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1、脉冲产生与整形电路,6.1 概述,一、矩形脉冲的基本特性,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,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）对已有波形（正弦波、锯齿波等）进行整形。 由施密特触发器和单稳态触发器来实现,二、555 定时器,1. 电路组成,分压器,比较器,RS 触发器,输出 缓冲,晶体管 开关,2. 基本功能,0,UOL,
2、导通,2VCC/3,1 1 1,UOL,VCC/3,导通,2VCC/3,VCC/3,不变,不变,2VCC/3,VCC/3,UOH,截止,0,1,1,0,3. 555 定时器的外引脚,1）TTL电路 电源: 4.5 16V,2）CMOS电路 电源: 3 18V 带负载能力强。,6.2 施密特触发器 （Schmitt Trigger）,一、电路组成及工作原理,uI,工作原理,0,1,1,0,1,0,uI 上升时与 2VCC/3 比,uI 下降时与 VCC/3 比,uO2,6.2.1 用555定时器构成的施密特触发器,二、滞回特性及主要参数,(一) 滞回特性,UT,UT+,uI 增大时与上限阈值比,
3、特点:,uI 减小时与下限阈值比,上限阈值电压,(二) 主要静态参数,回差 电压,下限阈值电压,回差电压,UT = UT+ UT,uI,0,1,1,0,1,0,UCO,注意：外加 UCO 时，可改变阈值和回差电压。,UT = UT+ UT,6.2.2 施密特触发器的应用举例,一、接口与整形,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,二、阈值探测、脉冲展宽,1、阈值探测,输入,UT,UT+,输出,二、阈值探测、脉冲展宽,2、脉冲展宽,集电极开路输出,6.3 单稳态触发器（Monostable Trigger）,单稳态触发器的特点,1.只有两种状态:稳
4、态和暂稳态；,2.外来触发窄脉冲:稳态暂稳态稳态；,3.暂稳态持续时间取决于电路参数，与触发脉冲无关。,用途,1.定时：产生一定宽度的方波。,2.延时：将输入信号延迟一定时间后输出。,3.整形：把不规则波形变为宽度、幅度都相等的脉冲。,一、电路组成及工作原理,uI,uI 与 VCC/3 比较,uC 与 2VCC/3 比较,稳态： TD 导通, Q = 0,暂稳态： TD 截止, Q = 1,导通,6.3.1 单稳态触发器工作特点,二、工作波形,uO,uC,0,2VCC/ 3,VCC,uO,三、主要参数,1. 输出脉冲宽度 tw,uC（0+） = 0,uC（） = VCC ,uC（tw） = 2
5、VCC / 3,2. 恢复时间 tre,很小,2 = RCESC,3. 最高工作频率 fmax,6.3.2 单稳态触发器应用举例,一、延时与定时,1. 延时,uI,uO,2. 定时选通,uF,uO,二、整形,uI,uO,6.4 多谐振荡器 （Astable Multivibrator）,6.4.1 555定时器构成的多谐振荡器,一、电路组成和工作原理,二、振荡频率的估算和占空比可调电路,1. C 充电时间 tw1,uC（0+） = VCC / 3,uC（） = VCC,充电时间常数,1= （R1+R2）C,2. C 放电时间 tw2,可求得:,放电时间常数,2 = R2C,（一） 振荡频率的估
6、算,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：,（二）占空比可调电路,tw1= 0.7R1C,tw2 = 0.7R2C,6.4.2 多谐振荡器应用举例,一、秒信号发生器,T触发器,32768 Hz,16384 Hz,1 Hz,2 Hz,二、模拟声响电路,1、集成555定时器的基本原理和功能,本章小结,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，多谐振荡器没有稳态，所以又称为无稳电路。,在单稳态触发器中，具有一个稳态和一个暂稳态。由一个暂稳态过渡到稳态，暂稳态的持续时间即脉冲宽度也由电路的阻容元件决定。,施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适合于数字电路需要的矩形脉冲的电路。而且由于具有滞回特性，所以抗干扰能力也很强。,2、由555定时器构成电路的主要工作特点,