LJH脈沖波形的產(chǎn)生和整形

1、1會(huì)計(jì)學(xué)LJH脈沖波形的產(chǎn)生和整形脈沖波形的產(chǎn)生和整形2本章教學(xué)要求：(1)了解555定時(shí)器工作原理(2)掌握用555構(gòu)成施密特、單穩(wěn)、多諧 3種電路的方法(3)掌握上述3種電路的參數(shù)計(jì)算310.1 概述概述矩形脈沖的主要參數(shù)：脈沖周期T；脈沖頻率：脈沖幅度VM；脈沖寬度tW；上升時(shí)間tr；下降時(shí)間tf；三種脈沖電路：施密特觸發(fā)器；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；多諧振蕩器。功能:產(chǎn)生CLK信號(hào)或?qū)LK信號(hào)進(jìn)行整形。 每種電路都有三種構(gòu)成方式：集成；用門電路構(gòu)成；用555電路構(gòu)成。本章只介紹用555電路構(gòu)成的脈沖電路。f = 1/T占空比q：q=tw /T .41. 施密特觸發(fā)器（特殊的門電路） （可參見45

2、7頁）特點(diǎn)1：有兩個(gè)閾值電壓。如電壓傳輸特性曲線：VT- VT+VT滯回特性 如右圖：輸入信號(hào)從低電平上升的過程中，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平(VT+)，與輸入信號(hào)從高電平下降過程中對(duì)應(yīng)的輸入電平不同(VT-) 。 特點(diǎn)2：輸出電壓波形的邊沿很陡。普通反相器 施密特反相器負(fù)向閾值電壓正向閾值電壓52. 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：輸出包括一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)（簡稱暫態(tài)）.tWtW3. 多諧振蕩器：輸出包括兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，交替形成連續(xù)的脈沖信號(hào)。暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)VoVoVI6 555定時(shí)器是數(shù)字模擬混合集成電路。 可構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器或多諧振蕩器。應(yīng)用：定時(shí)、檢測(cè)、控制、報(bào)警等方面。7 集成5

3、55定時(shí)器因?yàn)槠鋬?nèi)部有3個(gè)精密的5K電阻而得名。8集成555定時(shí)器具體元件簡介 555定時(shí)器的封裝一般有兩種： 八腳圓形封裝 八腳雙列直插式封裝。 910.5.1 555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)與功能10V+V- V0=1V+低(0)導(dǎo)通1保持Vcc32保持高(1) 截止11Vcc32VCC31高(1)截止555電路的功能：VI1和VI2影響電路狀態(tài)。VCC31R =0S=10低導(dǎo)通VI1VI2(Q)VoTDRDR =1S=1R =0S=0R =1S=0VCC / 32VCC / 3RS二閾值電壓：VR1=2VCC / 3 VR2=VCC / 3 VI2VI11210.5.2 構(gòu)成施密特觸發(fā)器（Sch

4、mitt Trigger）0.01uF二六搭一VIV0VI1和VI2相連。8 4621 53VccIvOv131VCC31低(0)導(dǎo)通1Vcc32保持高(1) 截止11Vcc32VCC31高(1)截止VCC310低導(dǎo)通VI1VI2(Q)VoTDRDV VI It tV VT+T+V VT-T-=2V=2VCCCC/3/3=V=VCCCC/3/3輸出1-0：VI=2VCC/3VI=VCC/3輸出0-1：VI上升和下降時(shí)，輸出的狀態(tài)變化。詳細(xì)分析:VCC555功能表保持回差電壓：VT = 1/3VCC 負(fù)向閾值電壓 VT-正向閾值電壓 VT+(1)(2)(3)(4)(5)14注意： Vco端外接一

5、電壓源Vco時(shí)： VT+ = Vco VT- = 1/2Vco VT = 1/2Vco151.波形變換; 2.脈沖整形; 3.脈沖鑒幅10.2.3 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用脈沖整形脈沖鑒幅P464波形變換 利用特點(diǎn)：輸出電壓波形的邊沿很陡。 利用特點(diǎn)：有兩個(gè)閾值電壓16tWtW暫穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)VoVI1.輸出有兩個(gè)狀態(tài)穩(wěn)態(tài)、暫穩(wěn)態(tài)；2.在輸入負(fù)脈沖作用下，電路觸發(fā)，從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，而后自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)；3.暫態(tài)維持時(shí)間 (tw)取決于電路參數(shù), 與觸發(fā)脈沖寬度和幅度無關(guān)。負(fù)脈沖觸發(fā)高電平為暫態(tài)低電平為穩(wěn)態(tài)17七六搭一，上R下C 電路結(jié)構(gòu)圖邏輯框圖VIVC18VIVCVCCtWtre（三 ） 工作原理-穩(wěn)

