我的数电课件887章

1、第 七 章 脉 冲 电 路7.1 概述 7.3 施密特触发器7.2 集成555定时器7.4 单稳态触发器7.5 多谐振荡器7.1概述理想脉冲信号Um脉冲幅度Um：脉冲电压的最大幅度值。脉冲宽度tw：从脉冲前沿的0.5Um起到脉冲后沿的0.5Um为止的一段时间。 tW0.5Umtf0.9Um0.1Umtr上升时间tr：脉冲上升沿从0.1 Um上升到 0.9 Um所 需的时间。下降时间tf：脉冲下降沿从0.9Um下降到 0.1 Um所需的时间。T脉冲周期T：在周期性重复的脉冲系列中，两个相邻脉冲间的间隔时间。脉冲频率f：单位时间内脉冲重复的次数 f=1/T.占空比D：脉冲宽度与脉冲周期的比值D=t

2、w/T。 tW0.5Um 如何获得脉冲信号？1、利用整形电路对不符合要求的脉冲信号进行整形；2、利用脉冲振荡器直接产生脉冲信号；主要介绍中规模集成电路555定时器以及555定时器构成的几种脉冲电路：单稳态触发器多谐振荡器施密特触发器 7.2 集成555定时器7.2.1 555定时器的电路结构与工作原理 555定时器是一种多用途的单片集成电路。在外部配上少许阻容元件，便能构成多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器等电路。 下图为集成5G7555CMOS定时器的内部电路结构图和逻辑符号。 Uo1SQQ7 3 RD8 1 UTHT+Uo2C2+C1R11111146 UCOUTRDUOVDD5 Uo

3、1SQQ7 3 RD8 1 2 UTHT+Uo2C2+C1R11111146 UTRDUO1、电阻分压器：当控制端5脚悬空时：UR1= UR2=1/3VDD2/3VDDR=5kRR当控制端5脚接ECC时：UR1= UR2=1/2ECCECCUCO用来改变参考电压 2、强制复位端RDUCOUR2UR12 5 UCOVDDUR2UR12 5 .VDDECCUo1SQQ7 3 RD8 1 UTHT+Uo2C2+C1R11111146 UCOUTRDUOVDD5 Uo1SQQ7 3 RD8 1 2 UTHT+Uo2C2+C1R11111146 UTRDUOR=5kRR2、强制复位端RDUCO1/3VD

4、D2/3VDD1/2ECCECC1、电阻分压器：当控制端5脚悬空时：UR1= UR2=当控制端5脚接ECC时：UR1= UR2=UCO用来改变参考电压 UR2UR12 5 UCOVDDUo1SQQ7 3 RD8 1 UTHT+Uo2C2+C1R11111146 UCOUTRDUOVDD5 Uo1SQQ7 3 RD8 1 2 UTHT+Uo2C2+C1R11111146 UTRDUOR=5kRR1、电阻分压器：当控制端5脚悬空时：UR1= UR2=VDD/32VDD/3当控制端5脚接ECC时：UR1= UR2=ECC/2ECCUCO用来改变参考电压 2、强制复位端RDUCOUR2UR12 5 U

5、COVDD当RD接低电平时5 SQQ7 3 RD8 1 2 TR11111146 UCODUOVDDR=5k3、电压比较器：Uo1+Uo2C2+C1UTHUTRUR2RRUR1当U+ U- 时：比较器输出电压为高电平当U- U+ 时：比较器输出电压为低电平UTH UCO, UTR UCO /2时R=0,S=1Q=1,T截止，UO=1UTH UCO, UTR UCO /2时R=1,S=0Q=0,T导通，UO=0UTH UCO, UTR UCO /2时R=0,S=0Qn+1=Qn, UO保持不变7.2.2 555定时器功能 UCO /2 1 保持 保持 UCO UCO /2 1 0 导通 UCO

6、UCO /2 1 1 截止 VTH VTR RD UO Tf f 0 0 导通 555定时器功能表输 入 输 出1、RD2、 UCO确定参考电位 UTH， UTR两者都小于各自的参考电压时UO=1，放电管截止 UTH， UTR两者都大于各自的参考电压时UO=0，放电管导通UCUOUTRUTHRDVDDGND3、VTH 和VTR7.3 施密特触发器 7.3.1 用555定时器构成的施密特触发器 1. 电路组成 施密特触发器能将变化缓慢的波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。uoOttuiVDDOU+UVDD23VDD13V= U+- U-DGNDUCO如何调节回差电压V？例:当

