LJH第章脈沖波形的產(chǎn)生和整形ppt課件

1、教學(xué)內(nèi)容：教學(xué)內(nèi)容：10.1 10.1 概述概述作業(yè)【題作業(yè)【題10.1】【】【10.20】本章教學(xué)要求：本章教學(xué)要求：(1)了解了解555定時(shí)器任務(wù)原理定時(shí)器任務(wù)原理(2)掌握用掌握用555構(gòu)成施密特、單穩(wěn)、多構(gòu)成施密特、單穩(wěn)、多諧諧 3種電路的方法種電路的方法(3)掌握上述掌握上述3種電路的參數(shù)計(jì)算種電路的參數(shù)計(jì)算矩形脈沖的主要參數(shù)：矩形脈沖的主要參數(shù)：脈沖周期脈沖周期T；脈沖頻率：脈沖頻率：脈沖幅度脈沖幅度VM；脈沖寬度脈沖寬度tW；上升時(shí)間上升時(shí)間tr；下降時(shí)間下降時(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；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。功能多諧振蕩器。

2、功能:產(chǎn)生產(chǎn)生CLK信號(hào)或?qū)π盘?hào)或?qū)LK信號(hào)進(jìn)展整形。信號(hào)進(jìn)展整形。 每種電路都有三種構(gòu)成方式：集成；用門(mén)電路構(gòu)成；用每種電路都有三種構(gòu)成方式：集成；用門(mén)電路構(gòu)成；用555電路構(gòu)成。電路構(gòu)成。本章只引見(jiàn)用本章只引見(jiàn)用555電路構(gòu)成的脈沖電路。電路構(gòu)成的脈沖電路。f = 1/T占空比占空比q：q=tw /T .1. 施密特觸發(fā)器特殊的門(mén)電路施密特觸發(fā)器特殊的門(mén)電路 可參見(jiàn)可參見(jiàn)457頁(yè)頁(yè)特點(diǎn)特點(diǎn)1：有兩個(gè)閾值電壓。如電壓傳輸特性曲線：有兩個(gè)閾值電壓。如電壓傳輸特性曲線：VT- VT+VT滯回特性滯回特性 如右圖：輸入信號(hào)從低電平上升的過(guò)程中，電路形狀轉(zhuǎn)換時(shí)如右圖：輸入信號(hào)從低電平上升的過(guò)程中，

3、電路形狀轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平對(duì)應(yīng)的輸入電平(VT+)，與輸入信號(hào)從高電平下降過(guò)程中對(duì)應(yīng)的，與輸入信號(hào)從高電平下降過(guò)程中對(duì)應(yīng)的輸入電平不同輸入電平不同(VT-) 。 特點(diǎn)特點(diǎn)2：輸出電壓波形的邊沿很陡。：輸出電壓波形的邊沿很陡。普通反相器普通反相器 施密特反相器施密特反相器負(fù)向閾值負(fù)向閾值電壓電壓正向閾值正向閾值電壓電壓2. 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(jiǎn)稱(chēng)暫態(tài)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(jiǎn)稱(chēng)暫態(tài).tWtW3. 多諧振蕩器：輸出包括兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，交替構(gòu)成延續(xù)的脈沖信號(hào)。多諧振蕩器：輸出包括兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，交替構(gòu)成延續(xù)的脈沖信號(hào)。暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)V

4、oVoVI 555 555定時(shí)器是數(shù)字模擬混合集成電路。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。諧振蕩器。運(yùn)用：定時(shí)、檢測(cè)、控制、報(bào)警等方面。運(yùn)用：定時(shí)、檢測(cè)、控制、報(bào)警等方面。 集成集成555555定時(shí)器由于其內(nèi)部有定時(shí)器由于其內(nèi)部有3 3個(gè)精細(xì)的個(gè)精細(xì)的5K5K電電阻而得名。阻而得名。集成集成555555定時(shí)器詳細(xì)元件簡(jiǎn)介定時(shí)器詳細(xì)元件簡(jiǎn)介 555555定時(shí)器的封裝普通有兩種：定時(shí)器的封裝普通有兩種： 八腳圓形封裝八腳圓形封裝 八腳雙列直插式封裝。八腳雙列直插式封裝。 10.5.1 555定時(shí)器的電路構(gòu)造與功能定時(shí)器