6、態(tài)1. VI=VIH=VCCVO=0 TD導(dǎo)通 VC=0V3.暫穩(wěn)態(tài)電容C充電 CV暫態(tài)4.自動(dòng)返回VC =2/3 VCC VO=0 TD導(dǎo)通 C放電 VC=0.分辨時(shí)間td:td=tw+tre最小觸發(fā)間隔穩(wěn)態(tài)觸發(fā)VO=VOH TD截止，VC=0V2.VI=VIL=0觸發(fā)P493RSVoG3 G4G2恢復(fù)時(shí)間:tre19()CCwCCTTCCCCCCCCV-0t= RClnV- V2VV3V-0RCln2V-V3= RCln3 = 1.1RC（四）工作參數(shù)要求：VI負(fù)脈沖寬度T 50%TR +2R10.5.4 555構(gòu)成多諧振蕩器CCCCv ( )-v (0)t = RClnv ( )-V (

7、t)RSVo充電放電25占空比:112RqR +R充電回路(只R1參與）放電回路(只R2參與）R1R226石英晶體多諧振蕩器圖輸出頻率就是固有頻率f0 f0488石英晶振器件（無源）石英晶體電抗的頻率特性圖f0稱為固有頻率。27石英晶振器件（無源）應(yīng)用廣泛：對(duì)時(shí)鐘頻率精度要求高的場合。舉例：電子手表采用32768Hz的晶振，再進(jìn)行 215分頻得到1Hz信號(hào),然后進(jìn)行計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)的。28有源晶振（內(nèi)部帶振蕩電路）29本章教學(xué)要求：(1)了解555定時(shí)器工作原理(2)掌握用555構(gòu)成施密特、單穩(wěn)、多諧 3種電路的方法(3)掌握上述3種電路的參數(shù)計(jì)算308 4621 53VccIvOv555定時(shí)器應(yīng)

8、用小結(jié)555定時(shí)器接成施密特觸發(fā)器CCTVV32CCTVV31回差電壓：CCTVV3131555定時(shí)器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器tw1.1RC負(fù)脈沖觸發(fā)，脈沖寬度：555定時(shí)器接成多諧振蕩器振蕩周期：T=0.69(R1+2R2)C32第10章作業(yè)題號(hào)【10.1】【10.20】p497555定時(shí)器如何連成施密特FF、單穩(wěn)態(tài)FF、多諧振蕩器？3310.20延時(shí)電路RRDRRCCCC3-6v ( )-v (0)T = RClnv ( )-V (t)0-V= RCln= RCln310-V3= 91 10 25 10 F 1.12.5SCCDCCCCCCCCv ( )-v (0)T = RClnv ( )-V

9、(t)V-0= RCln= RCln32V-V3用電阻兩端電壓計(jì)算時(shí)間更方便一些！21習(xí)題解答34問圖10.5.4中單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器對(duì)輸入信號(hào)的寬度是否有有限制？答：有限制，不能長于暫穩(wěn)態(tài)的長度（1.1RC）。解決辦法：加微分電路，帶上拉電阻的隔直電容。見下頁。10.19閾值電平1. Vcc=12V, Vco不接, VT+=8V, VT-=4V, VT=4V2. Vcc=9V, Vco=5V, VT+=5V, VT-=2.5V, VT=2.5V2235返回單穩(wěn)態(tài)2336CCICCICCI122ICCICCICC12CCICCICCIIV-V /2-1/2(V-V )-(-1)(V-V /2)dT=

10、 (R +R )C(1/()+0dVV-V(V-V )11=V(R +R )C2(V-V /2)(V-V )dTV V , 0dV導(dǎo)數(shù)大于零，單調(diào)遞增，所以VI增加，周期T也隨之增大，頻率則減小。10.22 計(jì)算振蕩器的頻率。按公式9.47 kHz10.23 壓控振蕩器，VI和周期T或頻率f的關(guān)系CCT-T+12122CCT+T-CCII122CCIICCI122CCIV-VVT = T +T = (R +R )Cln+R ClnV-VVV-V /2V= (R +R )Cln+R ClnV-VV /2V-V /2= (R +R )Cln+R Cln2V-V243710.24 PNP三極管是共集

