脉冲波形的产生和整形专家讲座

第六章脉冲波形产生和整形6.1概述6.2555定时器及其应用6.3施密特触发器6.4单稳态触发器6.5多谐振荡器1脉冲波形的产生和整形专家讲座第1页

6.1.1常见几个脉冲信号波形“脉冲”是指脉动和短促意思。我们所讨论脉冲信号是指在短暂时间间隔内作用于电路电压或电流。从广义来说,各种非正弦信号统称为脉冲信号。脉冲信号波形各种多样,图6.1给出了几个常见脉冲信号波形。

§6.1概述2脉冲波形的产生和整形专家讲座第2页

图6.1几个常见脉冲信号波形(a)矩形波；(b)方波；(c)尖脉冲；(d)锯齿波；(e)三角波；(f)阶梯波3脉冲波形的产生和整形专家讲座第3页6.1.2矩形脉冲参数(1)脉冲幅度Um(2)脉冲宽度tw(3)上升时间tr(4)下降时间tf(5)脉冲周期T或占空比q=tw/T4脉冲波形的产生和整形专家讲座第4页§6.2555定时器及其应用

555定时器是将模拟电路和数字电路集成于一体电子器件。它使用方便,带负载能力较强,当前得到了非常广泛应用。5脉冲波形的产生和整形专家讲座第5页6.2.1555定时器结构与功效1、555定时器结构低电平触发端高电平触发端电压控制端复位端低电平有效放电端4.5～16V外接电容200mA低于VCC1-3V6脉冲波形的产生和整形专家讲座第6页 电压比较器功效： v+>v-，vO=1 v+<v-，vO=0（3）基本RS触发器、（4）放电三极管T及缓冲器G。二、555定时器电路组成（1）Vco不用时，经过0.01μF接地。（2）正常工作时，置零端接高电平。+大-小输出1由以下几部分组成：（1）三个阻值为5kΩ电阻组成分压器。（2）两个电压比较器C1和C2。7脉冲波形的产生和整形专家讲座第7页001①R=0时，Q=1，uo=0，T导通。三、555定时器工作原理8脉冲波形的产生和整形专家讲座第8页①R=0时，Q=1，uo=0，T饱和导通。＞2VCC/3＞VCC/300011②R=1、VTH＞2VCC/3、VTL＞VCC/3时，C1=0、C2=1，Q=1、Q=0，uo=0，T饱和导通。9脉冲波形的产生和整形专家讲座第9页①R=0时，Q=1，uo=0，T饱和导通。②R=1、VTH＞2VCC/3、VTL＞VCC/3时，C1=0、C2=1，Q=1、Q=0，uo=0，T饱和导通。＜2VCC/3＞VCC/310011110③R=1、VTH<2VCC/3、VTL＞VCC/3时，C1=1、C2=1，Q、Q不变，uo不变，T状态不变。10脉冲波形的产生和整形专家讲座第10页＜2VCC/3＜VCC/311100⑤=1、VTH>2VCC/3、VTL＜VCC/3时，C1=0、C2=0，Q=1、Q=1，uo=0，T饱和导通。④R=1、VTH<2VCC/3、VTL<VCC/3时，C1=1、C2=0，Q=0、Q=1，uo=1，T截止。①R=0时，Q=1，uo=0，T饱和导通。②R=1、VTH＞2VCC/3、VTL＞VCC/3时，C1=0、C2=1，Q=1、Q=0，uo=0，T饱和导通。③R=1、VTH<2VCC/3、VTL＞VCC/3时，C1=1、C2=1，Q、Q不变，uo不变，T状态不变。11脉冲波形的产生和整形专家讲座第11页

施密特触发器是波形变换电路。施密特电路特点:有两个稳定状态

输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换输入电平不一样电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边缘变陡§6.3施密特触发器

