第7章脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形

1、 數(shù)字電路數(shù)字電路 7.1 概述概述 主要要求：主要要求： 一、了解脈沖信號(hào)產(chǎn)生與整形的方法一、了解脈沖信號(hào)產(chǎn)生與整形的方法 二、了解施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的邏輯二、了解施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的邏輯 功能、工作特點(diǎn)、典型應(yīng)用功能、工作特點(diǎn)、典型應(yīng)用 三、了解多諧振蕩器的常用電路及其工作原理三、了解多諧振蕩器的常用電路及其工作原理。 數(shù)字電路數(shù)字電路 7.2 555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能 7.2.1 555定時(shí)器的邏輯功能定時(shí)器的邏輯功能 一、一、555定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī) 模集成器件。模集成器件。 二

2、、二、555 定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在 4.5V16V 工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為 200mA，可輸出一定，可輸出一定 的功率直接驅(qū)動(dòng)微電機(jī)、指示燈、揚(yáng)聲器等。的功率直接驅(qū)動(dòng)微電機(jī)、指示燈、揚(yáng)聲器等。 三、雙定時(shí)器三、雙定時(shí)器556/7556。 數(shù)字電路數(shù)字電路 7.2.2 555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu) 圖圖7.1 555邏輯圖和邏輯功能示意圖邏輯圖和邏輯功能示意圖 數(shù)字電路數(shù)字電路 表表1： 555定時(shí)器功能表定時(shí)器功能表 數(shù)字電路數(shù)字電路 7.3 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器 7.3.1 用用555定時(shí)器組成施密特觸發(fā)器（圖定時(shí)器組成

3、施密特觸發(fā)器（圖7.2） 數(shù)字電路數(shù)字電路 正向閥值電壓：正向閥值電壓： 輸入電壓輸入電壓u uI I上升使電路狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí)的值，稱上升使電路狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí)的值，稱為正向閥值電壓，用為正向閥值電壓，用U UT+T+ 表示，由表示，由555555定時(shí)器組成施定時(shí)器組成施密特觸發(fā)器的密特觸發(fā)器的U UT+T+ = = 負(fù)向閥值電壓：負(fù)向閥值電壓： 輸入電壓輸入電壓u uI I下降到使電路狀態(tài)發(fā)生另一次翻轉(zhuǎn)時(shí)下降到使電路狀態(tài)發(fā)生另一次翻轉(zhuǎn)時(shí)的值，稱為負(fù)向閥值電壓，用的值，稱為負(fù)向閥值電壓，用UT- 表示，由表示，由555555定時(shí)器定時(shí)器組成施密特觸發(fā)器的組成施密特觸發(fā)器的UT- = = 數(shù)字電路

4、數(shù)字電路 回差電壓：回差電壓： 圖圖7.3 施密特觸發(fā)器的電壓傳輸特性和邏輯符號(hào)施密特觸發(fā)器的電壓傳輸特性和邏輯符號(hào) 數(shù)字電路數(shù)字電路 7.3.2 施密特觸發(fā)器應(yīng)用施密特觸發(fā)器應(yīng)用 1 1、波形變換、波形變換 2 2、波形整形（圖、波形整形（圖7.47.4） 3 3、幅度鑒別、幅度鑒別 數(shù)字電路數(shù)字電路 7.4 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)， 7.4.1 用用555定時(shí)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（圖定時(shí)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（圖7.5） 數(shù)字電路數(shù)字電路 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作波形（圖單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作波形（圖7.6） 數(shù)字電路數(shù)字電路

5、7.4.2 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應(yīng)用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應(yīng)用 1 1、脈沖整形、脈沖整形 2 2、脈沖定時(shí)（圖、脈沖定時(shí)（圖7.77.7） 3 3、脈沖展寬、脈沖展寬 數(shù)字電路數(shù)字電路 7.5 7.5 多諧振蕩器多諧振蕩器 多諧振蕩器沒有穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。多諧振蕩器沒有穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。 7.5.1 555 7.5.1 555 定時(shí)器組成多諧振蕩器（圖定時(shí)器組成多諧振蕩器（圖7.87.8） 數(shù)字電路數(shù)字電路 圖圖7.9 7.9 多諧振蕩器的工作波形多諧振蕩器的工作波形 數(shù)字電路數(shù)字電路多諧振蕩器的震蕩周期多諧振蕩器的震蕩周期T T為：為： T=tw1+tw2T=tw1+tw2 tw1 tw1為

