六章概述ppt課件

1、一、矩形脈沖的根本特性一、矩形脈沖的根本特性1. 矩形脈沖的二值性矩形脈沖的二值性矩形脈沖矩形脈沖二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)高、低電平高、低電平1、02. 矩形脈沖的特性參數(shù)矩形脈沖的特性參數(shù)TT 脈沖周期脈沖周期UmUm 脈沖幅度脈沖幅度0.5UmtWtW 脈沖寬度脈沖寬度0.1Um0.9Umtrtr 上升時(shí)間上升時(shí)間tftf 下降時(shí)間下降時(shí)間3. 獲得脈沖的方法：獲得脈沖的方法：1 自激振蕩電路直接產(chǎn)生矩形脈沖。自激振蕩電路直接產(chǎn)生矩形脈沖。 555 定時(shí)器是構(gòu)成多諧振蕩器、施密特觸發(fā)器和單定時(shí)器是構(gòu)成多諧振蕩器、施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的既經(jīng)濟(jì)又簡單適用的器件。穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的既經(jīng)濟(jì)又簡

2、單適用的器件。2 將已有波形正弦波、鋸齒波等整形為矩形將已有波形正弦波、鋸齒波等整形為矩形脈沖。脈沖。 由多諧振蕩器來實(shí)現(xiàn)由多諧振蕩器來實(shí)現(xiàn)由施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)由施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)二、二、555 555 定時(shí)器定時(shí)器1. 電路組成電路組成CC32VCC31V輸出輸出緩沖緩沖+VCCuOTD5 k5 k5 kRQ&1uD2. 根本功能根本功能+VCCuOTD5 k5 k5 kRQ&1uD 0UOL飽和飽和2VCC/3 111UOLVCC/3 飽和飽和VCC/3 不變不變不變不變2VCC/3VCC/3 UOH截止截止0 1 1 0UTHuoTD的形狀的形

3、狀URTR3. 555 定時(shí)器的外引腳和性能定時(shí)器的外引腳和性能12348765GNDTROUTDRCOTHCCVDIS電源電壓電源電壓輸出高電平輸出高電平帶拉帶拉/灌電流負(fù)灌電流負(fù)載能力載能力雙極型雙極型 （TTL）Vcc=4.5 16V90%VCC200mA單極型單極型 （CMOS）VDD=3 18V95%VDD拉電流拉電流 1mA灌電流灌電流 3.2mA一、電路組成及任務(wù)原理一、電路組成及任務(wù)原理+VCCuO2TDQ&1uI任務(wù)原理任務(wù)原理CC32VCC31V uItUOH uOtUOLCCVOO+VDDuO1uI 上升時(shí)與上升時(shí)與 比較比較23CCVuI 下降時(shí)與下降時(shí)與 比較

4、比較13CCV二、滯回特性及主要參數(shù)二、滯回特性及主要參數(shù)1. 滯回特性滯回特性O(shè)uIuOUOHUOLCC31VCC32VuI 增大時(shí)與上限閾值比增大時(shí)與上限閾值比特點(diǎn)特點(diǎn):uI 減小時(shí)與下限閾值比減小時(shí)與下限閾值比上限閾值電壓上限閾值電壓2. 主要靜態(tài)參數(shù)主要靜態(tài)參數(shù)回差回差電壓電壓COCCT32UVU或或 下限閾值電壓下限閾值電壓COCCT2131UVU或或 回差電壓回差電壓 UT = UT+ UT注：外加注：外加 UCO，可改動(dòng)閾，可改動(dòng)閾值和回差電壓。值和回差電壓。施密特觸發(fā)器實(shí)踐上是具施密特觸發(fā)器實(shí)踐上是具有施密特觸發(fā)特性的反相有施密特觸發(fā)特性的反相器。器。一、一、CMOS 集成施密

5、特觸發(fā)器集成施密特觸發(fā)器1. 引出端功能圖引出端功能圖CC401061A1Y2A2Y3A3Y6A6Y5A5Y4A4YVDDVSS1234567141312111098CC40933A3B3Y4Y4A4BVDDVSS12345671413121110 9 81A1Y1B2A2Y2B六反相器六反相器四四2輸入與非門輸入與非門2. 主要靜態(tài)參數(shù)主要靜態(tài)參數(shù)CC40106、CC4093 的主要靜態(tài)參數(shù)的主要靜態(tài)參數(shù)電參數(shù)電參數(shù)名稱名稱符號(hào)符號(hào)測試條件測試條件參參 數(shù)數(shù)單位單位VDD最小值最小值最大值最大值上限閾上限閾值電壓值電壓UT+510152.24.66.83.67.110.8V下限閾下限閾值電壓