12脉冲波形的产生和整形专家讲座第12页一、电路组成13脉冲波形的产生和整形专家讲座第13页二、工作原理上限阈值电压VT+=（2/3）Vcc下限阈值电压VT-=（1/3）Vcc回差电压施密特触发器电压传输特征曲线vIvOo14脉冲波形的产生和整形专家讲座第14页CB555二、工作原理15脉冲波形的产生和整形专家讲座第15页主要用于波形变换、脉冲整形及脉冲鉴幅等。三、施密特触发器应用1.波形变换将改变迟缓非矩形波变换为矩形波。CB55516脉冲波形的产生和整形专家讲座第16页2.脉冲整形将一个不规则或者在信号传送过程中受到干扰而变坏波形经过施密特电路，能够得到良好波形,这就是施密特电路整形功效。CB55517脉冲波形的产生和整形专家讲座第17页3.脉冲幅度判别

利用施密特电路,能够从输入幅度不等一串脉冲中,去掉幅度较小脉冲,保留幅度超出VT+脉冲,这就是幅度判别。VT+VT-CB55518脉冲波形的产生和整形专家讲座第18页施密特触发器总结有两个稳定状态脉冲周期取决于输入脉冲周期19脉冲波形的产生和整形专家讲座第19页§6.4单稳态触发器稳态暂稳态vI自动20脉冲波形的产生和整形专家讲座第20页一、电路组成21脉冲波形的产生和整形专家讲座第21页vIvOvC22脉冲波形的产生和整形专家讲座第22页二、工作原理1.电路稳态暂稳态23脉冲波形的产生和整形专家讲座第23页2.跳变条件触发信号24脉冲波形的产生和整形专家讲座第24页3.暂稳态维持时间电容充电时间25脉冲波形的产生和整形专家讲座第25页4.工作过程vIvOvCvIvOvC26脉冲波形的产生和整形专家讲座第26页5输出脉冲宽度tw27脉冲波形的产生和整形专家讲座第27页单稳态触发器是常见脉冲基本单元电路之一,它被广泛用作脉冲定时和延时。脉冲定时因为单稳态触发器能产生一定宽度tw矩形输出脉冲,利用这个矩形脉冲去控制某电路，使它在tw时间内动作(或不动作),这就是脉冲定时。三、单稳态触发器应用28脉冲波形的产生和整形专家讲座第28页图示是利用输出宽度为tw矩形脉冲作为与门输入信号之一,只有在tw时间内,与门才开门,信号A才能经过与门。定时29脉冲波形的产生和整形专家讲座第29页整形延时30脉冲波形的产生和整形专家讲座第30页单稳态触发器特点稳态暂稳态脉冲宽度既暂稳态维持时间由电路本身参数决定输出脉冲周期由输入脉冲决定31脉冲波形的产生和整形专家讲座第31页§6.5多谐振荡器

两个暂稳态电路在两个暂稳态之间自动往返转换，暂稳态连续时间由电路本身参数决定。32脉冲波形的产生和整形专家讲座第32页一、电路组成(a)

电路

1

&

&

&

uc

+VCC

uO

5kΩ

5kΩ

5kΩ

C1

C2

G1

G2

G3

T

+

+

－

－

2

6

5

8

4

3

7

R

Q

Q

vR1

vR2

0.01μF

C

D

R1

R2

48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCCvOvC33脉冲波形的产生和整形专家讲座第33页二、工作原理ucuotttP1tP20VCC/32VCC/30(a)

电路(b)工作波形

1

&

&

&

uc

+VCC

uO

5kΩ

5kΩ

5kΩ

C1

C2

G1

G2

G3

T

+

+

－

－

2

6

5

8

4

3

7

R

Q

Q

vR1

vR2

0.01μF

C

D

R1

R2

34脉冲波形的产生和整形专家讲座第34页三、电路振荡周期T电路振荡频率占空比35脉冲波形的产生和整形专家讲座第35页该电路振荡周期为36脉冲波形的产生和整形专家讲座第36页模拟声响电路将振荡器Ⅰ输出电压uo1，接到振荡器Ⅱ中555定时器复位端（4脚），当uo1为高电平时振荡器Ⅱ振荡，为低电平时555定时器复位，振荡器Ⅱ停顿震荡。37脉冲波