5、的電路構(gòu)造與功能V+V- V0=1V+低低(0)導(dǎo)通導(dǎo)通1堅(jiān)持堅(jiān)持Vcc32堅(jiān)持堅(jiān)持高高(1) 截止截止11Vcc32VCC31高高(1)截止截止555電路的功能：電路的功能：VI1和和VI2影響電路形狀。影響電路形狀。VCC31R =0S=10低低導(dǎo)通導(dǎo)通VI1VI2(Q)VoTDRDR =1S=1R =0S=0R =1S=0VCC / 32VCC / 3RS二閾值電壓：二閾值電壓：VR1=2VCC / 3 VR2=VCC / 3 VI2VI110.5.2 構(gòu)成施密特觸發(fā)器構(gòu)成施密特觸發(fā)器Schmitt Trigger0.01uF二六搭一二六搭一VIV0VI1和和VI2相連。相連。8 462

6、1 53VccIvOv1VCC31低低(0)導(dǎo)通導(dǎo)通1Vcc32堅(jiān)持堅(jiān)持高高(1) 截止截止11Vcc32VCC31高高(1)截止截止VCC310低低導(dǎo)通導(dǎo)通VI1VI2(Q)VoTDRDV VI It tV VT+T+V VT-T-=2V=2VCCCC/3/3=V=VCCCC/3/3輸出輸出1-0：VI=2VCC/3VI=VCC/3輸出輸出0-1：VI上升和下降時(shí)，上升和下降時(shí)，輸出的形狀變化。輸出的形狀變化。詳細(xì)分析詳細(xì)分析:VCC5 55 55 5功功能能表表堅(jiān)持堅(jiān)持回差電壓回差電壓：VT = 1/3VCC 負(fù)向閾值電壓負(fù)向閾值電壓 VT-正向閾值電壓正向閾值電壓 VT+(1)(2)(3

7、)(4)(5)留意：留意： Vco端外接一電壓源端外接一電壓源Vco時(shí)：時(shí)： VT+ = Vco VT- = 1/2Vco VT = 1/2Vco1.波形變換波形變換; 2.脈沖整形脈沖整形; 3.脈沖鑒幅脈沖鑒幅10.2.3 施密特觸發(fā)器的運(yùn)用施密特觸發(fā)器的運(yùn)用脈沖整形脈沖整形脈沖鑒幅脈沖鑒幅P464波形變換波形變換 利用特點(diǎn)：輸出電壓波形的邊沿很陡。利用特點(diǎn)：輸出電壓波形的邊沿很陡。 利用特點(diǎn)：有兩個(gè)閾值電壓利用特點(diǎn)：有兩個(gè)閾值電壓tWtW暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)VoVI1.輸出有兩個(gè)形狀輸出有兩個(gè)形狀穩(wěn)態(tài)、暫穩(wěn)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)到暫在輸入負(fù)脈沖作用

8、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)前往到穩(wěn)態(tài)；穩(wěn)態(tài)，而后自動(dòng)前往到穩(wěn)態(tài)；3.暫態(tài)維持時(shí)間暫態(tài)維持時(shí)間 (tw)取決于電路參數(shù)取決于電路參數(shù), 與觸發(fā)脈沖寬度和幅度無(wú)關(guān)。與觸發(fā)脈沖寬度和幅度無(wú)關(guān)。負(fù)脈沖觸發(fā)負(fù)脈沖觸發(fā)高電平為暫態(tài)高電平為暫態(tài)低電平為穩(wěn)態(tài)低電平為穩(wěn)態(tài)七六搭一，上七六搭一，上R R下下C C 電路構(gòu)造圖電路構(gòu)造圖邏輯框圖邏輯框圖VIVCVIVCVCCtWtre三三 任務(wù)原理任務(wù)原理-穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)1. VI=VIH=VCCVO=0 TD導(dǎo)通導(dǎo)通 VC=0V3.暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)電容電容C充電充電 CV暫態(tài)4.自動(dòng)前往自動(dòng)前往VC =2/3 VCC VO=0 TD導(dǎo)通導(dǎo)通 C放電放電 VC

