脈沖產(chǎn)生與整形電路PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路6.1 6.1 概述概述一、脈沖信號(hào)一、脈沖信號(hào) 脈沖是脈沖是脈動(dòng)脈動(dòng)和和短促短促的意思，凡是具有的意思，凡是具有不連續(xù)波形不連續(xù)波形的信號(hào)均可稱為脈沖信號(hào)。廣義講，各種的信號(hào)均可稱為脈沖信號(hào)。廣義講，各種非正弦信號(hào)非正弦信號(hào)都是脈沖信號(hào)。都是脈沖信號(hào)。(a)(a)矩形波矩形波(b)(b)方波方波(c)(c)尖脈沖尖脈沖(d)(d)鋸齒波鋸齒波第1頁/共46頁6.1 6.1 概述概述 在數(shù)字系統(tǒng)中常常需要用到在數(shù)字系統(tǒng)中常常需要用到各種幅度、寬度以及具有陡峭邊沿的矩形脈沖信號(hào)各種幅度、寬度以及具有陡峭邊沿的矩形脈沖信號(hào)，如觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖（，如觸發(fā)器

2、的時(shí)鐘脈沖（CPCP）。）。獲取這些脈沖信號(hào)的方法通常有兩種：獲取這些脈沖信號(hào)的方法通常有兩種： 脈沖產(chǎn)生電路直接產(chǎn)生；脈沖產(chǎn)生電路直接產(chǎn)生； 利用已有的周期信號(hào)整形、變換得到。利用已有的周期信號(hào)整形、變換得到。脈沖整形、變換電路脈沖整形、變換電路單穩(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；脈沖產(chǎn)生電路脈沖產(chǎn)生電路多諧振蕩器；多諧振蕩器；多用途的定時(shí)電路多用途的定時(shí)電路555定時(shí)器定時(shí)器。第2頁/共46頁6.1 6.1 概述概述二、脈沖信號(hào)的參數(shù)二、脈沖信號(hào)的參數(shù)trtftWT0.9 Um0.5 Um0.1 UmUm矩形脈沖信號(hào)的主要參數(shù)矩形脈沖信號(hào)的主要參數(shù) 脈脈沖沖幅幅度度 脈沖周

3、期脈沖周期脈沖寬度脈沖寬度上升時(shí)間上升時(shí)間下降時(shí)間下降時(shí)間占空比占空比D D脈沖寬度與脈沖周期的比值，脈沖寬度與脈沖周期的比值，D Dt tW W/T/T 。第3頁/共46頁6.1 6.1 概述概述三、脈沖產(chǎn)生電路的暫態(tài)分析三、脈沖產(chǎn)生電路的暫態(tài)分析脈沖波形產(chǎn)生與整形電路多是由脈沖波形產(chǎn)生與整形電路多是由RCRC充放電電路充放電電路構(gòu)成的。構(gòu)成的。 開關(guān)閉合的一瞬間，電容器上電壓不能突變，滿足開關(guān)開關(guān)閉合的一瞬間，電容器上電壓不能突變，滿足開關(guān)定理定理U UC C(0(0+ +)=)=U UC C(0(0- -) )。 充電暫態(tài)過程結(jié)束后，流過電容器的電流充電暫態(tài)過程結(jié)束后，流過電容器的電流i

4、 iC C()()為為0 0，即，即電容器相當(dāng)于開路電容器相當(dāng)于開路。tMU(t)UTtU( )0U(0+)CCCUC(t)SUCR第4頁/共46頁 /)()()()(tCCCCeU0UUtu 令令u uC C(t(tW W)=U)=UT T，則從暫態(tài)過程的起始值，則從暫態(tài)過程的起始值U UC C(0(0+ +) )變到變到U UT T所經(jīng)歷所經(jīng)歷的時(shí)間的時(shí)間t tW W（脈沖寬度）可用下式計(jì)算：（脈沖寬度）可用下式計(jì)算： TCCCWUU0UUn1RCt )()()( 電路的時(shí)間常數(shù)電路的時(shí)間常數(shù)= =RCRC，決定了暫態(tài)時(shí)間的長(zhǎng)短。根決定了暫態(tài)時(shí)間的長(zhǎng)短。根據(jù)據(jù)三要素公式三要素公式，可以得到

