波形发生电路课件

波形發生電路

17.1概述本章主要介紹的兩部分內容1.信號處理電路:⑴施密特觸發器⑵單穩態觸發器①.用門電路構成的單穩②.ASIC(專用晶片)單穩③.用IC.555晶片產生單穩態觸發器2.波形發生電路:⑴.用門電路構成的波形發生電路⑵.施密特型多諧振蕩器⑶.石英晶體多諧振蕩器⑷.IC.555多諧振蕩器2波形發生電路可以分為兩類:①正弦波振盪器②多諧振蕩器3正弦波振盪器的概念:振盪器的功能是產生一個穩定的週期隨時間改變的輸出波形起到信號或對信號定時的作用，這樣的電路叫振盪器。交流輸出信號可以從振盪器得到各種各樣的波形中的一種，如：①正弦波、②三角波、

③方波、

④脈衝序列波、⑤指數波形.4振盪器有多種應用:1.能夠用於系統定時的時鐘信號;2.能產生載波信號調製傳輸資訊的幅度或頻率;3.對顯示系統產生週期性掃描電壓;4.把模擬電壓或電流轉換成數字量;5.作複雜信號處理系統的關鍵模組，如：

①.鎖相環

②.頻率（合成）等5兩種類型的振盪器:⑴.調諧振盪器產生近似正弦波輸出:①.RC—網路;②.LC—諧路振盪器;③.石英晶體振盪器;⑵.

多諧振蕩器(又叫馳張振盪器):①.RC馳張振盪器;②.恒流源為定時電容充放電;③.射極耦合多諧振蕩器;67.2RC馳張振盪器1.基本電路結構:電容C1上的電壓波形和輸出信號uo如下圖所示：00uovT1vT2Uc1(up)ttS1斷開S2閉合ح

1ح

2ح

1=R1C1ح

1=(R1//

R2)

C1虛線左側是一個有施密特特性的開關，開關斷開時電源經過R向C1電容充電，開關閉合時，電容C1放電。這樣一馳一張地工作。72.用運算放大器構成的馳張振盪器uoc1R1R3R22KΩUzDz（1）電路組成：1.R1C1組成定時電路2.運算放大器：電壓檢測比較器3.R2、R3分壓電路，產生正負兩個閾值電壓VT1和VT2。與運算放大器一起組成一個開關。8施密特觸發器(滯回比較器)分析這種滯回特性又稱作施密特性能，具有滯回特性的比較器，叫滯回比較器，或叫施密特觸發器。97.3555定時器

使用單運放比較器對施密特觸發器的閾值精度和穩定性有直接影響，因此會影響振盪器的頻率和穩定性。為此要使用雙比較器型施密特觸發器10用雙比較器和一個S-RFF組成的施密特觸發器，控制開關S斷開或閉合其中兩個域值分別是：VA=(RB+RC)/(RA+RB+RC)×VCC=2/3×VCCVB=RC/(RA+RB+RC)×VCC=1/3×VCC滯回電壓：VH=VA-VB=1/3VCC電壓傳輸特性圖中虛線右側為兩個閾值的施密特觸發器，控制一個為電容充放電的開關S。11555定時器R1R2CVAVBout5726183SR用雙運放滯回比較器與R1,R2,C組成的RC馳張振盪器。12工作原理：555定時器有兩個閾值VR2=1/3VCC，VR1=2/3VCC，信號輸入端2、6接在一起，輸入信號為電容C的充電電壓UC。當UC<VR2時比較器2的輸出vC2=0，Q=1，與非門G3的輸出為低電平，電晶體TD截止電容C，經R1、R2向C1充電，充電時間常數：ح充=(R1+R2)C1當VR2<UC<VR1時，vC2=1。比較器的輸出vC1=1，兩個與非門組成S-R觸發器，保持狀態不變Q=1，Q=0，電容C繼續充電。當UC≥VR1時，比較器輸出vC1=0，Q=1，Q=0，於是與非門G3輸出高電平，是電晶體TD導通，電容C1放電，放電路徑為：C1→R2→電晶體C極→發射極→地，放電時間常數：ح充=R2C（電晶體飽和導通內阻忽略不計）555定時器的實際電路圖中R1，R2，C和0.1uF的電容是外接元件。虛線框內是555定時器及引腳圖。13555定時器電路圖555R1C1RLR2CVccVout54813267i充i放14C1充放電波形圖和555輸出端的輸出波形15用555定時器組成的占空比可調的多諧振蕩器16555定時器晶片的用途很多，可以用它構成單穩態觸發器和整形電路。555定時電路的應用：(1)555單穩態觸發器(2)555定時器作為施密特觸發器7.4單穩態觸發器17單穩態觸發器典型電路電路形式：2端，作為負脈衝觸發輸入端6端，7端接於電容C和R中間，6端作為控制輸入，7端是電晶體集電極放電路徑18555單穩態觸發器的電路圖所謂單穩態觸發器，即只有一個穩定狀態，另一個狀態是暫穩或不穩定狀態。在穩定狀態情況下，沒有觸發信號。2端處於高電平，大於閾值電壓VR2，比較器2的VC2輸出為高電平1，S-RFF輸出Q=1，電晶體處於導通狀態，C處於放電狀態。555輸出為低電平。當2端輸入為低電平時，比較器2輸出跳到低電平，使S-RFFQ跳到低電平，電晶體截止，電容C經R充電。555的輸出3端，輸出高電平，電路為暫穩態，當C充電到uC≥vR1時，比較器1翻轉，使S-RFFQ=1，C進入放電狀態，電晶體TD導通，暫穩態結束。19整個觸發過程的工作波形穩態暫穩態T1暫穩態時間T1計算：T1=RCln

=RCln

=RCln3=1.1RCVCC-uC(0)VCC-uC(t1)VCCVCC-2/3VCC207.5施密特觸發器PS:施密特觸發器主要用於對輸入信號的波形進行整形。電路形