电工技术电子技术-清华-36.ppt

1、2020/8/3,电工电子技术,第36讲,第16章 脉冲信号的产生与整形,16.1 由门电路构成的多谐振荡器和 单稳态触发器 16.2 集成单稳74123 16.3 集成定时器555,2020/8/3,电工电子技术,第16章 脉冲波形的产生与整形,16.1 由门电路构成的多谐振荡器和单稳态触发器 16.1.1由门电路构成的多谐振荡器 16.1.2由门电路构成的单稳态触发器 16.2 集成单稳态触发器74LS123 16.2.1集成单稳态触发器74LS123的功能 16.2.2集成单稳态触发器74LS123的应用举例 16.3集成定时器555 16.3.1 555定时器的工作原理 16.3.2

2、555定时器的应用,2020/8/3,电工电子技术,16.1由门电路构成的多谐振荡器和单稳态触发器,一、由奇数个非门组成的多谐振荡器,利用门电路的传输延迟时间，将奇数个非门首尾相接，就可以构成一个简单的多谐振荡器（环行振荡器）:,缺点: 因门电路传输延迟时间很短（10nS左右），所以振荡频率太高,并且不可调整。,16.1.1由门电路构成的多谐振荡器,2020/8/3,电工电子技术,二、带RC延时电路的多谐振荡器,时间常数 RC门电路传输延迟时间,RS：限流电阻，几百,输出,2020/8/3,电工电子技术,假设：开始时u3=0,当uAUT时，u3不反转,带RC延时电路的环行振荡器分析,2020/

3、8/3,电工电子技术,当uA=UT时，u3反转，u1、u2也同时反转,2020/8/3,电工电子技术,由于电容电压不能 突变,当u1 发生下跳时,uA有一突变。,2020/8/3,电工电子技术,u2u1，电容反向充电 , uA上升。,2020/8/3,电工电子技术,当uA=UT 时，u3、u1、u2反转,2020/8/3,电工电子技术,由于u1上跳，电容电压不能突变，所以uA上跳，然后uA下降，进入下一个周期。,2020/8/3,电工电子技术,可以推导，输出信号的周期近似为:,T 2.2 RC,2020/8/3,电工电子技术,三、RC耦合式振荡器,当R1=R2=R , C1=C2=C时 输出信

4、号的周期近似为:,T 1.4 RC,2020/8/3,电工电子技术,四、石英晶体振荡器,输出方波uO的频率 = 石英晶体的固有谐振频率,R1=R2=1k C=0.1F,优点：振荡频率稳定，精度高，常用作基准信号源,2020/8/3,电工电子技术,单稳态触发器: 输出端只有一个稳定状态, 另一个状态则是暂稳态。加入触发信号后，它可以由稳定状态转入暂稳态，经过一定时间以后，它又会自动返回原来的稳定状态。,16.1.2 由门电路构成的单稳态触发器,2020/8/3,电工电子技术,一、由门电路构成的积分型单稳态触发器,t1,当ui=0时,ui：外部触发脉冲,当ui上跳时， u1下跳,因uA不能突变，所

5、以u2下跳,2020/8/3,电工电子技术,u1下跳后，C放电，uA下降,UT,TW=1.1RC,当uA=UT时，u2上跳，输出一个宽度为TW的负脉冲,当ui下跳时，u1上跳，C再充电， uA上升为高电平。,2020/8/3,电工电子技术,缺点： 若C的放电太慢，在 t1- t3期间, uAUT , 失去对 u2 低电平宽度的控制作用,u2将随着ui变为0而变为1,2020/8/3,电工电子技术,( a ),( b ),改进型电路,2020/8/3,电工电子技术,u1,uA,u2,ui,ui,改进的积分型单稳触发器工作原理,特点: 输出脉冲宽度不受输入脉冲宽度的影响,2020/8/3,电工电子

6、技术,二、由门电路构成的微分型单稳态触发器(略),2020/8/3,电工电子技术,16.2 集成单稳态触发器74LS123,74LS123 内部包括两个独立的单稳。单稳输出脉冲的宽度，主要由外接的定时电阻( RT )和定时电容( CT )决定。单稳的翻转时刻决定于 A、B、CLR 三个输入信号。,16.2.1 集成单稳态触发器74LS123的功能,2020/8/3,电工电子技术,触发,74LS123功能表,清0,触发,2020/8/3,电工电子技术,TW = 0.45 RT CT,RT,CT,CT,RT,2020/8/3,电工电子技术,16.2.2集成单稳态触发器74LS123应用举例,例1.

