脈沖波形發(fā)生器與整形電路

1、第6章脈沖波形發(fā)生器與整形電路本章教學(xué)要求：掌握555定時器的結(jié)構(gòu)、工作原理、邏輯功 能；山555定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特 觸發(fā)器、多諧振蕩器的方法、工作波形和參 數(shù)計算。 了解集成和fll門電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、 集成施密特觸發(fā)器、其它多諧振蕩器的匸作 原理和應(yīng)用。第6章脈沖波形發(fā)生器與醸形電路組成：3個5kQ電阻分壓器（故稱555定時器）、電壓比較 器（C“ 0,）、基木RS觸發(fā)器（G、GJ、放電管（T）、 反相緩沖器（G3）2邏輯符號和管腳管腳圖邏輯符號1工作原理:+VCC DIS TH VC i ii8765)5551234±ZTT- TR Q RdRd=O時，Q=l

2、，Q=0, T導(dǎo)通。fi- 0（TRd=O時，Q=l, Q=0, T導(dǎo)通。 omen®Rd=L Uth>2Vcc/3. UfR>Vcc/3時，C=0、C2=hQ=l> 0=0, T導(dǎo)通。 （、管1、1 OffW為0）燮。乂時，Q=i，Q=o, 爭d=I、Uth>2VccJ3> Q=l. Q=0, T導(dǎo)通。 Rd=K UTHV2VCJ3、T導(dǎo)通。（直接貿(mào)0）UfR>Vcc/3時，C=0、C2=l.豐fl為1、1,oUfR>Vcc/3 時，G=l、C2=l, Q、空D=o時，Q=I，Q=0, T導(dǎo)通。（門教o）強d=I、Uth>2Vcc/3

3、. UfR>Vcc/3時，C|=0、C2=l,Q=l> Q=0, T導(dǎo)通。1、1oRd=K UTHV2VCJ3、UfR>Vcc/3時，C）=K C2=l, Q、Q不變，T狀態(tài)不變。0. 1不變Q仝變，T狀態(tài)不變。0、1不變Q=0. Q=l, T截止。0. 01Rd=K UTHV2VCC/3、U祁VVcc/3時，Cl、C2=0,2 功能表:fi接復(fù)位尙 管腳更位控制TH'管腳置位控制Tk管腳輸出Q 管腳放電管T :管腳0XX0導(dǎo)通1>亍 Vcc1>丄V3 Vcc10導(dǎo)通1<1 %0>Lv 3 Vcc1不變不變1<fvcc0V丄v3Vcc01

4、截止1>|Vcc1V丄v3Vcc0不允許一定義、特點1 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：只河一個穩(wěn)態(tài)和一個新穩(wěn)態(tài)的觸發(fā)器。2 特點：1）沒有外加觸發(fā)信號時，電路始終處于穩(wěn)態(tài)：在外加觸發(fā) 信號作川下，電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到無穩(wěn)態(tài)。2）何穩(wěn)態(tài)足一個不能長久保持的狀態(tài)，經(jīng)過一段時間麻， 電路會門動返冋到穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間與觸發(fā)信號無 關(guān)，僅決定電路本身的參數(shù)，它是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出脈 沖的寬度t. O二電路組成、工作原理1 電路組成：R、C定時元件（決定t.）G濾波電容2 工作原理：1）穩(wěn)態(tài)：接通Vg后瞬間，c通過尺對C充電，、"l叫上升到2Vc"3 時， 管腳為1管腳嗎=1,心=0,放電管T導(dǎo)