6、值電壓UT510150.92.54 2.85.27.4V滯回滯回電壓電壓 UT510150.31.21.61.63.45V二、二、TTL 集成施密特觸發(fā)器略集成施密特觸發(fā)器略一、接口與整形一、接口與整形1. 接口接口MOS或或CMOS1把緩變輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為把緩變輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為TTLTTL系統(tǒng)要求的脈沖系統(tǒng)要求的脈沖正弦波正弦波振蕩器振蕩器12. 整形整形輸入輸入輸出輸出UT+UT二、閾值探測和脈沖展寬二、閾值探測和脈沖展寬1. 閾值探測閾值探測輸入輸入U(xiǎn)TUT+輸出輸出2. 脈沖展寬脈沖展寬CAuOuIuA集電極開路輸出集電極開路輸出uIuAuOUT+UT特點(diǎn)特點(diǎn):1. 只需兩種形狀只需兩種形

7、狀: 穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)；穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)；2. 外來觸發(fā)外來觸發(fā) 窄窄 脈沖使脈沖使: 穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)；穩(wěn)態(tài)；3. 暫穩(wěn)態(tài)繼續(xù)時(shí)間僅取決于電路參數(shù)暫穩(wěn)態(tài)繼續(xù)時(shí)間僅取決于電路參數(shù), 與觸發(fā)脈沖無與觸發(fā)脈沖無關(guān)。關(guān)。用途用途:定時(shí)：產(chǎn)生一定寬度的方波。定時(shí)：產(chǎn)生一定寬度的方波。延時(shí)：將輸入信號(hào)延遲一定時(shí)間后輸出。延時(shí)：將輸入信號(hào)延遲一定時(shí)間后輸出。整形：把不規(guī)那么波形變?yōu)閷挾?、幅度都相等的脈沖。整形：把不規(guī)那么波形變?yōu)閷挾取⒎榷枷嗟鹊拿}沖。一、電路組成及任務(wù)原理一、電路組成及任務(wù)原理+VCCuOQ&1TDQRCuIuCuI 與與 VCC/3 比較比較uC 與與 2VCC/3 比較比較穩(wěn)

8、態(tài)：穩(wěn)態(tài)： TD 飽和飽和, Q = 0110101飽和飽和暫穩(wěn)態(tài)：暫穩(wěn)態(tài)： TD 截止截止, Q = 1110截止截止引起暫穩(wěn)態(tài)的緣由引起暫穩(wěn)態(tài)的緣由:1. 通電的隨機(jī)過程；通電的隨機(jī)過程；2. uI 從從 1 0使使 u2 1 &QQTRATRBTR+RintCextRICXRX/CXRext / Cext 表示不屬于邏輯形狀銜接表示不屬于邏輯形狀銜接下降沿觸發(fā)輸入下降沿觸發(fā)輸入上升沿觸發(fā)輸入上升沿觸發(fā)輸入非反復(fù)觸發(fā)非反復(fù)觸發(fā)外接定時(shí)外接定時(shí)電阻、電容電阻、電容VCC內(nèi)接接定時(shí)電阻引出端內(nèi)接接定時(shí)電阻引出端)(BA TRTRTRTR2. 功能表功能表輸輸 入入輸輸 出出注注TRA

9、TRB TR+Q Q L H L H L H H L H L H L H L H保持保持穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài) H H H H H下降沿下降沿觸發(fā)觸發(fā) L L 上升沿上升沿觸發(fā)觸發(fā))(BA TRTRTRTR3. 主要參數(shù)主要參數(shù)RCRCt7 . 0 2lnW 輸出脈寬輸出脈寬 tw:輸入觸發(fā)脈沖最輸入觸發(fā)脈沖最小周期小周期 Tmin :reWminttT 周期性輸入觸發(fā)周期性輸入觸發(fā)脈沖占空比脈沖占空比 q:reWWminWtttTtq 二、可反復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器二、可反復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 74122可反復(fù)觸發(fā)可反復(fù)觸發(fā) 在暫穩(wěn)態(tài)期間在暫穩(wěn)態(tài)期間, 可以接受新的觸發(fā)信號(hào)。可以接受新的觸發(fā)信號(hào)。1. 圖形符號(hào)