7、用单稳进行彩灯的延时控制,2020/8/3,电工电子技术,发光二极管,串行移位寄存器,单稳态触发器,彩灯控制,过程:全亮由左到右逐个灭全灭延时全亮,周而复始,2020/8/3,电工电子技术,例2.用单稳进行波形的整形、用晶体振荡器产生计数器的计数脉冲(数字测速系统),2020/8/3,电工电子技术,16.3 集成定时器555,16.3.1 555定时器的工作原理 一、内部电路组成,内部电路组成: (1)分压器(3个R) (2)电压比较器 (A1、A2） (3)RS触发器 (4)反相器 (5)晶体管T,2020/8/3,电工电子技术,1端GND 地 2端TR 低电平触发输入 3端UO 输出 4端

8、RD 直接清0 5端CV 电压控制，不用 时经0.01F电容 接地 6端TH 高电平触发输入 7端D 三极管集电极 8端VCC 电源(4.5V18V),16.3.1 555定时器的工作原理(续),二、引脚功能,2020/8/3,电工电子技术,16.3.1 555定时器的工作原理(续),三、工作原理 各部分的功能,(1)分压器为比较器提供基准电压，A1的基准电压为 ，A2的基准电压为 。,（2）阈值端（TH）和触发端（TR）的外加输入信号和两基准电压比较。当TH 时，A1输出高电平；当TR 时，A2输出高电平。反之，两比较器输出低电平。,（3）A1、A2的输出作为RS触发器的输入。R=1时，Q=

9、0；S=1时，Q=1,（4）RS触发器的反相输出端经反相驱动后输出UO,即UO=Q,(5)当Q=0时,T导通；Q=1时，T截止。,2020/8/3,电工电子技术,16.3.1 555定时器的工作原理(续),三、工作原理 功能表,2020/8/3,电工电子技术,16.3.2 555定时器的应用,一、由555定时器构成多谐振荡器,T截止,0.01F,2020/8/3,电工电子技术,16.3.2 555定时器的应用(续),一、由555定时器构成多谐振荡器,uo保持1,2020/8/3,电工电子技术,16.3.2 555定时器的应用(续),一、由555定时器构成多谐振荡器,2020/8/3,电工电子技

10、术,16.3.2 555定时器的应用(续),一、由555定时器构成多谐振荡器,uo保持0,2020/8/3,电工电子技术,16.3.2 555定时器的应用(续),一、由555定时器构成多谐振荡器,T截止,2020/8/3,电工电子技术,16.3.2 555定时器的应用(续),一、由555定时器构成多谐振荡器,周期:,占空比:,2020/8/3,电工电子技术,16.3.2 555定时器的应用,二、由555定时器构成单稳态触发器,上电清0：由于CS的作用，上电后uo=0，T导通，uc=0,2020/8/3,电工电子技术,16.3.2 555定时器的应用,二、由555定时器构成单稳态触发器,当ui为高电平时， uo保持，仍为uo=0,2020/8/3,电工电子技术,16.3.2 555定时器的应用,二、由555定时器构成单稳态触发器,当ui由高电平变为低电平时， uo=1,T截止，C开始充电,ui脉冲很窄, ui变为高电平后, uo保持为1,C继续充电,2020/8/3,电工电子技术,16.3.2 555定时器的应用,二、由555定时器构成单稳态触发器,当C充电2VCC/3时， uo=0, T导通,电容C很快放电, 电路恢复到初始状态。,2020