5、電壓隨時(shí)間變化的方程為，可以得到電壓隨時(shí)間變化的方程為 6.1 6.1 概述概述tWU(t)UTtU( )0U(0+)CCC第5頁/共46頁一、一、555555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)6.2 5556.2 555定時(shí)器定時(shí)器 555 555定時(shí)器是一種多用途的定時(shí)器是一種多用途的數(shù)字?jǐn)?shù)字模擬混合集成電路模擬混合集成電路，可，可以方便地構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，施密特觸發(fā)器和多諧振蕩器。以方便地構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，施密特觸發(fā)器和多諧振蕩器。 雙極型雙極型產(chǎn)品型號(hào)最后數(shù)碼為產(chǎn)品型號(hào)最后數(shù)碼為555555，CMOSCMOS型型產(chǎn)品型號(hào)最后數(shù)產(chǎn)品型號(hào)最后數(shù)碼為碼為75557555。其功能和外部引腳排列完

6、全相同。其功能和外部引腳排列完全相同。TRC1UR15k5kC25kUR2&14G1RQQG2SG3G43VT8UCCUCOu6(TH)5()6217oRD2放電端uu12348765地2oRDUCC放電端6UCO555uuu第6頁/共46頁6.2 5556.2 555定時(shí)器定時(shí)器TRC1UR15k5kC25kUR2&14G1RQQG2SG3G43VT8UCCUCOu6(TH)5()6217oRD2放電端uu1.1.分壓器分壓器電壓控制電壓控制端端5 5腳懸空時(shí)，腳懸空時(shí)， ， ；CC1RU32U CC2RU31U CO2RCO1RU21U UU ,5 5腳外接控制電壓腳外接控制電壓U UCO

7、CO時(shí)，時(shí)， 。注：注：當(dāng)當(dāng)5 5腳不加控制電壓時(shí)，通常經(jīng)過一個(gè)腳不加控制電壓時(shí)，通常經(jīng)過一個(gè)0.01F0.01F的電容接地的電容接地，以抑制干擾。，以抑制干擾。第7頁/共46頁6.2 5556.2 555定時(shí)器定時(shí)器TRC1 1UR15k5kC2 25kUR2&14G1RQQG2SG3G43VT8UCCUCOu6(TH)5()6217oRD2放電端uu2.2.電壓比較器電壓比較器U U+ +UU- -時(shí)，時(shí)，C Ci i1 1；U U+ +U U- -時(shí)，時(shí)，C Ci i0 0。 閾值輸入閾值輸入端端觸發(fā)輸入觸發(fā)輸入端端3.3.基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器R SR SQ Qn+1n+10 0

8、0 0不定不定0 10 10 01 01 01 11 11 1Q Qn n異步清零異步清零端端第8頁/共46頁6.2 5556.2 555定時(shí)器定時(shí)器TRC1UR15k5kC25kUR2&14G1RQQG2SG3G43VT8UCCUCOu6(TH)5()6217oRD2放電端放電端uu4.4.放電三極管放電三極管VTVT是一個(gè)是一個(gè)集電極開路集電極開路的放電三極管。的放電三極管。當(dāng)當(dāng)u uO O0 0時(shí)，時(shí)，VTVT導(dǎo)通；導(dǎo)通；當(dāng)當(dāng)u uO O1 1時(shí)，時(shí)，VTVT截止。截止。 第9頁/共46頁二、二、555555定時(shí)器的功能定時(shí)器的功能6.2 5556.2 555定時(shí)器定時(shí)器TRC1 1UR

