脉冲与整形电路

脉冲与整形电路第一页，共二十六页，编辑于2023年，星期五1第8章脉冲及整形电路

脉冲波形的产生与整形电路有施密特触发器、单稳態触发器和多谐（无稳）振荡器。而555集成定时器可以构成上述各种电路。本章主要以555定时器为主，来介绍施密特触发器、单稳態触发器、多谐振荡器之脉冲产生及整形电路。脉冲波形的特性，可用以下几个参数描述：脉冲幅度Um：脉冲高低电平之间电压的最大变化值。脉冲宽度tw：脉冲幅度为方便用户0.5Um处脉冲前后沿之间的时间间隔。脉冲周期T：周期性重复脉冲序列两相邻脉冲之间看时间间隔。上升时间tr:脉冲上升沿0.1Um上升到0.9Um所需时间。下降时间tf：脉冲下降沿0.9Um下降到0.1Um所需时间。占空比D：脉冲宽度与脉冲周期之比。D=tw/T2第二页，共二十六页，编辑于2023年，星期五脉冲信号的部分参数：A0.9A0.5A0.1AtptrtfT实际的矩形波脉冲幅度A脉冲上升沿tr

脉冲周期T脉冲下降沿tf

脉冲宽度tp

3第三页，共二十六页，编辑于2023年，星期五555电路的管脚排列、内部电路分别如图(1)内部组成它是由电阻分压器、电压比较器、基本触发器和放电管等部分组成。①电阻分压器由3个5K的电阻串联而成；②比较器由集成运放N1和N2组成；③基本RS触发器由与非门组成，低电平有效；④三极管VT为放电开关。8.1555定时器4第四页，共二十六页，编辑于2023年，星期五8.1.1555定时器的结构和工作原理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5～18V5第五页，共二十六页，编辑于2023年，星期五001①R=0时，Q=1、Q=0，uo=0，V导通。6第六页，共二十六页，编辑于2023年，星期五①R=0时,Q=1、Q=0，uo=0，V饱和导通。②R=1、UTH＞2UCC/3、UTR＞UCC/3时，RD=0、SD=1，Q=1、Q=0，uo=0，V饱和导通。＞2UCC/3＞UCC/300117第七页，共二十六页，编辑于2023年，星期五①R=0时，Q=1、Q=0，uo=0，V饱和导通。②R=1、UTH＞2UCC/3、UTR＞UCC/3时，RD=0、SD=1，Q=1、Q=0，uo=0，V饱和导通。＜2UCC/3＞UCC/31001③R=1、UTH＜2UCC/3、UTR＞UCC/3时，RD=1、SD=1，Q、Q不变，uo不变，V状态不变。118第八页，共二十六页，编辑于2023年，星期五①R=0时，Q=1、Q=0，uo=0，V饱和导通。②R=1、UTH＞2UCC/3、UTR＞UCC/3时，RD=0、SD=1，Q=1、Q=0，uo=0，V饱和导通。＜2UCC/3＜UCC/31100③R=1、UTH＜2UCC/3、UTR＞UCC/3时，RD=1、SD=1，Q、Q不变，uo不变，V状态不变。④R=1、UTH＜2UCC/3、UTR＜UCC/3时，RD=1、SD=0，Q=0、Q=1，uo=1，V截止。9第九页，共二十六页，编辑于2023年，星期五555电路逻辑功能表

阈值电压TH触发输入复位放电管VT输出OUT××0导通0

>

>1导通0

<

>1原状态原状态

<

<1截止1555定时器特点：1、电源电压范围宽，且能与TTL、MOS集成电路共用；2、输出电压与TTL、MOS系列兼容3、输出电流大，有200毫安，可直接驱动継电器等负载。10第十页，共二十六页，编辑于2023年，星期五9.2.1施密特触发器

施密特触发器是一种双稳态触发器，电路具有两个稳态。当电路满足一定触发条件时，电路由一种稳态进入另一种稳态。此时，触发信号必须保持一定的数值，才能够稳定在这一状态。否则，当触发信号低于一定数值时，电路状态将翻转回原来的状态。该触发器的特点是使电路两次发生翻转时的触发电平不同。

1.电路组成将555定时器阈值输入端TH和触发输入端连在一起作为触发信号uI的输入端时，便组成了施密特触发器，如图所示。OUTCTHTRuI8436215uOVCC8.2555定时器的应用55511第十一页，共二十六页，编辑于2023年，星期五由图可知：该电路的上门限触发电平UTH1的值为：

下门限电平UTH2的值为：

由此可求得电路的回差电压△UTH为

:

△UTH=UTH1–UTH2=

12第十二页，共二十六页，编辑于2023年，星期五2、施密特触发器的工作波形13第十三页，共二十六页，编辑于2023年，星期五施密特触发器的电压传输特性曲线14第十四页，共二十六页，编辑于2023年，星期五若在电压控制端CO加上可调电压uCO，如图16.3(b)所示，调节uCO,可以改变比较器C1，C2参考电压，进而调节回差电压的大小。这时

UTH1=uCO

，UTH2=1/2uCO，∆UTH=1/2uCO

。

uCO值越大，则∆UTH也越大。调回差电压的电路如图所示。15第十五页，共二十六页，编辑于2023年，星期五3.施密特触发器的应用

（1）波形变换如图所示。16第十六页，共二十六页，编辑于2023年，星期五（2）波形整形如图所示。17第十七页，共二十六页，编辑于2023年，星期五（3）信号鉴幅如图所示。18第十八页，共二十六页，编辑于2023年，星期五8.2.2施密特触发器的应用19第十九页，共二十六页，编辑于2023年，星期五8.3.1由555定时器构成单稳态触发器20第二十页，共二十六页，编辑于2023年，星期五

接通UCC后瞬间，UCC通过R对C充电，当uc上升到2UCC/3时，比较器A1输出为0，将触发器置0，uo＝0。这时Q=1，放电管V导通，C通过V放电，电路进入稳态。

ui到来时，因为ui＜UCC/3，使A2＝0，触发器置1，uo又由0变为1，电路进入暂稳态。由于此时Q=0，放电管V截止，UCC经R对C充电。虽然此时触发脉冲已消失，比较器A2的输出变为1，但充电继续进行，直到uc上升到2UCC/3时，比较器A1输出为0，将触发器置0，电路输出uo＝0，V导通，C放电，电路恢复到稳定状态。21第二十一页，共二十六页，编辑于2023年，星期五22第二十二页，共二十六页，编辑于2023年，星期五8.3.2单稳态触发器的应用延迟与定时整形23第二十三页，共二十六页，编辑于2023年，星期五8.4.1由555定时器构成多谐振荡器（无稳态触发器）接通UCC后，UCC经R1和R2对C充电。当uc上升到2UCC/3时，uo=0，V导通，C通过R2和T放电，uc下降。当uc下降到UCC/3时，uo又由0变为1，V截止，UCC又经R1和R2对C充电。如此重复上述过程，在输出端uo产生了连续的矩形脉冲。24第二十四页，共二十六页，编辑于2023年，星期五8.3.2多谐振荡器的应用：模拟声响电路将振荡器Ⅰ的输出电压uo1，接到振荡器Ⅱ中555定时器的复位端（4脚），当uo1为高电平时振