10、圖形符號(hào)1QQTRATRBTR+ARintCextRICXRX/CXRext / Cext &RTR+BRD直接復(fù)位直接復(fù)位)(BABA TRTRTRTRTR可反復(fù)觸發(fā)可反復(fù)觸發(fā)2. 功能表功能表輸輸 入入輸輸 出出注注RD TRA TRB TR+A TR+BQ Q L H H L L L H L H L H L H復(fù)位復(fù)位保持保持穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài) H L H H L H H L H L H L H H L H H上升沿上升沿觸發(fā)觸發(fā))(BABA TRTRTRTRTR當(dāng)定時(shí)當(dāng)定時(shí)電容電容C 1000 pF時(shí)時(shí):RCt32. 0W 一、延時(shí)與定時(shí)一、延時(shí)與定時(shí)1. 延時(shí)延時(shí)1uIuO&u

11、OuFuIuOtW2. 定時(shí)選通定時(shí)選通uFuO二、整形二、整形uIuO6.3.1 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器+VCCuOQ&1TDR1R2CuCCC32VCC31V uCtUOH uOtUOL一、電路組成和任務(wù)原理一、電路組成和任務(wù)原理 6278 4153555R1C1+R2C2+VCC二、振蕩頻率的估算和占空比可調(diào)電路二、振蕩頻率的估算和占空比可調(diào)電路62784153555R1C+R2C2+VCC(1) C 充電時(shí)間充電時(shí)間 tw1)()()0()(ln1W1W1tuuuutCCCC 2lnln1CC32CCCC31CC1 VVVVCRRt）（21W17

12、. 0 充電時(shí)間常數(shù)充電時(shí)間常數(shù) 1= R1+R2C(2) C 放電時(shí)間放電時(shí)間 tw22ln2W2 t可求得可求得: :CRt2W27 . 0 放電時(shí)間常數(shù)放電時(shí)間常數(shù) 2 = R2C1. 振蕩頻率的估算振蕩頻率的估算(0 )3CCCVu( )CCCuV (3) 振蕩頻率振蕩頻率 f uCCC32VCC31VtUOH uOtUOLtw1 tw2Ttw1= 0.7 (R1+R2) Ctw2 = 0.7R2CT = 0.7R1+2R2C振蕩周期：振蕩周期：振蕩頻率：振蕩頻率：CRRCRRTf）（）（2121243. 127 . 011 占空比：占空比：CRRCRRTtq）（）（2121W127

13、. 07 . 0 12120.25RRRR注：注：12wwtt故故u0波形一定不對(duì)稱波形一定不對(duì)稱2. 占空比可調(diào)電路占空比可調(diào)電路62784153555R1C+R2C2+VCCD1D2uOtw1= 0.7R1Ctw2 = 0.7R2CCRRCRTtq）211W17 . 07 . 0(7 . 0 211RRR 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，12RR0.5q ， u0波形為對(duì)稱的矩形脈沖波形為對(duì)稱的矩形脈沖6.3.2 石英晶體多諧振蕩器石英晶體多諧振蕩器特點(diǎn)：頻率穩(wěn)定，精度高特點(diǎn)：頻率穩(wěn)定，精度高一、一、 符號(hào)和選頻特性符號(hào)和選頻特性符號(hào)符號(hào)當(dāng)當(dāng) f = f0 時(shí)時(shí),電抗電抗 X = 0fXf0電電感感性性電電

14、容容性性二、二、 石英晶體多諧振蕩器石英晶體多諧振蕩器11C1R1R2C2uo任務(wù)原理：任務(wù)原理：1. 反相器靜態(tài)任務(wù)在轉(zhuǎn)機(jī)區(qū)放大反相器靜態(tài)任務(wù)在轉(zhuǎn)機(jī)區(qū)放大;2. 石英晶體石英晶體 X = 0, 回路構(gòu)成正反響回路構(gòu)成正反響;3. C1 、 C2 為耦合電容為耦合電容, 可不要。可不要。電阻取值范圍：電阻取值范圍：TTL反相器：反相器：R1= R2 = 0.7 2 k CMOS反相器：反相器：R1= R2 =10 100 M 4. f0 只取決于石英晶體的體積、外形只取決于石英晶體的體積、外形及資料，與及資料，與R、C無關(guān)。無關(guān)。三、三、 CMOS 石英晶體多諧振蕩器石英晶體多諧振蕩器放放大大

15、器器RF：保證：保證 CMOS 反相器反相器靜態(tài)時(shí)任務(wù)在轉(zhuǎn)機(jī)放大區(qū)靜態(tài)時(shí)任務(wù)在轉(zhuǎn)機(jī)放大區(qū)RF =10 100 M 電容三點(diǎn)式電容三點(diǎn)式典型電路典型電路C1：微調(diào)振蕩頻率：微調(diào)振蕩頻率C2 ：溫度補(bǔ)償：溫度補(bǔ)償G2 ：整形緩沖、隔離：整形緩沖、隔離C2RFC1uo11100 M20 pF5 50 pF f0G2G16.1.3 多諧振蕩器運(yùn)用舉例多諧振蕩器運(yùn)用舉例一、秒信號(hào)發(fā)生器一、秒信號(hào)發(fā)生器RC1C211C1C1C1C1FF0FF1FF14FF15Q0Q1Q14Q15T觸發(fā)器觸發(fā)器32768 Hz 16384 Hz1 Hz2 Hz振蕩器產(chǎn)生振蕩器產(chǎn)生 f=32.768KHZ的基準(zhǔn)信號(hào)，經(jīng)的基準(zhǔn)