9、15k5kC2 25kUR2&14G1RQQG2SG3G43VT8UCCUCOu6(TH)5()6217oRD2放電端uu5 5腳不外接控制電壓。腳不外接控制電壓。 定時(shí)器的主要功能取決于兩個(gè)比較器輸出對(duì)定時(shí)器的主要功能取決于兩個(gè)比較器輸出對(duì)RSRS觸發(fā)器和放觸發(fā)器和放電管電管VTVT狀態(tài)的控制。狀態(tài)的控制。第10頁/共46頁6.2 5556.2 555定時(shí)器定時(shí)器CCU32 CCU32 CCU32 CCU31 CCU31 CCU31 DR555555定時(shí)器功能表定時(shí)器功能表5 5腳不接控制電壓腳不接控制電壓，則，則 ， 。CC1RU32U CC2RU31U 第11頁/共46頁6.3 6.3

10、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器由外界觸發(fā)由外界觸發(fā)自動(dòng)返回自動(dòng)返回穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)恢復(fù)期恢復(fù)期工作特性：工作特性： 它有它有穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)和和暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)兩個(gè)不同的工作狀態(tài)；兩個(gè)不同的工作狀態(tài)； 在在外界觸發(fā)脈沖外界觸發(fā)脈沖作用下，能從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時(shí)間以后，電路能作用下，能從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時(shí)間以后，電路能自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)； 暫穩(wěn)態(tài)不能長(zhǎng)久保持，其維持時(shí)間的長(zhǎng)短取決于電路自身參數(shù)，與外界觸發(fā)脈沖無關(guān)。暫穩(wěn)態(tài)不能長(zhǎng)久保持，其維持時(shí)間的長(zhǎng)短取決于電路自身參數(shù)，與外界觸發(fā)脈沖無關(guān)。第12頁/共46頁6.3 6.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)

11、器一、門電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一、門電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器11VDDCdRdRCvdvo1vovi2第13頁/共46頁6.3 6.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器二、二、555555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器48762315uCCuouIRUCC0.01F5555 5腳經(jīng)過腳經(jīng)過0.010.01FF電容接地，則電容接地，則 ， 。CC1RU32U CC2RU31U 第14頁/共46頁6.3 6.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1.1.工作原理工作原理 穩(wěn)態(tài)：穩(wěn)態(tài)： 無觸發(fā)信號(hào)時(shí)，無觸發(fā)信號(hào)時(shí)，u uI I為高電平。電容先充電后放電，為高電平。電容先充電后放電， 當(dāng)當(dāng)u uC C0

12、 0時(shí)，電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)：時(shí)，電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)：u uO O0 0。第15頁/共46頁暫穩(wěn)態(tài)：暫穩(wěn)態(tài)：u u2 2觸發(fā)脈沖下降沿到達(dá)時(shí)（觸發(fā)脈沖下降沿到達(dá)時(shí)（ ），電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，），電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，u uO O1 1。當(dāng)。當(dāng) 時(shí)，時(shí)，u uO O0 0，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束。，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束。CCIU31u CCCU32u 6.3 6.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1.1.工作原理工作原理 第16頁/共46頁恢復(fù)期：恢復(fù)期： VTVT導(dǎo)通，電容導(dǎo)通，電容C C迅速放電，直到使迅速放電，直到使u uC C00，電路又恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。，電路又恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。6.3 6.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1.1.工作原理工作原理 第1

13、7頁/共46頁6.3 6.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器TuI13UCC0uo0tWTWuC023UCCtttUCC48762315uCCuouIRUCC0.01F555波形圖波形圖 電路對(duì)輸入觸發(fā)脈沖的寬度有一定要求，它電路對(duì)輸入觸發(fā)脈沖的寬度有一定要求，它必須小于必須小于t tW W。若。若輸入觸發(fā)脈沖寬度大于輸入觸發(fā)脈沖寬度大于t tW W時(shí)，應(yīng)在時(shí)，應(yīng)在u u2 2輸入端加入輸入端加入微分電路微分電路。 第18頁/共46頁,)(,)(,)(RC U32tuU UU 00UCCWCTCCCC 因此可得因此可得 RC113n1RCUU0UUn1RCtTCCCW.)()()( 6.3 6.3

