医学资料8脉冲波形详解

1、8.1 单稳态触发器8.2 施密特触发器8.3 多器谐振荡8.4 555定时器及其应用8 脉冲波形的变换与产生2021/7/18 星期日4、掌握由555定时器组成的多谐、单稳、施密特触发器的电路、工作原理及外接参数及电路指标的计算。1、正确理解多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器的电路组成及工作原理。2、掌握多谐、单稳、施密特触发器MSI器件的逻辑功能。3、掌握555定时器的工作原理。教学基本要求2021/7/18 星期日8.1单稳态触发器8.1.1 用门电路组成的微分型单稳态触发器8.1.2 集成单稳态触发器8.1.3 单稳态触发器的应用2021/7/18 星期日 电路在没有触发信号作用时

2、处于一种稳定状态。单稳态触发器的工作特点： 在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态; 由于电路中RC延时环节的作用，暂稳态不能长久保持,经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间仅与RC参数值有关。8.1单稳态触发器2021/7/18 星期日 门电路组成的单稳态触发器MSI集成单稳态触发器不可重复触发单稳态触发器可重复触发单稳态触发器用555定时器组成的单稳态触发器按电路形式不同单稳态触发器的分类工作特点划分2021/7/18 星期日8.1.1 用CMOS门电路组成的微分型单稳态触发器 1. 电路CMOS与非门构成的微分型单稳态触发器 CMOS或非门构成的微分型单稳态触发器

3、稳态为1负脉冲触发稳态为0正脉冲触发 2021/7/18 星期日电路处于一种稳态：00110o =0 o1 VDDa)没有触发信号时，I=0设定CMOS反相器的阈值电压工作原理：所以电容C两端的电压接近0V。2021/7/18 星期日b)外加触发信号dd =VTH产生如下正反馈过程：会迅速使 o1 = 0o =1电路进入暂稳态10 - + 1 vO1 vO G2 G1 C D R VDD vI vI2 vC 1 Rd Cd vd 2021/7/18 星期日c)电容充电,电路自动由暂稳态返回到稳态。01I2I2 =VTH产生如下正反馈过程：迅速使 o1 = 1o =0vo2vO1vR vO1 v

4、O vI2 0 t t t 0 VTH VDD t1 t2 0 tw2021/7/18 星期日 tw0.7RC （1） 输出脉冲宽度tw3、 主要参数的计算vC(0+) = 0； vC() =VDD =RC, VTH = VDD /2= RCln22021/7/18 星期日8.1.2 集成单稳态触发器vOvItwtwvOvItwtw不可重复触发可重复触发被重复触发没有被重复触发2021/7/18 星期日 1. 不可重复触发的集成单稳态触发器 74121电路的连接：R：外接电阻或采用内部电阻C：外接电容2021/7/18 星期日74121功能表 HHA1A2BQLHLLHLLLHHHLHHHHH

5、HLL逻辑功能表不可触发，保持稳态不变A1、A2中有一个或两个为低电平，在B端输入上升沿时电路被触发B 为高电平， A1、A2中输入端有一个或两个下降沿时电路被触发。输出脉冲宽度： tw0.7RC 2021/7/18 星期日8.1.3 单稳态触发器的应用-定时 2021/7/18 星期日8.2 施密特触发器8.2.1 用门电路组成的施密特触发器8.2.2 集成施密特触发器8.2.3 施密特触发器的应用 2021/7/18 星期日8.2 施密特触发器1、施密特触发器电压传输特性及工作特点： 施密特触发器属于电平触发器件，当输入信号达到某一定电压值时，输出电压会发生突变。 电路有两个阈值电压。 在

6、输入信号增加和减少时，电路有两个阈值电压分别是正向阈值电压（VT+）和负阈值电压（VT-）。同相输出施密特触发器反相输出施密特触发器 oVT+ vO VOH VOL VT- vI 2021/7/18 星期日1、电路组成2、工作原理I18.2.1 用门电路组成的施密特触发器R1 R2I为三角波 假定： 2021/7/18 星期日vI1001(1) I上升当vI=0时， = 0VvO正向阈值电压 (VT+): I 值在增加过程中，使输出电压产生跳变时所对应I 的值。只要 I1 VTH，I1 (4)当I下降, 也下降则保持 =VOHo当 =VTH，电路产生如下正反馈 ： I12021/7/18 星期

