第八章脈沖產(chǎn)生與整形

1、第八章第八章 脈沖產(chǎn)生與整形脈沖產(chǎn)生與整形 波形變換電路波形變換電路 脈沖產(chǎn)生電路脈沖產(chǎn)生電路 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器 集成定時器集成定時器 第八章第八章 脈沖產(chǎn)生與整形脈沖產(chǎn)生與整形 555555定時器。定時器。 本章將介紹常用的脈沖變換、整形和產(chǎn)生電本章將介紹常用的脈沖變換、整形和產(chǎn)生電路路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器、多諧振蕩多諧振蕩器器和多用途的和多用途的555555定時器定時器。重點重點: :脈沖電路的分析、脈沖電路的分析、 微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、晶體振蕩器、晶體振蕩器、一、一、RC積分與微分電路積分與微分電路 第一節(jié)第一節(jié) 波形變換電路波形

2、變換電路 適當(dāng)選取適當(dāng)選取RC電路的時間常數(shù)，利用電容極板間的儲電路的時間常數(shù)，利用電容極板間的儲能變化，可實現(xiàn)信號的積分與微分。能變化，可實現(xiàn)信號的積分與微分。 積分電路應(yīng)滿足條件：積分電路應(yīng)滿足條件： = RC tWtWRC積分電路積分電路電路電路波形波形AYCRAY 輸出電壓不能突變，輸出電壓不能突變，電容電容C兩端電壓逐步升高。兩端電壓逐步升高。AYRCAYRC微分電路微分電路電路電路波形波形tW微分電路應(yīng)滿足條件：微分電路應(yīng)滿足條件： = RC 2UDD/3， 電路的輸出電路的輸出狀態(tài)與狀態(tài)與 無關(guān)，無關(guān)，所以所以 為任意為任意輸入輸入。 TRQ101則則C1輸出為輸出為1， Q=0

3、， OUT=0。T導(dǎo)通。導(dǎo)通。01二、二、CMOS集成定時器集成定時器7555的工作原的工作原理理 清零失效清零失效02. TH UDD/3；00 觸發(fā)器保持觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。原狀態(tài)不變。 C1輸出為輸出為0； C2輸出為輸出為0； TR18UDD4R25CO6TH3OUT7DQ 1Q 1RRRG1111G2TC1C2當(dāng)當(dāng) H 時，時，R1清零失效清零失效第四節(jié)第四節(jié) 集成定時器集成定時器 Q=1，T管截止，管截止，OUT=1。C1=0；3. TH2UDD/3，TRUDD/3，C2=1， OUT=1稱為電路稱為電路置置位位或或置置“1”1”二、二、CMOS集成定時器集成定時器7555的工作

4、原的工作原理理 01101第四節(jié)第四節(jié) 集成定時器集成定時器 7555功能表功能表TR2UDD/32UDD/3UDD/3HHHHH截止截止導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通不變不變不變不變不變不變LLLLL 集成定時器集成定時器75557555的主要參數(shù)：的主要參數(shù)：電源電壓：電源電壓： UDD= 3= 31818V 觸發(fā)電流：觸發(fā)電流： 50 50pA復(fù)位電流：復(fù)位電流： 100100pA 輸出電壓輸出電壓 UOL 0.10.1V( (UDD=15=15V, , IOL=3.2=3.2mA) ) UOH 14.814.8V( (UDD=15=15V, , IOH=1=1mA) )最大功耗最大功耗 300300

5、mWRTR18UDD4R25CO6THOUTDQ 1Q 1RRRG1111G2TC1C2清零失效清零失效第四節(jié)第四節(jié) 集成定時器集成定時器 三、三、555電路構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 觸發(fā)前觸發(fā)前00R1C0.01uF1010放電放電TR18UDD4R25CO6THOUTDQ 1Q 1RRRG1111G2TC1C200R1C0.01uF1010第四節(jié)第四節(jié) 集成定時器集成定時器 觸發(fā)觸發(fā)t00uCt0三、三、555電路構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 01011uI(TR)uC(D)uO(OUT) 當(dāng)當(dāng)D端端uC電壓充電電壓充電到到2UDD/3時，比較器時，比較器C1輸出為高電