14、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器2.2.輸出脈沖寬度輸出脈沖寬度t tW W 輸出脈沖寬度輸出脈沖寬度t tW W是是暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)的停留時(shí)間，即電容的停留時(shí)間，即電容C C的電壓從的電壓從0 0充電到充電到 所需的時(shí)間。根據(jù)電容所需的時(shí)間。根據(jù)電容C C的充電過程可知：的充電過程可知： CCU32 上式說明：?jiǎn)畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出脈沖寬度上式說明：?jiǎn)畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出脈沖寬度t tW W僅決定于定時(shí)元件僅決定于定時(shí)元件R R、C C的取值，且成正比關(guān)系，而與輸入觸發(fā)信號(hào)和電源電壓無關(guān)，因此調(diào)節(jié)的取值，且成正比關(guān)系，而與輸入觸發(fā)信號(hào)和電源電壓無關(guān)，因此調(diào)節(jié)R R、C C的大小，即可方便地改變的大小，即可方便地改變

15、t tW W。矩形脈沖的周期與輸入的觸發(fā)信號(hào)周期相同。矩形脈沖的周期與輸入的觸發(fā)信號(hào)周期相同。第19頁/共46頁6.3 6.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器三、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用三、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用1.1.脈沖整形脈沖整形IutWOu 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能夠把輸入的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能夠把輸入的不規(guī)則不規(guī)則脈沖信號(hào)脈沖信號(hào)u uI I，整形為具有一定幅度和一定寬度的標(biāo)準(zhǔn)，整形為具有一定幅度和一定寬度的標(biāo)準(zhǔn)矩形脈沖矩形脈沖u uO O。u uO O的幅度取決于單穩(wěn)態(tài)電路輸出的高、低電平，寬度的幅度取決于單穩(wěn)態(tài)電路輸出的高、低電平，寬度t tW W決定于定時(shí)元件決定于定時(shí)元件R R和和C C。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的整形

16、波單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的整形波形形第20頁/共46頁6.3 6.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器2.2.脈沖延時(shí)脈沖延時(shí) 脈沖延時(shí)電路一般要用脈沖延時(shí)電路一般要用兩個(gè)兩個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器完成。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器完成。延時(shí)時(shí)間為延時(shí)時(shí)間為t tW1W1，它決定于第一級(jí)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的定時(shí)元件，它決定于第一級(jí)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的定時(shí)元件R R和和C C。11uIu0（tW1）（tW2）u單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的延時(shí)波形單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的延時(shí)波形第21頁/共46頁6.3 6.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器3.3.定時(shí)定時(shí) 由于由于單穩(wěn)觸發(fā)器可產(chǎn)生寬度為單穩(wěn)觸發(fā)器可產(chǎn)生寬度為t tW W的矩形脈沖的矩形脈沖，利用這個(gè)矩形脈沖去控制某電路使它在，利

17、用這個(gè)矩形脈沖去控制某電路使它在t tW W的時(shí)間內(nèi)動(dòng)作或不動(dòng)作，這就是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的的時(shí)間內(nèi)動(dòng)作或不動(dòng)作，這就是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的定時(shí)作用定時(shí)作用。定時(shí)時(shí)間為。定時(shí)時(shí)間為t tW W，可通過調(diào)節(jié)定時(shí)元件，可通過調(diào)節(jié)定時(shí)元件R R和和C C來調(diào)節(jié)定時(shí)時(shí)間。來調(diào)節(jié)定時(shí)時(shí)間。1&uIOuuO單穩(wěn)與門uFtWuIuOuFOu單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的定時(shí)波形單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的定時(shí)波形第22頁/共46頁6.4 6.4 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器工作特性：工作特性： 具有具有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)兩個(gè)穩(wěn)態(tài)； 屬于屬于電平觸發(fā)電平觸發(fā)，緩慢變化的信號(hào)也可以作為輸入信號(hào)，當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到某一特定值時(shí)，輸出電平就發(fā)生突變；，緩慢變化的信號(hào)也可以作