7、日vI1vovI2021/7/18 星期日8.2.2 集成施密特触发器 2021/7/18 星期日8.2.3 施密特触发器的应用 VT+VT_vT+vT-1. 波形变换 2021/7/18 星期日2. 波形的整形与抗干扰2021/7/18 星期日vovI合理选择回差电压，可消除干扰信号。 3.消除干扰信号2021/7/18 星期日oI4. 幅度鉴别 2021/7/18 星期日8.3 多谐振荡器8.3.1 由门电路组成的多谐振荡器8.3.3 石英晶体振荡器8.3.2 用施密特触发器构成波形产生电路2021/7/18 星期日多谐振荡器的基本组成：开关器件+反馈延迟环节开关器件：产生高、低电平反馈延

8、迟环节（ RC电路）：利用RC电路的充放电特性实现延时，输出电压经延时后，反馈到开关器件输入端，改变电路的输出状态，以获得所脉冲波形输出。8.3 多谐振荡器2021/7/18 星期日8.3.1 由CMOS门电路组成的多谐振荡器 1. 电路组成o1与o反相，电容接在o与I之间:2021/7/18 星期日8.3.1 由CMOS门电路组成的多谐振荡器 vID1 D2 TP TN vO1 R C D4 D3 TP TN vOG1 G2 +VDD VC2021/7/18 星期日 2. 工作原理2021/7/18 星期日 2. 工作原理假定 设电路初态：=1vI=0vOvC= 0V接通电源后电容充电vCv

9、IvI当=VTH 时，迅速使G1导通、 G2截止电路进入第二暂态vO=1vO1=0（1）第一暂稳态（初态）,电容充电，电路自动翻转到第二暂稳态vIvO1vO2021/7/18 星期日 2021/7/18 星期日（2）第二暂稳态电容放电，电路自动翻转到第一暂稳态电容放电vCvIvI当=VTH 时，迅速使得G1截止、G2导通电路返回第一暂稳态O=0 O1=1 vIvO1vO2021/7/18 星期日 2021/7/18 星期日 TRC1n41.4RC 由于门电路组成的多谐振荡器的振荡周期T取决于R、C电路和 VTH，频率稳定性较差。 3. 振荡周期的计算vI(0+) 0；vC() VDD =RC,

10、 t = t2-t1T1 :vI(0+) VDD ；vC() 0 =RC, t = t3-t2T2 :2021/7/18 星期日8.3.3 石英晶体振荡器1、石英晶体电路符号和选频特性电路符号 阻特性 fXfs电感性电容性电容性当 f = fs 时，电抗 X = 0，此时频率最为稳定，产生频率为fs 的稳定信号。2021/7/18 星期日2、石英晶体振荡器R: 使反相器工作在线性区C1 : 用于两个反相器间的耦合。C2 : 抑制高次谐波，以保证稳定的频率输出。电路的振荡频率仅取决于石英晶体谐振频率，而与电路中的R、C的数值无关。2021/7/18 星期日CPQf1f23、双相脉冲产生电路202

11、1/7/18 星期日8.4 555定时器及其应用8.4.1 555定时器8.4.2 用555定时器组成施密特触发器8.4.3 用555定时器组成单稳态触发器 8.4.4 用555定时器组成多谐振荡器2021/7/18 星期日555定时器是一种应用方便的中规模集成电路, 广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。 8.4 555定时器及其应用电阻分压器电压比较器基本SR锁存器输出缓冲反相器集电极开路输出三极管TvovICvI1vI2voC1C2+-+(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)RS&5 k 5 k 5 k &1RDVCC (8)G8.4.1 555定时器2021/7/18 星期日 2、

12、555定时器功能表不变不变1导通01截止11导通00放电管T输出(VO)复位(RD)触发输入(VI2)阈值输入(VI1)输 出输 入2021/7/18 星期日8.4.2 用555定时器组成施密特触发器vI如何改变电路的阈值电压和回差电压?2021/7/18 星期日 施密特触发器的应用波形变换VT+VT_如何改变占空比?回差电压减小,占空比如何变化?2021/7/18 星期日8.4.3 用555定时器组成单稳态触发器 VCCvI2021/7/18 星期日外加触发信号下降沿时，VI小于 输出为1， T管截止，电路转换到暂态。 T管截止，电容充电，当电容VC大于 电路又自动转换到稳态输出为0。没有触发信号时，VI为高电平， VI大于输出为0，T管导通，电容放电，电路处于稳态， 。 2021/7/18 星期日tw=RC1n31.1RC 2、）工作波形及输出脉宽的计算2021/7/18 星期日8.4.4 用555定时器组成多谐振荡器1、电路组成R1R2 TC1C2+-+(4)RS&5 k 5 k 5 k &1RDVCC(8)G(1)(2)(5)(6)(7)C)(-CCV-1R-2R2021/7/18 星期日1）接通电源后，电容充电，当 VC 时，输出为1，T截止。当上升到 ,输出跳为0，同时放电三极管T导通。2、工作原理2）电容C通过R2和T放电，当下降到 时，输