9、=0.分辨時(shí)間分辨時(shí)間td:td=tw+tre最小觸發(fā)間隔最小觸發(fā)間隔穩(wěn)態(tài)觸觸發(fā)發(fā)VO=VOH TD截止，截止，VC=0V2.VI=VIL=0觸發(fā)觸發(fā)P493RSVoG3 G4G2恢復(fù)時(shí)間恢復(fù)時(shí)間:tre:tre()CCwCCTTCCCCCCCCV-0t= RClnV- V2VV3V-0RCln2V-V3= RCln3 = 1.1RC四任務(wù)參數(shù)四任務(wù)參數(shù)要求：要求：VI負(fù)脈沖寬度負(fù)脈沖寬度T 50%TR +2R10.5.4 555構(gòu)成多諧振蕩器構(gòu)成多諧振蕩器CCCCv ( )-v (0)t = RClnv ( )-V (t)RSVo充電充電放電放電占空比占空比: :112RqR +R充電回路充

10、電回路( (只只R1R1參與參與放電回路放電回路( (只只R2R2參與參與R1R2石英晶體多諧振蕩器圖石英晶體多諧振蕩器圖輸出頻率就是固有頻率輸出頻率就是固有頻率f0 f f0 0488石英晶振器件無(wú)源石英晶振器件無(wú)源石英晶體電抗的頻率特性圖石英晶體電抗的頻率特性圖f0f0稱(chēng)為固有頻率。稱(chēng)為固有頻率。石英晶振器件無(wú)源石英晶振器件無(wú)源運(yùn)用廣泛：對(duì)時(shí)鐘頻率精度要求高的場(chǎng)所。運(yùn)用廣泛：對(duì)時(shí)鐘頻率精度要求高的場(chǎng)所。舉例：電子手表采用舉例：電子手表采用32768Hz32768Hz的晶振，再進(jìn)展的晶振，再進(jìn)展 215 215分頻得到分頻得到1Hz1Hz信號(hào)信號(hào), ,然后進(jìn)展計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)的。然后進(jìn)展計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)

11、計(jì)時(shí)的。有源晶振內(nèi)部帶振蕩電路有源晶振內(nèi)部帶振蕩電路本章教學(xué)要求：本章教學(xué)要求：(1)了解了解555定時(shí)器任務(wù)原理定時(shí)器任務(wù)原理(2)掌握用掌握用555構(gòu)成施密特、單穩(wěn)、多構(gòu)成施密特、單穩(wěn)、多諧諧 3種電路的方法種電路的方法(3)掌握上述掌握上述3種電路的參數(shù)計(jì)算種電路的參數(shù)計(jì)算8 4621 53VccIvOv555定時(shí)器運(yùn)用小結(jié)定時(shí)器運(yùn)用小結(jié)555定時(shí)器接成施密特觸發(fā)器定時(shí)器接成施密特觸發(fā)器CCTVV32CCTVV31回差電壓：回差電壓：CCTVV31555定時(shí)器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器定時(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：負(fù)脈沖觸發(fā)，脈沖寬度：555定時(shí)器接成多諧振蕩器定時(shí)器接

12、成多諧振蕩器振蕩周期：振蕩周期：T=0.69(R1+2R2)C第第10章作業(yè)題號(hào)章作業(yè)題號(hào)【10.1】【10.20】p497555定時(shí)器如何連成施密特定時(shí)器如何連成施密特FF、單穩(wěn)態(tài)、單穩(wěn)態(tài)FF、多諧振蕩器？、多諧振蕩器？10.2010.20延時(shí)電路延時(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 (t)V-0= RCln= RCln32V-V3用電阻兩端電壓計(jì)算時(shí)間更方便一些！用電阻兩端電