11、電極組態(tài)，為射極跟隨器，即發(fā)射極VE VB相差0.3 V（因?yàn)殒N管導(dǎo)通電壓低）。當(dāng)所有按鍵斷開時(shí)，VB0，VE0.3 V， 多諧振蕩器不振，即不響當(dāng)按鍵按下時(shí)，VB數(shù)值改變，VE改變，多諧振蕩器振蕩，VCOVES1按下時(shí)，基極電流很小，可忽略, 有: bBCC1bEBCOR20V =V=12 = 8VR +R10+20V = V +0.3 = 8.3V = V或者1R1CC1bRER1BEECCRECORV=V= 4VR +RV= V-V= 3.7VV = V-V= 8.3V = V最后求出振蕩頻率為457 Hz38CCDCC6-6CCCCCC3-612v ( )-v (0)T = RClnv

12、 ( )-V (t)V-012= RCln=10 10 10 F ln11S212-8V-V311f =9.66kHz(R +2R )Cln215 100.01 100.6910.253910.26 計(jì)算Vo1高電平持續(xù)時(shí)間TH=1.1 s，低電平TL=1.04 s； VOH=11 V， 據(jù)圖可以算出VCO=8.8 V VOL=0.2 V，據(jù)圖可以算出VCO=6 V 計(jì)算得到低音611 Hz和高音876 Hz，分別持續(xù)1.1 s和1.04 sCCCOO1COCO1313CC1O1CO31V-VV-VV+=RR2R2R V+2R VV=3R +2R等效電路見下頁40VO1- -VCCVCOR3R

13、1R1R110.26等效電路圖章首頁41C CR RV VCCCCC CR RV VC C= V( )= V(0)補(bǔ)充：RC一階電路響應(yīng)零狀態(tài)響應(yīng)零輸入響應(yīng)t-RC1t-RC2tt-RCRCV (t) = V( )(1-e)V (t) = V(0)eV(t) = V( )(1-e)+V(0)eV( )-V(0)t = RClnV( )-V(t)零狀態(tài)響應(yīng)零輸入響應(yīng)V (t)充V (t)放1V (t)V (t)2V(t)V(t)返回42本章教學(xué)要求：(1)了解555定時(shí)器工作原理(2)掌握用555構(gòu)成施密特、單穩(wěn)、多諧 3種電路的方法(3)掌握上述3種電路的參數(shù)計(jì)算43 555定時(shí)器是數(shù)字模擬混

14、合集成電路。 可構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器或多諧振蕩器。應(yīng)用：定時(shí)、檢測(cè)、控制、報(bào)警等方面。441VCC31低(0)導(dǎo)通1Vcc32保持高(1) 截止11Vcc32VCC31高(1)截止VCC310低導(dǎo)通VI1VI2(Q)VoTDRDV VI It tV VT+T+V VT-T-=2V=2VCCCC/3/3=V=VCCCC/3/3輸出1-0：VI=2VCC/3VI=VCC/3輸出0-1：VI上升和下降時(shí)，輸出的狀態(tài)變化。詳細(xì)分析:VCC555功能表保持回差電壓：VT = 1/3VCC 負(fù)向閾值電壓 VT-正向閾值電壓 VT+(1)(2)(3)(4)(5)45VIVCVCCtWtre（三 ）

15、 工作原理-穩(wěn)態(tài)1. VI=VIH=VCCVO=0 TD導(dǎo)通 VC=0V3.暫穩(wěn)態(tài)電容C充電 CV暫態(tài)4.自動(dòng)返回VC =2/3 VCC VO=0 TD導(dǎo)通 C放電 VC=0.分辨時(shí)間td:td=tw+tre最小觸發(fā)間隔穩(wěn)態(tài)觸發(fā)VO=VOH TD截止，VC=0V2.VI=VIL=0觸發(fā)P493RSVoG3 G4G2恢復(fù)時(shí)間:tre4610.4.4 用施密特構(gòu)成多諧振蕩器CCCCv ( )-v (0)t = RClnv ( )-V (t)()OHCCCCT-T+12CCT+T-CCCCT+T-VVV-VVT = T +T = RCln+RClnV-VV2VVV=;V=33= RCln2+RCln22RCln2假定V VO OV VT+T+t tt tV VT-T-V VI IV VOHOH占空比:1Tq = 50%TP4870110充電 放電VCCVC47555定時(shí)器