18、為輸入信號(hào)，當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到某一特定值時(shí)，輸出電平就發(fā)生突變； 輸入信號(hào)從低電平輸入信號(hào)從低電平上升時(shí)上升時(shí)，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平，與輸入信號(hào)從高電平，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平，與輸入信號(hào)從高電平下降時(shí)下降時(shí)對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的輸入轉(zhuǎn)換電平不同輸入轉(zhuǎn)換電平不同。uo0UU+uI電電壓壓傳傳輸輸特特性性輸入信號(hào)輸入信號(hào)上升上升時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換電平時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換電平U U+ + ，稱為，稱為正向正向閾值電壓；閾值電壓；輸入信號(hào)輸入信號(hào)下降下降時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換電平時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換電平U U ，稱為，稱為負(fù)向負(fù)向閾值電壓；閾值電壓；差值差值UUU U+ +U U- -，稱為回差電壓，稱為回差電壓。第23頁/共46

19、頁6.4 6.4 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器一、門電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器一、門電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器1R1vo1vi1viR2vo1vivo1vovOHvOLvOLvOHoiivRRRvRRRv2112121v+v-第24頁/共46頁反向輸出施密特觸發(fā)器反向輸出施密特觸發(fā)器6.4 6.4 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器二、二、555555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器1.1.電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào)電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào)846210.01F3UCCuIuo5555第25頁/共46頁uot00uI13UCC23UCCtU-U+uOHuOL2.2.工作原理工作原理6.4 6.4 施密特觸發(fā)器施密特

20、觸發(fā)器5 5腳經(jīng)過腳經(jīng)過0.010.01FF電容接地，則電容接地，則 ， 。CC1RU32U CC2RU31U 第26頁/共46頁uot00uI13UCC23UCCtU-U+uOHuOL2.2.工作原理工作原理6.4 6.4 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器(1)(1)上升過程：上升過程： 時(shí)，時(shí)，u uO O1 1； 時(shí)，時(shí)，u uO O保持不變；保持不變； 時(shí)，輸出時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)u uO O0 0。CCIU31u CCCU32u CCICCU32uU31 第27頁/共46頁uot00uI13UCC23UCCtU-U+uOHuOL2.2.工作原理工作原理6.4 6.4 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器(2

21、)(2)下降過程：下降過程： 時(shí)，時(shí)，u uO O0 0； 時(shí)，時(shí)，u uO O保持不變；保持不變； 時(shí)，輸出時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)u uO O1 1。CCIU32u CCCU31u CCICCU32uU31 第28頁/共46頁綜之：綜之： 當(dāng)當(dāng)5 5腳不接控制電壓時(shí)，腳不接控制電壓時(shí)， 當(dāng)當(dāng)5 5腳接控制電壓腳接控制電壓U UCOCO時(shí)，比較電壓變?yōu)闀r(shí)，比較電壓變?yōu)閁 UCOCO和（和（1/21/2）U UCOCO， CCCCCCU31UUU U31U U32U ，Uco21U Uco21U UcoU ，uot00uI13UCC23UCCtU-U+uOHuOL2.2.工作原理工作原理6.4 6.4

22、 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器第29頁/共46頁6.4 6.4 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器三、施密特觸發(fā)器的應(yīng)用三、施密特觸發(fā)器的應(yīng)用1.1.波形變換波形變換 施密特觸發(fā)器可以將施密特觸發(fā)器可以將邊沿變化緩慢邊沿變化緩慢的周期性信號(hào)變換成邊沿陡峭的的周期性信號(hào)變換成邊沿陡峭的矩形脈沖矩形脈沖信號(hào)。信號(hào)。第30頁/共46頁6.4 6.4 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器2.2.波形整形波形整形 施密特觸發(fā)器可以將施密特觸發(fā)器可以將不規(guī)則的波形整形為矩形波不規(guī)則的波形整形為矩形波。若適當(dāng)增大回差電壓，可提高電路的抗干擾能力。若適當(dāng)增大回差電壓，可提高電路的抗干擾能力。回差電壓是由回差電壓是由5腳接入的控制電壓腳