13、壓計(jì)算時(shí)間更方便一些！21習(xí)題解答習(xí)題解答問(wèn)圖問(wèn)圖10.5.4中單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器對(duì)輸入信號(hào)的寬度能否有有限制？中單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器對(duì)輸入信號(hào)的寬度能否有有限制？答：有限制，不能長(zhǎng)于暫穩(wěn)態(tài)的長(zhǎng)度答：有限制，不能長(zhǎng)于暫穩(wěn)態(tài)的長(zhǎng)度1.1RC。處理方法：加微分。處理方法：加微分電路，帶上拉電阻的隔直電容。見(jiàn)下頁(yè)。電路，帶上拉電阻的隔直電容。見(jiàn)下頁(yè)。10.19閾值電平閾值電平1. Vcc=12V, Vco不接不接, VT+=8V, VT-=4V, VT=4V2. Vcc=9V, Vco=5V, VT+=5V, VT-=2.5V, VT=2.5V22前往單穩(wěn)態(tài)23CCICCICCI122ICCICCICC12CCI

14、CCICCIIV-V /2-1/2(V-V )-(-1)(V-V /2)dT= (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，所以導(dǎo)數(shù)大于零，單調(diào)遞增，所以VI添加，周期添加，周期T也隨之增大，頻率那么減小。也隨之增大，頻率那么減小。10.22 計(jì)算振蕩器的頻率。按公式計(jì)算振蕩器的頻率。按公式9.47 kHz10.23 壓控振蕩器，壓控振蕩器，VI和周期和周期T或頻率或頻率f的關(guān)系的關(guān)系CCT-T+12122CCT+T-CCII122CCIICCI122CCIV-VVT = T +T = (

15、R +R )Cln+R ClnV-VVV-V /2V= (R +R )Cln+R ClnV-VV /2V-V /2= (R +R )Cln+R Cln2V-V2410.24 PNP三極管是共集電極組態(tài)，為射極跟隨器，即發(fā)射極三極管是共集電極組態(tài)，為射極跟隨器，即發(fā)射極VE VB相差相差0.3 V由于鍺管導(dǎo)通電壓低。由于鍺管導(dǎo)通電壓低。當(dāng)一切按鍵斷開(kāi)時(shí)，當(dāng)一切按鍵斷開(kāi)時(shí)，VB0，VE0.3 V， 多諧振蕩器不振，即不響多諧振蕩器不振，即不響當(dāng)按鍵按下時(shí)，當(dāng)按鍵按下時(shí)，VB數(shù)值改動(dòng)，數(shù)值改動(dòng)，VE改動(dòng)，多諧振蕩器振蕩，改動(dòng)，多諧振蕩器振蕩，VCOVES1按下時(shí)，基極電流很小，可忽略按下時(shí)，基極電流

16、很小，可忽略, 有有: bBCC1bEBCOR20V =V=12 = 8VR +R10+20V = V +0.3 = 8.3V = V或者或者1R1CC1bRER1BEECCRECORV=V= 4VR +RV= V-V= 3.7VV = V-V= 8.3V = V最后求出振蕩頻率為最后求出振蕩頻率為457 Hz457 HzCCDCC6-6CCCCCC3-612v ( )-v (0)T = RClnv ( )-V (t)V-012= RCln=10 10 10 F ln11S212-8V-V311f =9.66kHz(R +2R )Cln215 100.01 100.6910.2510.26 計(jì)算計(jì)算Vo1高電平繼續(xù)時(shí)間高電平繼續(xù)時(shí)間TH=1.1 s，低電平，低電平TL=1.04 s； VOH=11 V， 據(jù)圖可以算出據(jù)圖可以算出VCO=8.8 V VOL=0.2 V，據(jù)圖可以算出，據(jù)圖可以算出VCO=6 V 計(jì)算得到低音計(jì)算得到低音611 Hz和高音和高音876 Hz，分別繼續(xù)，分別繼續(xù)1.1 s和和1.04 sCCCOO1COCO1313CC1O1CO31V-VV-VV+=RR2R2R V+2R VV=3R +2R等效電路見(jiàn)下頁(yè)等效電路見(jiàn)下頁(yè)