6、平，輸出為高電平，Q端端為低電平，為低電平，T管輸入為管輸入為高電平，輸出高電平，輸出OUT翻翻轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)，T管導(dǎo)通。管導(dǎo)通。暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束2UDD/3t12UDD/3010暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束tw=1.1RCtre恢復(fù)時間恢復(fù)時間第四節(jié)第四節(jié) 集成定時器集成定時器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的主要參數(shù)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的主要參數(shù) 1. 輸出脈沖寬度輸出脈沖寬度tW2. 恢復(fù)時間恢復(fù)時間tre)e1()(/DDC = Utut C通過通過T管導(dǎo)通電阻管導(dǎo)通電阻R放電，經(jīng)過放電，經(jīng)過(35)放放基本結(jié)束，基本結(jié)束，所以所以tre=(35) RC。三、三、555電路構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 td指為保證

7、單穩(wěn)正常工作允許觸發(fā)脈沖最小的時間指為保證單穩(wěn)正常工作允許觸發(fā)脈沖最小的時間間隔。顯然間隔。顯然 td= tWtre3. 分辨時間分辨時間td4. 輸出脈沖幅度輸出脈沖幅度UmUm決定于輸出信號高低電平之差決定于輸出信號高低電平之差 第一狀態(tài)：電容第一狀態(tài)：電容C上開始沒有電上開始沒有電荷，荷，TR=uC=0V，由功能表知：，由功能表知：TH=TR UDD /3，uO=高電平，高電平，T截止，截止，UDD經(jīng)經(jīng)R1、R2對對C充電，充電，是是TH逐漸升高。逐漸升高。uCuO0VUDDUDD/32UDD/3第四節(jié)第四節(jié) 集成定時器集成定時器 四、四、555電路構(gòu)成多諧振蕩器電路構(gòu)成多諧振蕩器 tW

8、1 0.7(R1 + R2)C tW2 0.7R2CuO5558 45137260.01uFCOR1COUTRUDDR2DTRTHuC向向C充電充電第二狀態(tài)：第二狀態(tài)： TH和和TR的電壓逐步的電壓逐步升高，當(dāng)?shù)竭_升高，當(dāng)?shù)竭_2UDD /3時，時， uO突突變低電平，變低電平， T導(dǎo)通，電容導(dǎo)通，電容C經(jīng)過經(jīng)過R2和和T管放電。管放電。C放電放電電容電容C經(jīng)過經(jīng)過R2和和T管放電，使得管放電，使得 TH和和TR的電壓逐步下降，當(dāng)降到的電壓逐步下降，當(dāng)降到UDD /3時，時， uO又變高電平，又變高電平， T截截止，重新對止，重新對C充電?；氐揭粦B(tài)。充電。回到一態(tài)。脈沖幅度脈沖幅度 Um UDD

9、 振蕩頻率振蕩頻率CRRf)2(43. 121 第四節(jié)第四節(jié) 集成定時器集成定時器 五、五、555電路構(gòu)成電路構(gòu)成鋸齒波發(fā)生器鋸齒波發(fā)生器六、六、555電路構(gòu)成施密特觸發(fā)器電路構(gòu)成施密特觸發(fā)器由同學(xué)們自學(xué)由同學(xué)們自學(xué)1.1.從電路結(jié)構(gòu)和工作原理上看，基本從電路結(jié)構(gòu)和工作原理上看，基本RS觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器具有相似的形式。但由于其反饋電路的不同，器和多諧振蕩器具有相似的形式。但由于其反饋電路的不同，致使三者的工作特性具有本質(zhì)的區(qū)別：基本致使三者的工作特性具有本質(zhì)的區(qū)別：基本RS觸發(fā)器具有兩觸發(fā)器具有兩個穩(wěn)態(tài)、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有一個穩(wěn)態(tài)，而多諧振蕩器沒有穩(wěn)個穩(wěn)態(tài)、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有一個穩(wěn)態(tài)，而多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài)。態(tài)。2. 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器中暫穩(wěn)態(tài)過程的長短取決于電單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器中暫穩(wěn)態(tài)過程的長短取決于電路的時間常數(shù)，暫穩(wěn)態(tài)時間通常是由其自身電路參數(shù)決定的，路的時間常數(shù)，暫穩(wěn)態(tài)時間通常是由其自身電路參數(shù)決定的，不需要外部施加影響。不需要外部施加影響。 3.3.凡是含有凡是含有RC元件的脈沖電路，分析的關(guān)鍵就是電容的充元件的脈沖電路，分析的關(guān)鍵就是電容的充放電。放電。小小 結(jié)結(jié)4.4.施密特觸發(fā)器是具有滯后特性的數(shù)字傳輸門，屬于施密