6、電容為電容C C上的電壓由充到所需的時(shí)間，充電回上的電壓由充到所需的時(shí)間，充電回路的時(shí)間常數(shù)為（路的時(shí)間常數(shù)為（R R1 1+R+R2 2）C C。 tw1tw1可用下是估算：可用下是估算： tw1=tw1=（R R1 1+R+R2 2）C ln 2 0.7C ln 2 0.7（R R1 1+R+R2 2）C C（式（式7.17.1） tw2tw2為電容為電容C C上的電壓由降到所需的時(shí)間，放電回上的電壓由降到所需的時(shí)間，放電回路的時(shí)間常數(shù)為路的時(shí)間常數(shù)為R R2 2C C。tw2tw2可用下是估算：可用下是估算： tw2=Rtw2=R2 2C ln 2 0.7RC ln 2 0.7R2 2C

7、 C （式（式7.2） 數(shù)字電路數(shù)字電路 多諧式振蕩器的振蕩周期多諧式振蕩器的振蕩周期T T為：為： T=tw1+tw2 0.7T=tw1+tw2 0.7（R R1 1+2R+2R2 2）C C （式（式7.3） 7.5.2 7.5.2 石英晶體多諧振蕩器石英晶體多諧振蕩器 石英晶體具有很好的選頻特性，當(dāng)振蕩信號(hào)的頻石英晶體具有很好的選頻特性，當(dāng)振蕩信號(hào)的頻率和石英晶體的固有振蕩頻率率和石英晶體的固有振蕩頻率f f0 0相同時(shí)，石英晶體呈相同時(shí)，石英晶體呈現(xiàn)很低的阻抗，信號(hào)很容易通過，而其他頻率的信號(hào)現(xiàn)很低的阻抗，信號(hào)很容易通過，而其他頻率的信號(hào)則被衰減掉，這時(shí)，振蕩頻率只取決于石英晶體的固則

8、被衰減掉，這時(shí)，振蕩頻率只取決于石英晶體的固有振蕩頻率有振蕩頻率f f0 0，而與，而與RCRC無關(guān)。無關(guān)。 數(shù)字電路數(shù)字電路 本章小結(jié)本章小結(jié) 1、555定時(shí)器是一種多用途的集成電路。只需外接定時(shí)器是一種多用途的集成電路。只需外接少量阻容元件便可構(gòu)成施密特觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸少量阻容元件便可構(gòu)成施密特觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器。發(fā)器和多諧振蕩器。2、施密特觸發(fā)器有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，這兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)、施密特觸發(fā)器有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，這兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)是靠?jī)蓚€(gè)不同的輸入電平來維持的。正向閾值電是靠?jī)蓚€(gè)不同的輸入電平來維持的。正向閾值電壓壓UT+和負(fù)向閾值電壓和負(fù)向閾值電壓UT-的值不同，施密特觸發(fā)的值不同，施密特觸發(fā)器具有回差特性，回差電壓器具有回差特性，回差電壓UT= UT+- UT- 數(shù)字電路數(shù)字電路3、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，沒、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，沒 有外加觸發(fā)信號(hào)輸入時(shí)，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，再有外加觸發(fā)信號(hào)輸入時(shí)，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，再 外加觸發(fā)器信號(hào)作用下，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，經(jīng)一外加觸發(fā)器信號(hào)作用下，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，經(jīng)一 段時(shí)間后，又自動(dòng)返回到穩(wěn)定狀態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)維持段時(shí)間后，又自動(dòng)返回到穩(wěn)定狀態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)維持 的時(shí)間為輸出脈沖寬度，由電路的的時(shí)間