脈沖波形變換與產(chǎn)生PPT課件

1、11G1G2RdRVDDDCo1vovIvI2vcvdvCdCMOS門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器tttttIvdvo1vI2vDDVTHVov00 00001t2tWt主要參數(shù)的計算輸出脈沖寬度tW當(dāng)VTH=VDD/2時，tW0.7RC恢復(fù)時間tretre一般為（35）RC第1頁/共34頁最高工作頻率fmaxmaxmin11WrefTtt 討論：1）二極管D作用:保護CMOS管； 小,放電時間短。2）為改善輸出波形，輸出端加一級反相器。(/)dfRR C 11G1G2RdRVDDDCo1vovIvI2vcvdvCdCMOS門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1第2頁/共34頁1、分類：可重復(fù)觸發(fā)；

2、不可重復(fù)觸發(fā)。不可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作波形twtwvIvovIvotwttw可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作波形集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器第3頁/共34頁2、不可重復(fù)觸發(fā)器-以TTL集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121為例介紹。1）邏輯圖。第4頁/共34頁2）電路組成及工作原理：a)組成：電路由觸發(fā)信號控制電路，微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及輸出緩沖電路組成。b)功能表：c)主要特性：1）電路在輸入信號A1、A2、B的所有靜態(tài)組合下均處于穩(wěn)態(tài)Q=0， =1。 2）有兩種邊沿觸發(fā)方式。輸入A1或A2是下降沿觸發(fā)，輸入B是上升沿觸發(fā)。從功能表可見，當(dāng)A1、A2或B中的任一端輸入相應(yīng)的觸發(fā)脈沖，則在Q端可以輸出一個正向定時脈沖，

3、端輸出一個負向脈沖。QQ第5頁/共34頁3）74121一經(jīng)觸發(fā)進入暫穩(wěn)態(tài)，就不再受A1、A2或B跳變的影響，暫穩(wěn)態(tài)的定時僅取決于定時電阻R和C的數(shù)值，因此，74121是一個不可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。第6頁/共34頁3、可重復(fù)觸發(fā)集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器-以CMOS集成器件MC14528為例介紹。第7頁/共34頁第8頁/共34頁第9頁/共34頁4、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用：（1）、定時：由于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能產(chǎn)生一定寬度tw的矩形輸出脈沖，如利用這個矩形脈沖作為定時信號去控制某電路，可使其在tw時間內(nèi)動作（或不動作）。第10頁/共34頁Rext/CextCextA1A2BQvo174121()C1R1VCCRe

4、xt/CextCextA1A2BQQ74121()C2R2VCCVCCvIvoQ(a)IvO1vOv0001t1ttttW1tW1tW2tW2t(b)用74121組成的延時電路及工作波形(a) 延時電路 (b) 工作波形（2）、延時第11頁/共34頁（3）、噪聲消除電路Rext/CextCextA1A2BQ74121CRVCC1DRC1QVOVIVIVOQ噪聲第12頁/共34頁施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器在電子電路中常用來完成波形變換、幅度鑒別等工作。它具有如下特點： （1）施密特觸發(fā)器屬于電平觸發(fā)，對于緩慢變化的信號仍然適用，當(dāng)輸入電壓達到某一定值時，輸出電壓會發(fā)生跳變。由于電路內(nèi)部正反饋的作用

5、，輸出電壓波形的邊沿很陡直。 （2）輸入信號增加和減少時，電路有不同的閾值電壓，它具有如圖所示的傳輸特性。VT-VT+VIVOVOHVOL01反相輸出施密特電路的傳輸特性及邏輯符號第13頁/共34頁1VOVI0VT-VT+同相輸出施密特電路的傳輸特性及邏輯符號正向閾值電壓：VT+負向閾值電壓：VT-回差電壓：VT=VT+-VT-一、門電路組成的施密特觸發(fā)器假設(shè)電路中CMOS反相器的閾值電壓 VTHVDD/2,R1R2且輸入信號VI為三角波21I1I01212RRvvvRRRR第14頁/共34頁12(1)TTHRVVR 12(1)TTHRVVR 12 2TTTTHVVVRVR 第15頁/共34頁

6、二、集成施密特觸發(fā)器-以CMOS集成施密特觸發(fā)器CC40106為例介紹施密特電路整形電路輸出電路IvS2vS5vP1TP2TN5TN4TP3TN6Tov DDVP7TN8TP9TN10TP11TN12TDDVovVT-VT+VIVOVOHVOL01第16頁/共34頁三、施密特觸發(fā)器的應(yīng)用1、波形的整形及變換注意整形電路對回差電壓大小的要求具有頂部干擾的輸入信號回差電壓大于頂部干擾時輸出波形回差電壓小時的輸出波形VT1VT2ttt000v0v0vI第17頁/共34頁2、幅度鑒別幅度大于VT+的脈沖被保留tt00vovIVT+VT-第18頁/共34頁多諧振蕩器多諧振蕩器（無穩(wěn)態(tài)電路）是一種自激振蕩

