脈沖產(chǎn)生與整形電路.ppt

,第 9 章 脈沖信號的產(chǎn)生與整形,555 定時器及其應(yīng)用,本章小結(jié),掌握用 555 定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài) 觸發(fā)器和多諧振蕩器的方法。,主要要求：,了解 555 定時器的電路結(jié)構(gòu)，掌握其符號和功能。,9.4 555 定時器及其應(yīng)用,555 定時器簡介,555 定時器是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便靈活、用途廣泛的多功能電路。它電源電壓范圍寬(雙極型 555 定時器為 5 16 V，CMOS 555 定時器為 3 18 V)，可提供與 TTL 及 CMOS 數(shù)字電路兼容的接口電平，還可輸出一定功率，驅(qū)動微電機、指示燈、揚聲器等。 TTL 單定時器型號的最后 3 位數(shù)字為 555，雙定時器的為 556；CMOS 單定時器的最后 4 位數(shù)為 7555，雙定時器的為 7556。,一、555 定時器的工作原理和邏輯功能,555 定時器的電路結(jié)構(gòu)與符號,集電極開路輸出端,構(gòu)成電阻分壓器，為比較器 C1、C2 提供兩個參考電壓，UR1 = 2/3VCC，UR2 = 1/3VCC。,輸出緩沖器OUT = Q,構(gòu)成基本 RS 觸發(fā)器，決定電路輸出。,555 定時器的工作原理與邏輯功能,定時器 5G555 的功能表,定時器 5G555 的功能表,555 定時器的工作原理與邏輯功能,555 定時器的工作原理與邏輯功能,定時器 5G555 的功能表,555 定時器的工作原理與邏輯功能,定時器 5G555 的功能表,簡化功能表,使用要點,通常不用 CO 端，為了提高電路工作穩(wěn)定性，將其通過 0.01 F 電容接地。,二、用 555 定時器組成施密特觸發(fā)器,電壓傳輸特性為反相輸出的滯回特性,UT+ = 2/3 VCC UT- = 1/3 VCC UT = UT+ - UT- = 1/3 VCC,例 試對應(yīng)輸入波形畫出下圖中輸出波形。,+12V,解：,UT+ = 2/3 VCC = 8 V,UT- = 1/3 VCC = 4 V,因此可畫出輸出波形為,電路構(gòu)成反相輸出的施密特觸發(fā)器,三、用555 定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,(一)電路結(jié)構(gòu),R、C 為定時元件,(二)工作原理、工作波形與參數(shù)估算,1. 穩(wěn)定狀態(tài),接通電源后 VCC 經(jīng) R 向 C 充電，使 uC 上升。,該電路觸發(fā)信號為負脈沖，不加觸發(fā)信號時，uI = UIH (應(yīng) 1/3 VCC)。,工作原理,導通,2. 觸發(fā)進入暫穩(wěn)態(tài),(二)工作原理、工作波形與參數(shù)估算,3. 自動返回穩(wěn)定狀態(tài),(二)工作原理、工作波形與參數(shù)估算,2. 觸發(fā)進入暫穩(wěn)態(tài),這時 uI 必須已恢復為高電平,例 用上述單穩(wěn)態(tài)電路輸出定時時間為1 s 的正脈沖，R = 27 k，試確定定時元件 C 的取值。,(二)工作原理、工作波形與參數(shù)估算,輸出脈沖寬度 tW 即為暫穩(wěn)態(tài)維持時間，主要取決于充放電元件 R、C。,該單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為不可重復觸發(fā)器，且要求輸入脈寬 tWI 小于輸出脈寬 tWO 。,解：,因為 tWO 1.1 RC,故 可取標稱值 33 F。,估算公式 tWO 1.1 RC,四、用 555 定時器組成多諧振蕩器,(一)電路結(jié)構(gòu),(二)工作原理、工作波形與周期估算,UOH,工作原理,(二)工作原理、工作波形與周期估算,UOL,工作原理,(二)工作原理、工作波形與周期估算,工作原理,(二)工作原理、工作波形與周期估算,電容 C 如此循環(huán)充電和放電，使電路產(chǎn)生振蕩，輸出矩形脈沖。,周期與占空比估算,tWH 0.7 (R1 + R2)C tWL 0.7 R2C T = tWH + tWL 0.7 (R1 + 2R2)C,例 指出右圖中控制揚聲器鳴響與否和調(diào)節(jié)音調(diào)高低的分別是哪個電位器？若原來無聲，如何調(diào)節(jié)才能鳴響？欲提高音調(diào)，又該如何調(diào)節(jié)？,解：,R1、R2、RP1 和 C 共同構(gòu)成定時元件，因此調(diào)節(jié) RP1 可調(diào)節(jié)音調(diào)高低。,欲提高音調(diào)，則應(yīng)減小 RP1 ，因此觸頭應(yīng)下移。,RP2,RP1,觸摸定時開關(guān)電路設(shè)計,圖中555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，只要用手觸摸一下金屬片P，由于人體感應(yīng)電壓相當于在低電平觸發(fā)端(管腳2)加入一個負脈沖，電路進入暫穩(wěn)態(tài)，輸出高電平，燈泡發(fā)光，當暫穩(wěn)態(tài)時間結(jié)束后，恢復低電平，燈泡熄滅。該觸摸開關(guān)可用于夜間定時照明，定時時間可由RC參數(shù)調(diào)節(jié)。,雙音門鈴電路設(shè)計分析,當按鈕開關(guān)AN按下時，開關(guān)閉合，VCC經(jīng)Dz向充電，P點(4腳)電位迅速充至VCC ，復位解除，電路起振。由于D1將R3旁路，故充電時間常數(shù)為(R1+R2)C1，放電時間常數(shù)為R2C1，多諧振蕩器產(chǎn)生高頻振蕩，喇叭發(fā)出高音。 當按鈕開關(guān)AN松開時，開關(guān)斷開，由于電容C4儲存的電荷經(jīng)R4放電要維持一段時間，在P點電位降至復位電平之前，電路將繼續(xù)維持振蕩。但此時Vcc經(jīng)R3、R2、R1向C充電，充電時間常數(shù)增加為(R3 + R2 + R1)C1，放電時間常數(shù)仍為R2C1,多諧振蕩器產(chǎn)生低頻振蕩，喇叭發(fā)出低音。 當電容持續(xù)放電，使P點電位降至555的復位電平以下時，多諧振蕩器停止振蕩，喇叭停止發(fā)聲。 調(diào)節(jié)高頻、低頻振蕩相關(guān)參數(shù)，可以改變高、低音發(fā)聲頻率以及低音維持時間。,題9-6,圖P9-3所示為555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。,已知,V、,試求輸出脈沖寬度,并畫出,的波形。,題9-7,圖P9-4所示為,已知,V、,試求,題9-7,圖P9-4所示為,已知,V、,試求,555 定時器是一種多用途的集成電路。只需外接 少量阻容元件便可構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài) 觸發(fā)器和多諧振蕩器等。此外，它還可組成其 它多種實用電路。由于 555 定時器使用方便、 靈活，有較強的負載能力