3.RS锁存器4.三极管放电开关5.输出缓冲器组成：VCC+-UC1C1+-UC2C2&QQOUT5k5k5kG1G2G3117265843DTRTHCOVCOVi1Vi2VoRDVoTD第3页，

2、共31页。7.1.2 定时器的逻辑功能1）Vi12/3VCC Vi21/3VCC Vo=02）Vi12/3VCC Vi21/3VCC Vo=13）Vi11/3VCC Vo不变当RD=1时：VCC+-UC1C1+-UC2C2&QQ5k5k5kG1G2G3117265843DTRTHCOVCOVi1Vi2VoRDVoTD*Q的高低确定TD 管是否导通。第4页，共31页。 特点：5G555为双极型定时器，电源电压范围宽 （4.518V),输出电平能与TTL、CMOS电路兼容.驱动电 流大，灌、拉电流可达200mA.称TH为高电平触发端；TR低电平触发端。第5页，共31页。7.2 施密特触发器施密特触

3、发器逻辑符号及电压传输特性VoVoHVoLVT-VT+Vi0ViVo特点：1）有两个稳定状态VOH和VOL,但稳态要靠输 入输 出电平来维持； 2）具有滞回电压传输特性。第6页，共31页。7.2.1 用555定时器构成施密特触发器1. 电路组成8462153555VCCVoViVCC+-UC1C1+-UC2C2&QQ5k5k5kG1G2G3117265843DTRTHCORDVoTD第7页，共31页。2.工作原理1) 当Vi1/3VCC时,VO=VOH;2) 当1/3VCC Vi2/3VCC时,VO=VOL.Vit2/3VCC1/3VCC0VOt0VOHVOLVT+=2/3VCCVT-=1/3

4、VCCVT= VT+ VT- =1/3VCC第8页，共31页。7.2.2集成施密特触发器集成施密特触发器有多个品种，一般TTL集成施密特触发器的上触发电平约在1.7V左右，下触发电平约在0.9V左右；CMOS集成施密特触发器的上、下触发电平和电源电压有关。第9页，共31页。7.2.3施密特触发器的应用1. 波形变换ViVo 带反相器VitVOtVT+VT-00第10页，共31页。2.脉冲整形ViVo 带反相器VitVOtVT+VT-00第11页，共31页。3.幅度鉴别ViVo 带反相器VitVOtVT+VT-00第12页，共31页。7.3 单稳态触发器 单稳态触发器特点:电路有一个稳定状态,一

5、个暂稳定状态.在没有外界触发信号作用时,电路处于稳定状态;在外界信号作用下,电路由稳态转换为暂稳态,经过一段时间,电路自动返回到稳定状态. 单稳态触发器常用于脉冲的整形、定时和延时。第13页，共31页。7.3.1 由555定时器构成的单稳态触发器1.电路组成第14页，共31页。VoVCC+-UC1C1+-UC2C2&QQ5k5k5kG1G2G3117265843DTRTHCORDTDVCViR0.11)当Vi为高电平并稳 定一段时间后，Q端一 定为1(Q为0);(为什么)2)当Vi来一个较短的负 脉冲后, Q端改变状态, 并经过一段时间后(这 时Vi已返回1),Q自动 返回到1)的状态. (为

6、什么)第15页，共31页。2. 工作原理VitVCt00VOt02/3VCCtwtw*Vi的负脉冲宽度要小于tw tw1.1RCVoVCC+-UC1C1+-UC2C2&QQ5k5k5kG1G2G3117265843DTRTHCORDTDVCViR0.1第16页，共31页。7.3.2 用施密特触发器构成单稳态触发器ViVoCRVRVitVRt00VOt0VT+twVT-*Vi的正脉冲宽度应大于tw tw=RCln(VDD/VT-)第17页，共31页。7.3.3 集成单稳态触发器 集成单稳态触发器有多个品种,包括TTL电路和CMOS电路.第18页，共31页。1&1RICXRXCXA1A2BRext

7、CextRxcx3459101161QQ功能表 A1 A2 B Q Q 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0例:74121单稳态触发器第19页，共31页。1&1RICXRXCX3459101161QQVCCCext1&1RICXRXCX3459101161QQCextRextVCC两种连接方法：tw0.7RextCext内部有2K电阻第20页，共31页。74121为不可重触发单稳态触发器：BQTWTW74123为可重触发单稳态触发器：BQTWTW第21页，共31页。7.3.4 单稳态触发器的应用1.脉冲整形ViV0tt001&1RICXRXCX

8、3459101161QQCextRextVCCViVo第22页，共31页。2.脉冲的延时1&1RICXRXCX3459101161Q1QC1R1VCCVi1&1RICXRXCX3459101161Q2QC2R2(1)(2)VoVCC第23页，共31页。t0Vit0t0tw1tw1tw2tdQ1Vo第24页，共31页。3.脉冲的定时1&1RICXRXCX3459101161QQCRVCCViVoVB&10tVi0tQ0tVB0tVO一个测频的例子第25页，共31页。7.4 多谐振荡器 能自行产生具有一定频率和一定脉宽的矩形脉冲的电路. 多谐振荡器没有稳态,有两个暂稳态.第26页，共31页。7.4

9、.1 用555定时器构成多谐振荡器VoVCC+-UC1C1+-UC2C2&QQ5k5k5kG1G2G3117265843DTRTHCORDTDR1.01R2CVCt0VOt02/3VCC1/3VCCT1T2TT1=(R1+R2)Cln2T2=R2Cln2第27页，共31页。Q=0,TD截止,VCC R1 R2 C充电,TH电位逐渐升高;2) 当TH(TR)略大于2/3VCC,Q由0变1,TD导通,CR2TD 放电.TH电位逐渐降低,当降至1/3VCC,回到1). 555构成振荡器电路简单,频率易于调节灵敏度较高; 上述电路占空比q=T1/T衡大于0.5,调节不方便. 555构成振荡器频率振荡低(一般不超过几百Hz),且频率 稳定度不高. 第28页，共31页。7.4.2 用施密特触发器构成多谐振荡器VCVoCRVCt0VOt02/3VCC1/3VCCT1T2第29页，共31页。7.4.3 石英晶体多谐振荡器 石英晶体多谐振荡器的主要特