5、通，C乂通過T放 電，使%=0,但«,=1,故叫=0不變，電路處于穩(wěn)態(tài)。2 工作原理：1）穩(wěn)態(tài)：接通c后瞬間，Vcc通過尺對C充電，、*1叫上升到2Vc“3 時， 管腳為1, 管腳“嚴1,知=0,放電管T導(dǎo)通，C乂通過T放 電，使%=0,但“嚴1,故=0不變,電路處于穩(wěn)態(tài)。2）暫穩(wěn)態(tài)：切負脈沖到來時刻，因“產(chǎn)Vcc/3為0,叫仍為0,心11（）變?yōu)?,放電管T戰(zhàn)止，Ucc經(jīng)尺對C充電，電路進入初穩(wěn)態(tài)。1）穩(wěn)態(tài)：接通c后瞬間，Vcc通過尺對C充電，、*1叫上升到2Vc“3 時， 管腳為1, 管腳“嚴1,知=0,放電管T導(dǎo)通，C乂通過T放 電，使%=0,但“嚴1,故叫=0不變，電路處于穩(wěn)

6、態(tài)。2）暫穩(wěn)態(tài)：切負脈沖到來時刻，因“產(chǎn)Vcc/3為0,叫仍為0, 心11（）變?yōu)?,放電管T戰(zhàn)止，Ucc經(jīng)尺對C充電，電路進入初穩(wěn)態(tài)。3）暫穩(wěn)態(tài)自動恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)：卅叫充電到2Vcc/3為1時，心負脈沖已消失/, = !>輸出=0, T導(dǎo)通，C放電，電路自動恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。三應(yīng)用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器屬于脈沖整形電路，常用于脈沖波形的（把 不規(guī)則的波形轉(zhuǎn)換成寬度、幅度都相等的波形），延時（把輸入 信號延遲定時間后輸出）、定時（產(chǎn)生淀寬度的矩形波）OJ、h輸出Fll 、-時，輸出由 差電壓°反相輸出的fr .傳輸特性1 /（）V% M1同相輸出：只是輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換反相輸出的邏輯符號一定義、特點1.

7、施密特觸發(fā)器：輸出和輸入電壓八有滯后電壓傳輸持性的電路-2 特點：1）屬尸電平觸發(fā)；有兩個穩(wěn)定的狀態(tài)，是雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路。2）兩個穩(wěn)定狀態(tài)Z間相".轉(zhuǎn)換9輸入信號仃關(guān)。分兩種類妙反相輸出：當輸入電壓正向增加到正向間值電壓U 1態(tài)翻轉(zhuǎn)到o態(tài)；輸入電壓正向減小到 o態(tài)翻轉(zhuǎn)到1態(tài)。+與片_的差值 u嚴了從;作回二電路組成、工作原理二電路組成、工作原理8 4675553251電路01 當均正向增長:«,<2Vcc/3時，6、2管腳先0、0,后0、1, A u=“E2Vcc/3時，6、2管腳為I、1,心=01.'%正向增長：w,<2Vcc/3時，6、2管腳先0、0,

8、后0、1, A u= 他22乂3時，6、2管腳為1、1,心=02當斗正向減小:«r>Vcc/3時，6、2管腳先1、1,后0、1,=01當妁正向增長:w,<2Vcc/3時,6、2管腳先0、0,后0、1, /. u= 他刃乂小時，6、2管腳為1、1,心=02、"叫止向減小：“QVg/3時，6、2管腳先1、1,后0、1,“=0 “芒Vcc/3時，6、2管腳為0、0,閥值電丘片+=2%3、UtVw/3，回差電壓A %二V“/3 |三應(yīng)用施密特觸發(fā)器屬于脈沖整形電路。常用于：1 波形變換或整形：將正弦波、三角波等緩慢變化的波形或 不規(guī)則波形變換或整形為矩形波。2幅度鑒別：

9、將幅度較人的脈沖鑒別出來& L2用命忑女幣細也珞京曙一定義、特點1多諧振蕩器：在接通電源后，不需外加輸入信號，能自動 產(chǎn)生矩形波的門激振蕩器。因矩形波中含有多種諧波成分, 故稱多諧振蕩器。2 特點：振蕩示，電路沒有穩(wěn)態(tài)，只白兩個莉穩(wěn)態(tài)在作交特變化， 是無穩(wěn)態(tài)電路。屬于脈沖產(chǎn)生電路F e11 .1今31:1111.11nnr 3cc/30()匸作波形接通Vcc后.Vcc經(jīng)&和凡對充電仏上升到2Vcc/3時，叫=0, T導(dǎo)通,C通過乩和T放電，叫下降。粧下降到Vcc/3時 %又由0 變?yōu)?，T截止，Ucc乂經(jīng)&和凡對Q充電。如此重復(fù)上述過程，在 輸出端血產(chǎn)生了連續(xù)的矩形脈?

