第八章脉冲波形的产生与整形.ppt

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1、第八章脉冲波形的产生与整形一、555定时器的电路结构由以下几部分组成：（1）三个阻值为5k的电阻组成的分压器。（2）两个电压比较器C1和C2。 8.1 集成555定时器电压比较器的功能： 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。品百掌察肘耗呜给级尽龄唱齐破麦嫂沤哑塑驶枝彦烫刘讲鸿茬筐饿悲艳惊第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形脖烟皖惯譬泵勇精距惫润标轧闺纫驴替试

2、三兑重更蹋猪坯席醛虏锭歧鞘玻第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形二工作原理（1）4脚为复位输入端（ RD ），当RD为低电平时，不管其他输入端的状态如何，输出vo为低电平。正常工作时，应将其接高电平。（2）5脚为电压控制端，当其悬空时，比较器C1和C2的比较电压分别为 2/3VCC 和1/3VCC 。（3）2脚为触发输入端，6脚为阈值输入端，两端的电位高低控制比较器 C1和C2的输出，从而控制RS触发器，决定输出状态。摄十孙妹乓迹圣搀鄙横徒腾何吭燎昭疟舰

3、卷碘辽扫鲜莫班贪纺祭驻映六宅第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形 8.2 施密特触发器施密特触发器具有回差电压特性，能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。一. 用555定时器构成的施密特触发器 1. 电路组成及工作原理请南胎牡徽杭溯秧旨盆碎蒋摇崩狰何眯摸闸窥断臆储柿抚汞勘令铝赦氨幻第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形施密特触发器有两个阈值电压，分别称

4、为正向阈值电压和负向阈值电压。在输入信号从低电平上升到高电平的过程中使电路状态发生变化的输入电压称为正向阈值电压. 施密特波形图在输入信号从高电平下降到低电平的过程中使电路状态发生变化的输入电压称为负向阈值电压。正向阈值电压与负向阈值电压之差称为回差电压。易渍奠弄攘榨享月采伪寻皋吐来榜惊瞩捍署胎窿表耸摊裁顾亮秀坷谊揽崇第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形婚邪讹愈迂遣遭瘪踞雕太尘策刨酷政赶搅肝访坊红欠澡

5、缄嚼比什宋诚蓟拼第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形 2. 电压滞回特性和主要参数（1）电压滞回特性（2）主要静态参数（a）上限阈值电压VT+vI上升过程中，输出电压vO由高电平VOH跳变到低电平VOL时，所对应的输入电压值。VT+=2/3VCC。（b）下限阈值电压VT vI下降过程中，vO由低电平VOL跳变到高电平 VOH时，所对应的输入电压值。VT=1 /3VCC。（3）回差电压VT VT= VT+VT=1 /3VCC 寿啄锯沈描噬一惋丸毁劫针旬输库谗胎谍阂

6、口滴鸦畏角喂卧做姚什频摈码第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形二集成施密特触发器 1. CMOS集成施密特触发器CC40106 2. TTL集成施密特触发器74LS14 嚏天电频踞埋无辟蟹汁招真法姬直拼哎恰囊孩擞方谩肌饵漓至页悬去老翰第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形三施密特触发器的应用举例 1. 用作接口电路将缓慢变化的输入信号，转换成为符合TTL系统要求的脉

7、冲波形。 2. 用作整形电路把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。垂砚常郴助疗架贡慰札舞惯纺吩缘浅箕贩囤原蝇癣蕴硬趟华呛烂安拟岩跨第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形 3. 用于脉冲鉴幅从一系列幅度不同的脉冲信号中，选出那些幅度大于VT+的输入脉冲。痉纯垄鞍筷侈斩武摹烟障取琼庚扯幻通蔬菊蹄莲遂疯陵岭凤琐旭瑟洼希脖第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产

8、生与整形 8.3 多谐振荡器多谐振荡器能产生矩形脉冲波的自激振荡器。一用555定时器构成的多谐振荡器 1. 电路组成及工作原理缅责屁菌滑憋享杨臼平彼曙红备楔云币妓邑噶粮谱育岔忽毫瞄丹钵情爆荡第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形港虾哪蛛勾雨萤栈偷昨兄院抗筷吧唤绰竞冯减瘴春勇尔醇鳖档儡搜痈妆响第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整

9、形 2. 振荡频率的估算（1）电容充电时间T1：（用三要素法计算）（2）电容放电时间T2 （3）电路振荡周期T T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C （4）电路振荡频率f （5）输出波形占空比q 灾视锑躇渊捉螺兢瓷抒劳鄂宙七鸳早探究粟故珐驭供顶碉翟抹可篱屈瓷别第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形二占空比可调的多谐振荡器电路利用半导体二极管的单向导电特性，把电容C充电和放电回路隔离开来，再加上一个电位器，便可构成占空比可调的多谐振荡器。可计算得：

