脉冲波形产生和整形

1、第十章 脉冲波形的产生和整形学习要点脉冲波形的基本概念、整形和产生电路施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的工作特点分析电路的工作过程，等效电路，电路各点电压波形，计算电路参数集成定时器555构成的施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器电路、参数计算和波形分析第十章脉冲波形产生和整形第十章 脉冲波形的产生和整形概述施密特触发器单稳态触发器多谐振荡器集成定时器555及其应用小结第十章脉冲波形产生和整形一. 脉冲电路 概述 脉冲信号 非正弦变化的电压/电流信号(一般指矩形脉冲信号)产生和整形非正弦变化的电压/电流信号产生：利用脉冲振荡器（多谐振荡器）整形：对已有的周期信号进行整形和变换 （施密特

2、触发器、单稳态触发器）脉冲信号的获取 常见脉冲波形下一页第十章脉冲波形产生和整形一. 脉冲电路 概述（续1）矩形脉冲信号的主要参数： 脉冲周期 T脉冲幅度 Um脉冲宽度 t w上升时间 t r下降时间 t f占空比 q=t w /TRC电路的过渡过程过渡过程公式：其中： u(t)元件两端在某一时刻t的电压值 t 充/放电至u(t) 所需的时间 第十章脉冲波形产生和整形一. 脉冲电路 概述（续2） RC电路的过渡过程 RC电路特点：1.电容C上的电压UC不可突变 2.对简单电路，时间常数为RC *一阶RC回路：解：求解一阶微分方程得：其中： uC(t)电容两端在某一时刻t的电压值 t 充/放电至

3、u(t) 的所需时间 波形特点：K A 对C充电K B C放电第十章脉冲波形产生和整形一. 脉冲电路 概述（续3） 波形特点： 微分电路与积分电路：第十章脉冲波形产生和整形一. 脉冲电路 概述（续4） 微分电路与积分电路：微分电路积分电路电路型式电路方程电压波形第十章脉冲波形产生和整形二. 施密特触发器施密特触发器的主要特点: (1) 电路状态转换时所需的输入电平不同。（有两个阈值电压） (2) 能改善输出波形,使输出电压波形边沿变得很陡。施密特触发器的逻辑符号门电路组成的施密特触发器其它的施密特触发器施密特触发器的应用例题第十章脉冲波形产生和整形施密特触发器 逻辑符号逻辑符号阈值电压和传输特

4、性 * 正向阈值电压 VT+ ：输入电压从低电平上升到高电平的阈值电压 负向阈值电压 VT- ：输入电压从高电平下降到低电平的阈值电压 回差电压 U= VT+ VT- * 传输特性 （a)同相输出 (b)反相输出第十章脉冲波形产生和整形门电路组成的施密特触发器（1）电路图(P458 图10.2.1） 组成及电路特点：两级CMOS反相器 分压电阻把输出端的电压反馈到输入端 输出V0为同相输出端，输出V0为反相输出端原理分析(设：V0H=VDD VTH=1/2VDD R1VT+ Q=0 当VT-VIVT+ Q=0 当VIVT- Q=1 当VT-VI V- 输出为1; V+ V- 输出为0 ) 第十

5、章脉冲波形产生和整形集成定时器555_输出及放电管状态集成定时器555SR触发器控制输出端及放电管TD导通不变截止0保持1TD管输出(3脚)TR(2脚)TH(6脚)第十章脉冲波形产生和整形集成定时器555_管脚图及一般连接集成定时器555管脚图及一般连接 工作电压（8脚） 清零端（4脚） 输出端 （3脚） 接地端（1脚）第十章脉冲波形产生和整形555_构成施密特触发器555构成施密特触发器工作原理*当VI1/3VCC V0 =1; *当1/3VCCVI2/3VCC V0 =0; *当1/3VCCVI2/3VCC V0 保持(=0)*当VI1/3 VCC V0 =1阈值电压第十章脉冲波形产生和整

6、形555施密特触发器_阈值电压阈值电压图(1) 图(2)*当VI1/3VCC V0 =1; *当VI2/3VCC V0 =0; *当VIVC0 V0 =0; *当VI1/3 VCC V0 =1 *当VI1/2VC0 V0 =1 有: VT+ = 2/3VCC 有: VT+ = VC0 VT- = 1/3VCC VT- = 1/2VC0第十章脉冲波形产生和整形555_构成单稳态触发器555构成单稳态触发器工作原理 接通电源后VI=1(S=0), UC(6脚)=1( R=1) V0 =0 (此时,T管导通,C经(7脚)T管放电后R=0 V0 =0保持不变) 当VI (=0触发脉冲到来) 有(S=1

7、) V0 =1 进入暂稳态 此时, VCC 经R对C充电, 充电使UC(6脚)电压上升, 当 UC =2/3VCC 时, V0 =0 回到稳态 脉冲宽度的计算第十章脉冲波形产生和整形555单稳态触发器计算脉冲宽度555构成单稳态触发器脉冲宽度的计算第十章脉冲波形产生和整形555_构成多谐振荡器555构成多谐振荡器工作原理（初态时： VC =0 V0 =1） （1） VCC 经R1、R2 对C充电，充电使VC 上升。 当 VC =2/3VCC时, V0 =0 进入暂稳态1 （2）此时：T管导通， C经R2 到T管放电，放电使VC 下降，当 VC =1/3VCC时， V0 =1 进入暂稳态2 此时

8、, VCC 经R1、R2 重新对C充电,回到（1）计算脉冲周期和占空比 第十章脉冲波形产生和整形555多谐振荡器计算脉冲周期和占空比555构成多谐振荡器计算脉冲周期T = t1（充电）+ t2（放电）第十章脉冲波形产生和整形555多谐振荡器计算脉冲周期和占空比(续)计算脉冲周期T = t1（充电）+ t2（放电）占空比q:占空比q可调的555多谐振荡器第十章脉冲波形产生和整形占空比可调的555多谐振荡器电路图（部分）计算脉冲周期T = t1（充电）+ t2（放电）第十章脉冲波形产生和整形六. 小结和要求掌握施密特触发器的工作特点和应用掌握单稳态触发器的工作特点和应用掌握多谐振荡器的工作特点和应

9、用掌握555定时器构成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的电路图、参数计算和画波形图施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的典型电路、参数计算、波形图第十章脉冲波形产生和整形六. 小结和要求（续1）主要参数的计算 * 施密特触发器（ VT+ 、 VT- ；输出波形图） 对555: (1) VT+ =2/3 V CC 、 VT- =1/3 V CC (2) VT+ =VC0 、 VT- = 1/2 VC0 * 单稳态触发器（脉冲宽度TW ） 对555：TW =RCln3 =1.1RC * 多谐振荡器（脉冲周期T、占空比q） 对555: (1) T=（R1+2R2）ln2=0.7(R1+2R2） q= R1+R2 Cln2/0.7(R1+2R2） (2) T=（R1+R2）ln2=0.7(R1+R2） q= R1/ (R1+R2） 第十章脉冲波形产生和整形六. 小结和要求（续2）学习和掌握波形分析法： * 分析电路工作过程 对单稳态触发器：确定稳态时的输入信号和输出状态，进入暂稳态后电路的充、放电状态、回到稳态的转换电压 对多谐振荡器：设定初始状态（暂稳态1），分析电路状态