7、電路，用來產(chǎn)生一定頻率和幅度的矩形脈沖波或方波。一、門電路組成的多諧振蕩器11RCvo2ln()DDDDTHTHVTRCVVV 振蕩周期的計算：第19頁/共34頁二、用施密特觸發(fā)器構(gòu)成多諧振蕩器RCVO12ln()DDTTDDTTVVVTTTRCVVV T1T2tt00vIvOVT+VT-VOHVOL40106,0OHDDOLCMOSCCVVV 采用施密特觸發(fā)器采用施密特觸發(fā)器已知已知第20頁/共34頁三、石英晶體振蕩器為了得到頻率穩(wěn)定性很高的脈沖波形，多采用由石英晶體組成的石英晶體振蕩器。1、符號及頻率特性：2、各元件的作用：R：使反相器工作在線性放大區(qū)，取值：TTL門電路，0.72k；對C

8、MOS門則常在10100M之間；C1用于兩個反相器間的耦合，C1的選擇應(yīng)使C1在頻率為fs時的容抗可以忽略不計；C2：抵制高次諧波，以保證穩(wěn)定的頻率輸出，C2選擇應(yīng)使2RC2fs0,從而使RC2并聯(lián)在fs處產(chǎn)生極點，減少諧振信號損失。第21頁/共34頁第22頁/共34頁第23頁/共34頁作用：整形、緩沖Q1111J1KC11&QA12AQ12雙相時鐘發(fā)生器第24頁/共34頁555定時器及其應(yīng)用1、555定時器是一種應(yīng)用極為廣泛的中規(guī)模集成電路。2、555定時器的應(yīng)用：1）靈活、方便；2）可構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，多諧振蕩器和施密特觸發(fā)器；3）用于信號的產(chǎn)生、變換、控制與檢測。3、555定時器

9、的分類：雙極型：具有較大的驅(qū)動能力，電源電壓范圍為516V，最大負載電流可達200mA；CMOS型：具有低功耗、輸入阻抗高，電源電壓范圍為318V，最大負載電流在4mA以下。第25頁/共34頁一、555定時器5KC1C2&16vICvI15vI22v071843v05K5KSRTGVCCRD:10VVVV 比較器比較器，輸出 ；，輸出 ；，輸出 。，輸出 。1地2觸發(fā)輸入3輸出4復(fù)位5控制電壓6閾值輸入7放電端8電源第26頁/共34頁1、構(gòu)成施密特觸發(fā)器623841555vIvOVCCI1CCI2CCO21VV ,VV , V033 則則)0( V, V31V, V32VO1CCI2C

10、CI1不變則I1CCI2CCO21VV ,VV , V133 則則)1( V, V31V, V32VO1CCI2CCI1不變則二、定時器應(yīng)用50.01uF第27頁/共34頁2、構(gòu)成不可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器ln31.1WtRCRC 輸出脈寬R：幾百歐幾兆歐C：幾百皮法幾百微法脈寬： 幾微秒數(shù)分鐘精度：0.1%I3C CVv 無無 觸觸 發(fā)發(fā) 信信 號號 時時I3C CVv 有有 觸觸 發(fā)發(fā) 信信 號號 時時觸發(fā)輸入第28頁/共34頁5K5K5KC1C2&16vICvI15vI22v071843v0SRTGVCCRDC0.01uFRVCCvIvCln31.1WtRCRC第29頁/共34頁

11、3、構(gòu)成可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器126784355550.01uFR1RVCCCTvIvO當(dāng)vI 輸入負向脈沖后，電路進入暫穩(wěn)態(tài)， T導(dǎo)通，C放電。當(dāng)vI 為高電平時，T截止，C充電，當(dāng)C未充到 之前，電路處于暫穩(wěn)態(tài)；若此期間，vI 輸入負向脈沖， T導(dǎo)通，C放電，輸出仍維持在暫穩(wěn)態(tài)。只有在觸發(fā)脈沖撤除后且在輸出脈寬tw間隔內(nèi)沒有新的觸發(fā)脈沖，電路才返回到穩(wěn)定狀態(tài)（vo=0)23CCVvIvOvC000tw失落脈沖報警23CCVC通過555內(nèi)部T放電該電路可作為失落脈沖檢出電路。如用于人體心律監(jiān)視。第30頁/共34頁4、構(gòu)成脈沖寬度調(diào)制器該電路可實現(xiàn)電壓頻率轉(zhuǎn)換vIvICVCCvO15284376C555RvICvIvOttt000輸出端vO得到一隨控制電壓vIC變化的脈沖寬度調(diào)制波第31頁/共34頁5、構(gòu)成多諧振蕩器（占空比固定）22C 20.7pLntR ClR C 放放電電：1212C ()20.7()pHntRR ClRR C充電：充電：1211.43 (2)pLpHfttRR C 輸輸出出周周期期性性矩矩形形波波頻頻率率：第32頁/共34頁6、構(gòu)成多諧振蕩器（占空比可調(diào)）vcRAR