23、接入的控制電壓UCO來控制的。來控制的。uot0uot0uIt0U+UU(a)(b)(c)第31頁/共46頁 從一系列幅度不同的脈沖信號(hào)中從一系列幅度不同的脈沖信號(hào)中選出幅度大于正向閾值電壓選出幅度大于正向閾值電壓U U+ +的輸入脈沖的輸入脈沖， 即對(duì)幅度進(jìn)行鑒別。即對(duì)幅度進(jìn)行鑒別。 6.4 6.4 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器3.3.幅度鑒別幅度鑒別uIU+U-t0uo0t同向輸出施密特觸發(fā)器同向輸出施密特觸發(fā)器第32頁/共46頁6.4 6.4 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器4.4.構(gòu)成多諧振蕩器構(gòu)成多諧振蕩器工作原理：工作原理： 電容上初始電壓為零，即電容上初始電壓為零，即u uI I0 0，則，

24、則u uO O1 1，并經(jīng)，并經(jīng)R R向向C C充電，當(dāng)充至充電，當(dāng)充至u uI IU U+ +時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)u uO O0 0。電容。電容C C又經(jīng)又經(jīng)R R進(jìn)行放電，當(dāng)放電至進(jìn)行放電，當(dāng)放電至u uI IU U- -時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)u uO O1 1。第33頁/共46頁6.5 6.5 多諧振蕩器多諧振蕩器工作特性：工作特性： 無穩(wěn)態(tài)無穩(wěn)態(tài)，具有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)；，具有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)； 自激振蕩器自激振蕩器在接通電源后，不需外加觸發(fā)信號(hào)，便能自動(dòng)產(chǎn)生矩形脈沖；在接通電源后，不需外加觸發(fā)信號(hào)，便能自動(dòng)產(chǎn)生矩形脈沖； 矩形波中除基波外，還含有豐富的高次諧波故稱為矩形波中除基波外，還含有豐

25、富的高次諧波故稱為多諧振蕩器多諧振蕩器。自動(dòng)觸發(fā)自動(dòng)觸發(fā)自動(dòng)返回自動(dòng)返回暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)0暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)1暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)0第34頁/共46頁6.5 6.5 多諧振蕩器多諧振蕩器一、門電路構(gòu)成的多諧振蕩器一、門電路構(gòu)成的多諧振蕩器1vo1RCvivo1第35頁/共46頁6.5 6.5 多諧振蕩器多諧振蕩器二、二、555555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1.1.電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)48762315CUCCR1R2555uo0.01FuC第36頁/共46頁6.5 6.5 多諧振蕩器多諧振蕩器uC13UCCuo0T123UCCttUCCT202.2.工作原理工作原理 接通電源后，電容接通電源后，電

26、容C C來不及充電，來不及充電，u uc c0 0，則，則u uO O1(1(第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)) )，VTVT截止。這時(shí)截止。這時(shí)UccUcc經(jīng)經(jīng)R R1 1和和R R2 2向向C C充電，當(dāng)充至充電，當(dāng)充至u uc c2/3Ucc2/3Ucc時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)u uO O0(0(第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)) )，VTVT導(dǎo)通；這時(shí)電容導(dǎo)通；這時(shí)電容C C經(jīng)經(jīng)R R2 2和和VTVT放電，當(dāng)降至放電，當(dāng)降至u uc c1/3Ucc1/3Ucc時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)u uO O1 1。第37頁/共46頁CR2R70TTT2121)(. 6.5 6.5 多諧振蕩器多諧振蕩器3.3.參