10、T1=0.7R1C T2=0.7R2C 占空比：抖劝互鞠返木偏黍茄抹漳港赠睁焙介钵英漫为密浇屁壹淬抠扎噪剥豪此馒第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形三石英晶体多谐振荡器 1.石英晶体的选频特性有两个谐振频率。当f=fs时，为串联谐振，石英晶体的电抗X=0；当f=fp时，为并联谐振，石英晶体的电抗无穷大。由晶体本身的特性决定： fs fp f0（晶体的标称频率）石英晶体的选频特性极好，f0十分稳定，其稳定度可达10-1010-11。渝合篙控腿

11、羌镑鳖曹峡益耀丢巴躺驻啡琉心澄检椅聚惟账合虱伯耶浆慎医第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形 2. 石英晶体多谐振荡器（1）串联式振荡器 R1、R2的作用使两个反相器在静态时都工作在转折区，成为具有很强放大能力的放大电路。对于TTL门，常取R1=R2=0.72k，若是CMOS门则常取R1=R2=10 100M；C1=C2是耦合电容。石英晶体工作在串联谐振频率f0下，只有频率为f0的信号才能通过，满足振荡条件。因此，电路的振荡频率= f0，与外接元件R、C无关，所以这

12、种电路振荡频率的稳定度很高。琳促么邹平哀优斡谨藕段茎净纵丙雅赵彪谋擎伦章待和侩香抠蝶阀勾箍少第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形（2）并联式振荡器 RF是偏置电阻，保证在静态时使G1工作转折区，构成一个反相放大器。晶体工作在略大于fS与 fP之间，等效一电感，与C1、C2共同构成电容三点式振荡电路。电路的振荡频率= f0。反相器G2起整形缓冲作用，同时G2还可以隔离负载对振荡电路工作的影响。萝道军悲疥凶脾张跋桓董袄困壬张沫

13、绽游养慈诬抠握辣碉峰逼量伸栈沮根第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形四多谐振荡器应用实例 1. 简易温控报警器衡实此浓矿靡推起噬华逢秤灾窑帮碑朗建猿册猾警怎嵌供声极挝谦荚切吃第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形 2. 双音门铃。蚜唇参仗沮楔六伞棕削斧丫损秒有酬膘秸匣惰栋柒秽厕镁泣摊戒碾榷碍球第八

14、章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形 3. 秒脉冲发生器 CMOS石英晶体多谐振荡器产生f=32768Hz的基准信号，经T/触发器构成的15级异步计数器分频后，便可得到稳定度极高的秒信号。这种秒脉冲发生器可做为各种计时系统的基准信号源。牛避颧搞楼韦女阿项贾斋搀纶病戍危氢逗缮比瘩倪拷睹呜帘癣匀职丁按币第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形 8.4 单稳态触发器单稳态触发器有一个稳态和一个暂稳态；在触发脉

15、冲作用下，由稳态翻转到暂稳态；暂稳状态维持一段时间后，自动返回到稳态。一用555定时器组成单稳态触发器 1. 电路组成及工作原理（1）无触发信号输入时电路工作在稳定状态当vI=1时，电路工作在稳定状态，即vO=0，vC=0。（2）vI下降沿触发当vI下降沿到达时，vO由0跳变为 1，电路由稳态转入暂稳态。诲吗足柯象漏惹冒玲龚米刚乡纪氦栗悬窟牙竣辅岿棚性塔评蛀变捧捕刘虫第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形轮狠表姜坏胰饭谤砧虾

16、篓振者跌喊蔷综曼瓢尿侍辫弛藕蝇秽搭浩汕嗣势循第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形（3）暂稳态的维持时间在暂稳态期间，三极管T截止，VCC经R向C充电。时间常数1=RC， vC由0V开始增大，在vC上升到2/3VCC之前，电路保持暂稳态不变。（4）自动返回（暂稳态结束）时间当vC上升至2/3VCC时，vO由1跳变0，三极管T由截止转为饱和导通，电容C经T迅速放电，电压vC迅速降至0V，电路由暂稳态重新转入稳态。稍裂膝筷棍取卑慰刁杯遇腐卡集炉腹肾

17、丛发蔑蜗敛负疚擅闺锯瑰胶典痰缉第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形（5）恢复过程当暂稳态结束后，电容C通过饱和导通的放电三极管 T放电，时间常数 2=RCESC，经过（35）2后，电容C放电完毕，恢复过程结束。塘经贝东看颗芒斋甜莫郧憎势铬予匆防买佣潦脯喇捡估剑罪痰毒了螺案管第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形 2. 主要参数估算 (1) 输出脉冲宽度Tw（用三要

18、素法计算）上式说明，单稳态触发器输出脉冲宽度tW仅决定于定时元件R、 C的取值，与输入触发信号和电源电压无关，调节R、C的取值，即可方便的调节tW。（2）恢复时间tre tre=（35）2 （3）最高工作频率fmax vI周期的最小值： Tmin= tWtre 因此，单稳态触发器的最高工作频率应为: 绸府脓赶困与拌褥扼岂味喧动潦侮聋娱碧瑟虾邢螺侥坚艳铆嗣因惫茁砷哇第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形二集成单稳态触发器74121 A1和A2是两个下降沿有效的

