第6章脈沖產生與整形電路

1、數字電子技術數字電子技術（第三版）（第三版）第第6章章 脈沖信號的脈沖信號的產生與整形產生與整形學習要點學習要點 第第6章章 脈沖信號的脈沖信號的產生與整形產生與整形6.1 555定時器定時器 兩狀態(tài)邏輯信號只有0、1兩種取值，用波形圖表示就是矩形脈沖。 周期T 幅度Um 寬度tw 上升時間tr 下降時間tf 對于理想矩形脈沖，對于理想矩形脈沖，上升時間和下降時間上升時間和下降時間均為均為0。6.1.1 矩形脈沖的基本特性矩形脈沖的基本特性6.1.2 555定時器的結構和工作原理定時器的結構和工作原理復位端電平有效基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器001電壓比較器電壓比較器分壓器分壓器2Vcc/3 Vc

2、c/3晶體管開關和晶體管開關和輸出緩沖器輸出緩沖器0截止截止1導通導通U+U-時，輸出為1U+U-時，輸出為 0 7 1 CO TH TR +UCC uo 5k 5k 5k V 2 6 5 8 4 3 R + + C1 + + C2 D Q Q RD SD 電平觸發(fā)端電平觸發(fā)端電壓控制端復位端電平有效放電端4.516V 7 1 CO TH TR +UCC uo 5k 5k 5k V 2 6 5 8 4 3 R + + C1 + + C2 D Q Q RD SD 001R=0時，Q=1 、Q=0 ，uo=0，V飽和導通。 7 1 CO TH TR +UCC uo 5k 5k 5k V 2 6 5

3、 8 4 3 R + + C1 + + C2 D Q Q RD SD R=0時，Q=1 、Q=0 ，uo=0，V飽和導通。R=1、UTH2UCC/3、UTRUCC/3時，C1輸出低電平，C2輸出高電平，即RD=0、SD=1，則Q=1、Q=0，uo=0，V飽和導通。2UCC/3UCC/30011 7 1 CO TH TR +UCC uo 5k 5k 5k V 2 6 5 8 4 3 R + + C1 + + C2 D Q Q RD SD R=0時，Q=1 、Q=0 ，uo=0，V飽和導通。R=1、UTH2UCC/3、UTRUCC/3時，RD=0、SD=1，Q=1、Q=0，uo=0，V飽和導通。2

4、UCC/3UCC/3101R=1、UTH2UCC/3、UTRUCC/3時，RD=1、SD=1，Q、Q不變，uo不變，V狀態(tài)不變。 7 1 CO TH TR +UCC uo 5k 5k 5k V 2 6 5 8 4 3 R + + C1 + + C2 D Q Q RD SD R=0時，Q=1 、Q=0 ，uo=0，V飽和導通。R=1、UTH2UCC/3、UTRUCC/3時，RD=0、SD=1，Q=1、Q=0，uo=0，V飽和導通。2UCC/3UCC/31100R=1、UTH2UCC/3、UTRUCC/3時，RD=1、SD=1，Q、Q不變，uo不變，V狀態(tài)不變。R=1、UTH2UCC/3、UTRU

5、CC/3時，RD=1、SD=0，Q=0、Q=1，uo=1，V截止。*利用利用555集成定時器可構成脈沖產生、整形電路集成定時器可構成脈沖產生、整形電路 UT+ ， uO跳變?yōu)榈碗娖剑娙軨放電， uI下降； 當 uI UT- ， uO又跳變?yōu)楦唠娖?。周而復始，振蕩，輸出端得到矩形波?.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 有一個穩(wěn)定狀態(tài)和一個暫穩(wěn)狀態(tài)。在外來觸發(fā)脈沖的作用下，能夠由穩(wěn)定狀態(tài)翻轉到暫穩(wěn)狀態(tài)。 暫穩(wěn)狀態(tài)維持一段時間以后（根據電路參數），將自動返回到穩(wěn)定狀態(tài)。 用途：用途：這種電路在數字系統和裝置中，一般用于(產生一定寬度的方波)、整形(把不規(guī)則的波形轉換成寬度、幅度都相等的脈沖)以及延時