16、信號(hào)，經(jīng)T觸發(fā)器進(jìn)觸發(fā)器進(jìn)展展15次二分頻，即得到次二分頻，即得到 f=1HZ的穩(wěn)定度極高的秒信號(hào)。的穩(wěn)定度極高的秒信號(hào)。二、模擬聲響電路二、模擬聲響電路10F26784153NE555ICICR1C1B21+26784153NE55510k100k10k150k10k8R2R3R4R5C2C3C4+5V0.01 F0.01 F100 FuO1uO2uo1uo2當(dāng)當(dāng) 1o1u ， 1KHZf 2ou 輸出輸出 1HZf 1ou 輸出輸出 產(chǎn)生產(chǎn)生1HZ脈沖信號(hào)脈沖信號(hào)產(chǎn)生產(chǎn)生1KHZ脈沖信號(hào)脈沖信號(hào)1S一、一、555 定時(shí)器定時(shí)器 是一種多用途的集成電路。只需外接少量阻容元是一種多用途的集成電

17、路。只需外接少量阻容元件便可構(gòu)成各種脈沖產(chǎn)生、整形電路，如施密特觸發(fā)件便可構(gòu)成各種脈沖產(chǎn)生、整形電路，如施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器等。器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器等。12348765GNDTROUTDRCOTHCCVDIS雙極型雙極型 (TTL)電源電源: 4.5 16 V單極型單極型 (CMOS)電源電源: 3 18 V帶負(fù)載才干強(qiáng)帶負(fù)載才干強(qiáng)二、施密特觸發(fā)器二、施密特觸發(fā)器 是一種脈沖整形電路，可將輸入的周期性信號(hào)整是一種脈沖整形電路，可將輸入的周期性信號(hào)整構(gòu)成所要求的同周期的矩形脈沖輸出，還可用來進(jìn)展構(gòu)成所要求的同周期的矩形脈沖輸出，還可用來進(jìn)展幅度鑒別、構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多

18、諧振蕩器等。幅度鑒別、構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器等。62784153555+VCCuO2uIUCOuO1+VDDR 施密特觸發(fā)器有兩個(gè)穩(wěn)定形狀，施密特觸發(fā)器有兩個(gè)穩(wěn)定形狀，有兩個(gè)不同的觸發(fā)電平，因此具有有兩個(gè)不同的觸發(fā)電平，因此具有回差特性。它的兩個(gè)穩(wěn)定形狀是靠回差特性。它的兩個(gè)穩(wěn)定形狀是靠兩個(gè)不同的電平來維持的，輸出脈兩個(gè)不同的電平來維持的，輸出脈沖的寬度由輸入信號(hào)的波形決議。沖的寬度由輸入信號(hào)的波形決議。此外，調(diào)理回差電壓的大小，也可此外，調(diào)理回差電壓的大小，也可改動(dòng)輸出脈沖的寬度。改動(dòng)輸出脈沖的寬度。外接電壓外接電壓調(diào)理回差調(diào)理回差 施密特觸發(fā)器可由施密特觸發(fā)器可由 555 定時(shí)器構(gòu)定時(shí)器構(gòu)成，也可用專門的集成電路實(shí)現(xiàn)。成，也可用專門的集成電路實(shí)現(xiàn)。普通反相器和施密特反相器的比較普通反相器和施密特反相器的比較AY1普通反相器普通反相器uAUTHuYTTL：1.4 VCMOS：DD21V施密特反相器施密特反相器AYuAUT+UT上限閾值電壓上限閾值電壓下限閾值電壓下限閾值電壓uY回差電壓：回差電壓： TTTUUU62784153555R1C+ +R2C1+VCCuO三、多諧振蕩器三、多諧振蕩器 是一種自激振蕩電路，不需求外加輸入信號(hào)，就是一種自激振蕩電路，不需求外加輸入信號(hào)，就可以自動(dòng)地產(chǎn)生出矩形脈沖?？梢宰詣?dòng)地產(chǎn)生出矩形脈沖。 多諧振蕩器沒有穩(wěn)定形狀，多諧振蕩器沒有穩(wěn)定