7、VDD=15V时, 求U+、U及U各为多少？解：由于UCO悬空，所以U+= 2VDD/3=10V， U= 1VDD/3=5VU= U+ U=10-5=5V1510 5ui/vtuo/vtDGNDUCO例：当VDD=15V时，UCO=5V时,求U+、U及U各为多少？解：由于UCO =5V ，所以U= U+ U=5-2.5=2.5VU+= UCO =5V， U= UCO /2=2.5V1510 5ui/vtDGNDUCOUCO=5Vuo/vt7.3.2. 施密特触发器的应用 1 波形变换可将三角波、正弦波变成矩形波。 DGNDUCO2 脉冲波的整形数字系统中的矩形脉冲在传输中经常发生波形畸变。经施

8、密特触发器整形后便可获得较理想的矩形脉冲波。 在传输的信号上出现附加噪声，经整形后仍会得到较理想的矩形脉冲波。 (3) 脉冲鉴幅将幅度不同、不规则的脉冲信号加到施密特触发器的输入端时，能选择幅度大于U+的脉冲信号进行输出，具有脉冲鉴幅的功能。7.4 单稳态触发器 单稳态触发器的工作特点是：有一个稳定状态和一个暂稳态。在触发脉冲作用下，电路将从稳态翻转到暂稳态，然后在贮能元件的作用下，暂稳态停留一段时间tw后，又能自动返回到稳定状态，并在其输出端产生一个宽度为tW的矩形脉冲。 通常把单稳态的暂稳态停留时间称作延迟时间，延迟时间的长短仅取决于电路的有关参数，而与触发脉冲的宽度无关。 5 SQQ7

9、3 RD8 1 2 TR11111146 UCODUOVDDR=5kUo1+Uo2C2+C1UTHUTRUR2RRUR1 T导通是指D与地形成通路（短路） UTH， UTR两者都小于各自的参考电压时UO=1，放电管截止 UTH， UTR两者都大于各自的参考电压时UO=0，放电管导通 T截止是指D与地断路DUTHUTRRDUCOGND7.4.1 用555定时器构成的单稳态触发器1. 电路组成uitOVDD/3uoOtw2VDD/3uCOt设电容C上的电压和uo初始状态为0DUTHUTRRDUCOGND3. 主要参数 (1) 输出脉冲宽度tWuc(tw)= uc()+uc(0+)- uc()e-

10、tw/t7.4.4 单稳态触发器的应用1定时由于单稳态触发器能产生一定宽度的矩形输出脉冲，若利用这个矩形脉冲去控制某一个电路，就可使它在tw 时间内动作或不动作。 uitOuotOtWuFtOuFotO uiuo uFuFo单稳&2整形由于单稳触发器一经触发，电路就进入暂稳态，在暂稳态期间输出电平的高低与此时输入信号状态无关，其输出就成为具有一定宽度、一定幅度、边沿陡峭的矩形波，如图所示。tWuotOuitO7.5 多谐振荡器 7.5.1 用555定时器构成的多谐振荡器 1. 电路组成uoO2VDD/3uCOtVDD/3T1T2T1:电容从VDD/3充电到2VDD/3的时间T2:电容从2VDD

11、/3放电到VDD/3的时间假设电容C上的电压初始状态为03. 主要参数 两个暂稳态维持时间T1和T2的计算公式如下T1:电容从VDD/3充电到2VDD/3的时间3. 主要参数 两个暂稳态维持时间T1和T2的计算公式如下T2:电容从2VDD/3放电到VDD/3的时间占空比：振荡周期：T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C 振荡频率：f =1 /T 211212112)2(7.07.0RRRCRR（R1+R2）CTTTD+=+=+=+R2例1 试分析图示占空比可调多谐振荡器的工作原理，试求它的振荡频率f=?占空比D=？解：f=1/T=1/（t1+t2）充电回路为：UDDR1RW1D1C地放电回路为：CR2D1RW2放电管T地充电时间常数1=（R1+RW1）C放电时间常数2=（R2+RW2）C充电时间常数1=（R1+RW）C放电时