6、(將輸入信號延遲一定的時間之后輸出)等。6.3.1 用用555定時器構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器定時器構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器R、C是定時元件；uI是輸入觸發(fā)信號，下下降沿有效降沿有效，加在555的TR端(2腳)；uO是輸出信號。1010001 01016.3.2 集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器按能否被重觸發(fā)，可以分為兩類：一類是可重觸發(fā)的；一類是不能重觸發(fā)的?？芍赜|發(fā)是指在暫穩(wěn)態(tài)期間，能夠接收到新的觸發(fā)信號，重新開始暫穩(wěn)態(tài)過程；非重觸發(fā)是在暫穩(wěn)態(tài)期間不能接收新信號的情況，即非重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，只能在穩(wěn)態(tài)時接收輸入信號，一旦被觸發(fā)由穩(wěn)態(tài)翻轉到暫穩(wěn)態(tài)后，即使再有新的信號到來，其既定的暫穩(wěn)態(tài)過

7、程也會照樣進行下去，直至結束為止。下降沿有效下降沿有效的觸發(fā)信號的觸發(fā)信號輸入端輸入端輸出端輸出端外接電阻、電容端外接電阻、電容端定時電阻引出端定時電阻引出端（或接電源或懸空）（或接電源或懸空）上升沿有效上升沿有效的觸發(fā)信號的觸發(fā)信號輸入端輸入端)(BATRTRTRTRTR：內部統一的觸發(fā)信：內部統一的觸發(fā)信號，上升沿有效號，上升沿有效表示單穩(wěn)是表示單穩(wěn)是非重觸發(fā)的非重觸發(fā)的)(BATRTRTRTR只要只要TR保持狀態(tài)不便，保持狀態(tài)不便，電路就會一直工作在穩(wěn)電路就會一直工作在穩(wěn)定狀態(tài)；只有當定狀態(tài)；只有當TR正跳正跳變時，電路才會被觸發(fā)。變時，電路才會被觸發(fā)。 14 13 12 11 10 9

8、 874122 1 2 3 4 5 6 7(b) 74122 的引腳排列圖 TR- TR-B TR+A TR+B RD Q GND Rext/CextVCC NC Cext NC Rin QTR-A、TR-B是兩個下降沿有效的觸發(fā)信號輸入端，TR+A、TR+B是兩個上升沿有效的觸發(fā)信號輸入端。Q和是兩個狀態(tài)互補的輸出端。Rext/Cext、Cext、Rin3個引出端是供外接定時元件使用的，外接定時電阻R（R=5k50k）、電容C（無限制）的接法與74121相同。RD為直接復位輸入端，低電平有效。當定時電容C1000pF時，74122的輸出脈沖寬度：tp0.32RC集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器除74121、

9、74122外，常用的還有雙單穩(wěn)74123、74221等；而CMOS集成電路中，也有類似的、應用也很廣的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，例如雙單穩(wěn)CC4098、CC14528就是這樣的芯片。 從圖中可看出uo的下降沿比uI延遲了tw時間。6.3.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應用舉例單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應用舉例 從圖中看到，u0作為控制與門打開時間的信號，在與門打開時間tw內，UF信號允許通過，tw就是一個定時信號。 由6.3.6圖可看出，不規(guī)則的輸入信號經單穩(wěn)態(tài)電路后，可整形成為幅度、寬度都相同的矩形脈沖u0。6.4 多諧振蕩器多諧振蕩器 多諧振蕩器是一種自激振蕩電路，當電路連接好之后，只要接通電源，在其輸出端便可獲得矩形脈矩形脈沖

10、沖，由于矩形脈沖中除基波外還含有極豐富的高次諧波，所以人們把這種電路叫做多諧振蕩器。6.4.1 用用555定時器構成的多諧振蕩器定時器構成的多諧振蕩器R1、R2、C是外接定時元件，定時器TH(6)、TR(2)端連接起來接uC，晶體三極管集電極(7)接到R1、R2的連接點P。 電路就在兩個暫穩(wěn)態(tài)之間來回翻轉振蕩，在輸出端就產生了矩形脈沖。4. 占空比q振蕩頻率f：)2/(43. 1)2(7 . 0/1/12121CRRCRRTf （二）占空比可調電路 當R1 = R2, q = 0.5, uO 將成為對稱的矩形脈沖。)/(211RRRq利用半導體二極管的單向導電特性，把電容C充電和放電回路隔離開來，再加上一個電位器，便可以得到占空比可調的多諧振蕩器。占空比：占空比： 在對振蕩頻率穩(wěn)定性要求較高的地方，利用石英晶體構成石英晶體多諧振蕩器。 外加電壓頻率f=f0時，電抗X=0，諧振頻率f