脉冲信号的产生与整形.ppt

1、主要要求：,了解脉冲信号产生与整形的方法。,了解多谐振荡器的常用电路及其工作原理。,2.1脉冲信号的产生与整形,了解施密特触发器和单稳态触发器的逻辑 功能、工作特点和典型应用。,矩形脉冲基本特性,1. 矩形脉冲的二值性,矩形脉冲,二进制数字信号,高、低电平,1、0,2. 矩形脉冲的特性参数,T 脉冲周期,Um 脉冲幅度,tW 脉冲宽度,tr 上升时间,tf 下降时间,1.矩形脉冲,矩形脉冲基本特性,3. 获得脉冲的方法：,1） 自激振荡电路直接产生矩形脉冲。 由多谐振荡器来实现,555 定时器是构成多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器的既经济又简单实用的器件。,2） 将已有波形（正弦波、锯齿

2、波等）整形为矩形脉冲。 由施密特触发器和单稳态触发器来实现,555时基集成电路的结构和工作原理,555时基电路大量应用于电子控制、电子检测、仪器仪表、家用电器、音响报警、电子玩具等诸多方面。 还可用作振荡器、脉冲发生器、延时发生器、定时器、方波发生器、单稳态触发振荡器、双稳态多谐振荡器、自由多谐振荡器、锯齿波发生器、脉宽调制器、脉位调制器等等。 ,2.555定时器,555触摸定时开关,当需要开灯时，用手触碰一下金属片P，人体感应的杂波信号电 压由C2加至555的触发端，使555的输出由低变成高电平，继电器 KS吸合，电灯点亮。同时，电源便通过R1给C1充电，定时开始。 当电容C1上电压上升至电

3、源电压的2/3时，C1第7脚通道放电， 使第3脚输出由高电平变回到低电平，继电器释放，电灯熄灭，定时 结束。定时长短由R1、C1决定。,555定时器,返回,1. 电路组成,图6-28 555定时器 (a) 原理图 (b)外引线排列图,电阻分压器,电压比较器,基本RS触发器,放电管T,缓冲器,（1） 电阻分压器 由3个5k的电阻R组成，为电压比较器C1和C2提供基准电压。,（2） 电压比较器 C1和C2。当UU时， UC输出高电平，反之则输出低电平。,（3）放电管T T是集电极开路的三极管。相当于一个受控电子开关。 输出为0时，T导通，输出为1时，T截止。,555定时器的引脚,双极型 （TTL）

4、 电源: 4.5 16V,单极型 （CMOS） 电源: 3 18V 带负载能力强。,定时器 5G555 的功能表,555应用（1）,多谐振荡器,多谐振荡器,1. C 充电时间 tw1,充电时间常数,1= （R1+R2）C,2. C 放电时间 tw2,放电时间常数,2 = R2C,多谐振荡器,3. 振荡频率 f,tw1= 0.7 (R1+R2) C,tw2 = 0.7R2C,T = 0.7（R1+2R2）C,振荡周期：,振荡频率：,占空比：,多谐振荡器,占空比可调电路,tw1= 0.7R1C,tw2 = 0.7R2C,多谐振荡器,石英晶体多谐振荡器,特点：频率稳定，精度高。,1. 符号和选频特性

5、,符号,当 f = f0 时,电抗 X = 0,电 感 性,电 容 性,2. 石英晶体多谐振荡器,电阻取值范围：,TTL反相器：,R1= R2 = 0.7 2 k,CMOS反相器：,R1= R2 =10 100 M,多谐振荡器,应用-模拟声响电路,555应用（2）,施密特触发器,普通反相器,UTH,uY,?,TTL：,1.4 V,CMOS：,施密特反相器,UT+,UT,上限阈值电压,下限阈值电压,uY,回差电压：,2.振荡电路,施密特触发器,uI,0,1,1,0,1,0,UCO,外加 UCO 时,可改变阈值和回差电压,uO2,uI 上升时与 2VCC/3 比,uI 下降时与 VCC/3 比,施

6、密特触发器,滞回特性,UT,UT+,uI 增大时与上限阈值比,特点:,uI 减小时与下限阈值比,上限阈值电压,回差 电压,下限阈值电压,回差电压,UT = UT+ UT,施密特触发器,应用,1. 接口,把缓变输入信号转换为TTL系统要求的脉冲,2. 整形,输入,输出,UT+,UT,555应用（3）,单稳态触发器,特点:,1. 只有两种状态: 稳态和暂稳态；,2. 外来触发 （窄） 脉冲使: 稳态暂稳态稳态；,3. 暂稳态持续时间仅取决于电路参数, 与触发脉冲无关。,用途:,定时：产生一定宽度的方波。,延时：将输入信号延迟一定时间后输出。,整形：把不规则波形变为宽度、幅度都相等的脉冲。,单稳态触发器,uI,uI 与 VCC/3 比较,uC 与 2VCC/3 比较,稳态： TD 饱和, Q = 0,暂稳态： TD 截止, Q = 1,引起暂稳态的原因:,1. 通电的随机过程；,2. uI 从 1 0 使 u2 VCC/3， 引起 Q = 1，TD 截止。,导通,饱和,单稳态触发器,uO,uC,0,2VCC/ 3,VCC,uO,单稳态触发器,1. 输出脉冲宽度 tw,uC（0+） = 0,uC（） = VCC ,uC（tw） = 2VCC / 3,2. 恢复时间 tre,很小,2 = RCESC,3.