27、數(shù)的估算參數(shù)的估算電容充電時(shí)間電容充電時(shí)間T T1 1：CRR702CRRU32UU31UCRR TuU0UUT2121CCCCCCCC211CCCC11)(.ln)(ln)()()()()(ln 電容放電時(shí)間電容放電時(shí)間T T2 2：CR70T22. 電路振蕩周期電路振蕩周期T T：uC13UCCuo0T123UCCttUCCT20T第38頁/共46頁CR2R701T1f21)(. 21212111R2RRRTTTTTD 電路振蕩頻率電路振蕩頻率f f：通過改變通過改變R R、C C的參數(shù)可改變振蕩周期和振蕩頻率。的參數(shù)可改變振蕩周期和振蕩頻率。輸出波形占空比輸出波形占空比D D：6.5 6

28、.5 多諧振蕩器多諧振蕩器若若R R2 2RR1 1，則，則D D1/21/2，即輸出為對(duì)稱方波。，即輸出為對(duì)稱方波。（D50）第39頁/共46頁6.5 6.5 多諧振蕩器多諧振蕩器4.4.改進(jìn)電路占空比可調(diào)的多諧振蕩器改進(jìn)電路占空比可調(diào)的多諧振蕩器2112111RRRTTTTTD 利用二極管的利用二極管的單向?qū)щ娦詥蜗驅(qū)щ娦?，把電容，把電容C C充電和放電回路隔離充電和放電回路隔離開來，再加上一個(gè)開來，再加上一個(gè)可調(diào)電位器可調(diào)電位器R RW W，便可構(gòu)成占空比可調(diào)的多諧振蕩器。，便可構(gòu)成占空比可調(diào)的多諧振蕩器。電容充電時(shí)間電容充電時(shí)間T T1 1： T T1 10.7R0.7R1 1C C電

29、容放電時(shí)間電容放電時(shí)間T T2 2： T T2 20.7R0.7R2 2C C輸出波形占空比輸出波形占空比D D：電路振蕩周期電路振蕩周期T T： T TT T1 1+T+T2 20.7(R0.7(R1 1+R+R2 2)C)C若若R R1 1=R=R2 2，則，則D=50%D=50%。847623UCCR1R2555RWuo0.01 FCVD2VD151第40頁/共46頁6.5 6.5 多諧振蕩器多諧振蕩器5.5555.555定時(shí)器構(gòu)成的振蕩器應(yīng)用實(shí)例模擬聲響發(fā)生器定時(shí)器構(gòu)成的振蕩器應(yīng)用實(shí)例模擬聲響發(fā)生器 將振蕩器將振蕩器A A的輸出電壓的輸出電壓u uo1o1，接到振蕩器，接到振蕩器B B

30、中中555555定時(shí)器的定時(shí)器的復(fù)位端復(fù)位端（4 4腳）。當(dāng)腳）。當(dāng)u uo1o1為高電平時(shí)振蕩器為高電平時(shí)振蕩器B B振蕩，當(dāng)振蕩，當(dāng)u uo1o1為低電平時(shí)為低電平時(shí)555555定時(shí)器復(fù)位，振蕩器定時(shí)器復(fù)位，振蕩器B B停止振蕩。這樣，停止振蕩。這樣，揚(yáng)聲器便發(fā)出揚(yáng)聲器便發(fā)出“嗚嗚嗚嗚”的間歇聲響的間歇聲響。84762351555A0.01FCR1AR2A847623155550.01FCR1BR2BRduo18uo25FUCCuo1uo2(a)(b)B第41頁/共46頁 當(dāng)頻率為諧振頻率當(dāng)頻率為諧振頻率f f0 0時(shí)，石英晶體的等效阻抗最小，信號(hào)最容易通過，而其它頻率信號(hào)均被衰減掉。時(shí)，石英晶體的等效阻抗最小，信號(hào)最容易通過，而其它頻率信號(hào)均被衰減掉。晶體的晶體的選頻特性極好選頻特性極好。 為了提高振蕩器的頻率穩(wěn)定度，往往使用石英晶體多諧振蕩器。為了提高振蕩器的