10、h電路組成、工作原理Ln01 穩(wěn)態(tài):Uf=O時，Vdd經(jīng)R對c充電,使"產(chǎn)Vdd二=0;2暫穩(wěn)態(tài)：均上升沿時刻，“匕由都10,二由10：3自動恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)：Vdd經(jīng)R、G|對C允電，使心上升到 />Uth=Vdd/2(G2|'J閥值電壓)時，叫由1T),經(jīng)正反饋,%由()-1, 此時，“產(chǎn)Vdd+6.6V,之后C放電，叫恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)初始值。集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器使川極為方便。只需外接R. C元件可實現(xiàn) 輸入脈沖卜.升沿或下降沿觸發(fā)的控制、清零等功能，口.具有較好 的溫度穩(wěn)定性。產(chǎn)品型號：FL電路：54/74121、54/74LS221、54/74LS122. 54/74LS123

11、等。y CMOS 電路：54/74HC123、54/74HC22K 54/74HC4538、JCC14528等。使用時査集成電路手冊可解K引腳功能和符號。用集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可作：脈沖展寬、延遲電路及多諧振蕩器等。棄成施密特觸芳器V0D 44 4r 5A SY M 6K2 3IJ14vnn 34 3B 3Y AY 4B4A1111111141312II10981)40931!3457<111<14RY2Y2R24(b)4093的引腳排列圖Vc343B3Y44 4ft4Y11111 014131211io £814W74132345A71A B Y 2A IB 2Y GND1

12、41312 II 109)40106A Y 2A 2Y 3Y Vss(a) 40106的引腳怡列圖 Vcc 44 4Y 5A 5Y M 1111111 141312II1098)74141234567IK 2A 2Y 3A 3Y GND(a) 7414的引腳棺列圖(b) 74132的引腳It列怕應(yīng)用：應(yīng)用:常用于整形或變換，多諧振蕩器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器等電路 R構(gòu)成多諧振 蕩器 uc C 0 1 uo uc UT+ UTuo 0 t t ui 構(gòu)成單穩(wěn) 態(tài)觸發(fā)器 ui Cu R R 1 uo 0 uR t t tw t UT+ UT- uo 0 06.4其他多諧振蕩器641用CMOS反相器組成的多

13、諧振蕩器641用CMOS反 相器組成的多諧振蕩器6.4.2石英晶體多諧振蕩器退出6.4.1用CMOS反相器組成的多諧振蕩器6.4.1用CMOS反相器組成的多諧振蕩器uo電路組成,電路組成，工作原理0 G1 ui 1 1 uo1 ui 2 R C G2 1 uo uo 1 (ui2 0 ui 1 UTH 0 I n t 0 0 1 0 1 1 t T t 0 0 1振蕩周期：振蕩周期:T 1.4RC第 暫穩(wěn)態(tài)：1.第 1暫穩(wěn)態(tài):接通電源后，設(shè)ui1=0,則u01=1,u0=0,此時R兩端的電位 不相等，電源經(jīng) G1,R,G2對C充電，使ui1按指數(shù)規(guī)律上升，當ui1達到G1的閥值電壓UTH 時,G1,G2翻轉(zhuǎn),ui仁1,u0仁0,u0=1,電路進入第2暫穩(wěn)態(tài).2第 暫穩(wěn)態(tài):2.第2暫穩(wěn)態(tài)： 進入該狀態(tài)的瞬間,u0由0跳到1,因C上電壓不能突變,使ui1也跳到1,此時R