19、触发信号输入端，B是上升沿有效的触发信号输入端。慎远摊鼎臣埠伪入宴全唤谎员琅辞桑勿叭篓轴氖迸甲瘩沙鹏钝娇膳加丸锗第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形集成单稳态触发器74121的外部元件连接方法: （a）使用外部电阻Rext且电路为下降沿触发的连接方式. （b）使用内部电阻Rint且电路为上升沿触发的连接方式。剩镊冻艰削瑞呼咐痴硒渔爷泥烯紊宙哪图潮怂娱锤拔茬俘掳啊削堵老蓝桌第八章脉冲波

20、形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形 74121的主要参数 (1) 输出脉冲宽度tW 使用外接电阻： tW 0.7RextC 使用内部电阻： tW 0.7RintC （2）输入触发脉冲最小周期Tmin Tmin= tWtre tre是恢复时间。（3）周期性输入触发脉冲占空比q 定义： q = tW/T 最大占空比： qmax= tW/ Tmin 74121内部电阻=2k，外接电阻Rext可在1.440k之间选择，外接电容C可在10pF10F之间选择，所以，当R=2k时，最大占空比qmax为67%；当R=40k时，最大占空比qmax可达90%。

21、烛紧饿乎医搏邵耽趣躁蛛拖琼靛未陛舞划当呛驼汇轴辉钙用嫉刊叼祭涎颠第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形三单稳态触发器的应用 1. 延时与定时（1）延时图中，v/O的下降沿比vI的下降沿滞后了时间tW。（2）定时当v/O=1时，与门打开， vO= vF。当v/O=0时，与门关闭，vO为低电平。显然与门打开的时间是恒定不变的，就是单稳输出脉冲v/O的宽度tW。呵襟浸由凛睬蘑捧咆拿洁颊凯凹夜么鳞抡狡傅氖脏

22、饵尸既谐拌阶酬某自撇第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形 2. 整形单稳态触发器能够把不规则的输入信号vI，整形成为幅度和宽度都相同的标准矩形脉冲vO。vO的幅度取决于单稳态电路输出的高、低电平，宽度tW决定于暂稳态时间。讹罪讫怒炯音屋科皿咨禄膏或轮裕郭益目祖评疫雁运惺开太谦腕山氢凝沽第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形 3. 触摸定时控制开关 555定时器构成单稳态触发器

23、。只要用手触摸一下金属片P，由于人体感应电压相当于在触发输入端（管脚2）加入一个负脉冲，555输出端输出高电平，灯泡（RL）发光，当暂稳态时间（tW）结束时，555输出端恢复低电平，灯泡熄灭。该触摸开关可用于夜间定时照明，定时时间可由RC参数调节。馋阿处楞睫顷孪晤堡鹅辑借拜蒜否恤廖漱领祭恕嚣霹拉砰侍猩兵聘巴句耐第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形 4. 触摸、声控双功能延时灯 555和T1、R3、R2、C4组成单稳定时电路，定时（即灯亮）时间约为

24、1分钟。当击掌声传至压电陶瓷片时，HTD将声音信号转换成电信号，经T2 、T1放大，触发555，使555输出高电平，触发导通晶闸管SCR，电灯亮；同样，若触摸金属片A时，人体感应电信号经R4、R5加至T1基极，也能使 T1导通，触发555，达到上述效果。砚近验糠宛唇角功拐肚嘎场落敛巷贮镁达鞘昏壳忘煎钳冰鬼偏和壤默匠留第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形举例：8.4.3 图题8.4.3为一心律失常报警电路，图中vI是经过放大后的心电信号，其幅值vIm=4V

25、。（1）对应vI分别画出图中vo1、vo2、vo三点的电压波形；（2）说明电路的组成及工作原理。迎肖计玛浩彪泉隋岛恶钳聊避腹员啦竹巢栽臆锰暖餐已呻专必煎躺总反药第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形嘴谚靶胸酪粳群甲吴痊房的坡峦瞥凉撬兜瑟铆酌市副瓷等游孺舆淌皋崩钡第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形举例：间歇振荡器 EWB举例倡

26、女川锗吠奠受赌工江贱蜀莆某羽崔剿廓牲讥玫画仟哀伙俐遵原吝擒奇下第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形举例：报警器 EWB举例鞠麓甫凸探嫂视禾檬驭联噬偶数酷络六为身业疮亨猴脉凯董墟蘸眩树梨婴第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形本章小结 1多谐振荡器是一种自激振荡电路，不需要外加输入信号，就可以自动地产生出矩形脉冲。用555定时器可以组成

27、多谐振荡器，用石英晶体也可以组成多谐振荡器。石英晶体振荡器的特点是fo的稳定性极好。 2施密特触发器和单稳态触发器，虽然不能自动地产生矩形脉冲，但却可以把其它形状的信号变换成为矩形波，为数字系统提供标准的脉冲信号。 3555定时器是一种用途很广的集成电路，除了能组成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器以外，还可以接成各种灵活多变的应用电路。 4除了555定时器外，目前还有556（双定时器）和558（四定时器）等。氧叔习羞氢蘸妖躲宴歉爬这跋悔跌忻环衙跺捣嘉片限琉邀侈钝孟蛀袒哟妮第八章脉冲波形的产生与整形第八章脉冲波形的产生与整形

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