整形電路學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1整形電路整形電路第一頁(yè)，共38頁(yè)。2 1、運(yùn)算、運(yùn)算(yn sun)放大器組成的基本比較器放大器組成的基本比較器電路電路（1 1）最簡(jiǎn)單的過零電壓）最簡(jiǎn)單的過零電壓(diny)(diny)比較比較器電路器電路第2頁(yè)/共38頁(yè)第二頁(yè)，共38頁(yè)。3uoui0+UOM-UOM+uoui過零比較過零比較(bjio)(bjio)器器: (UR =0: (UR =0時(shí)時(shí)) )+uouiuoui0+UOM-UOM第3頁(yè)/共38頁(yè)第三頁(yè)，共38頁(yè)。4uoui0+Uom-UomUR傳輸特性傳輸特性U UR R：參考電壓：參考電壓 u ui i ：被比較信號(hào)：被比較信號(hào) +uouiUR特點(diǎn)：運(yùn)放特點(diǎn)：運(yùn)放

2、(yn fn)處于開處于開環(huán)狀態(tài)。環(huán)狀態(tài)。當(dāng)當(dāng)u ui i U UR R 時(shí)時(shí) , , u uo o = + = +U Uomom當(dāng)當(dāng)u ui i U UR R 時(shí)時(shí) , , u uo o = - = -U Uomom 若若ui從同相端輸入從同相端輸入(shr)第4頁(yè)/共38頁(yè)第四頁(yè)，共38頁(yè)。5+uouiURuoui0+Uom-UomUR當(dāng)當(dāng)u ui i U UR R 時(shí)時(shí) , , u uo o = - = -U Uomom 若若uiui從反相端輸入從反相端輸入(shr)(shr)第5頁(yè)/共38頁(yè)第五頁(yè)，共38頁(yè)。6+uouitui例：利用電壓例：利用電壓(diny)比比較器將正弦波變?yōu)檩^器

3、將正弦波變?yōu)榉讲?。方波。uot+Uom-Uom第6頁(yè)/共38頁(yè)第六頁(yè)，共38頁(yè)。7+uiuoui0+UZ-UZ電路電路(dinl)改進(jìn)：用穩(wěn)壓管穩(wěn)定輸出電改進(jìn)：用穩(wěn)壓管穩(wěn)定輸出電壓。壓。+uiuo UZRR uo UZ電壓比較器的另一種形式電壓比較器的另一種形式 將雙向穩(wěn)壓管接在將雙向穩(wěn)壓管接在負(fù)反饋回路上負(fù)反饋回路上第7頁(yè)/共38頁(yè)第七頁(yè)，共38頁(yè)。8 1、運(yùn)算、運(yùn)算(yn sun)放大器組成的基本比較器電路放大器組成的基本比較器電路(續(xù)續(xù))（2 2）串聯(lián)型和并聯(lián)）串聯(lián)型和并聯(lián)(bnglin)(bnglin)型型比較器電路比較器電路第8頁(yè)/共38頁(yè)第八頁(yè)，共38頁(yè)。9 2、集成、集成(j c

4、hn)電壓比較器電壓比較器 普通運(yùn)放普通運(yùn)放(yn fn(yn fn) )作為比較器運(yùn)用作為比較器運(yùn)用時(shí)，僅適合于對(duì)時(shí)，僅適合于對(duì)輸出翻轉(zhuǎn)速度要輸出翻轉(zhuǎn)速度要求不太高的場(chǎng)合求不太高的場(chǎng)合。集成比較器的。集成比較器的響應(yīng)速度較高，響應(yīng)速度較高，比較器比較器LM311LM311為為200ns200ns，而通用，而通用型運(yùn)放型運(yùn)放(yn (yn fnfn)LM301A)LM301A為為6s6s。第9頁(yè)/共38頁(yè)第九頁(yè)，共38頁(yè)。10 2、集成電壓、集成電壓(diny)比較器比較器(續(xù)續(xù)) 集成比較器集成比較器LM311LM311的應(yīng)用比較靈活。其電源電壓可用的應(yīng)用比較靈活。其電源電壓可用+15V+1

5、5V，也可在，也可在5V5V單電源下工作。電路通常單電源下工作。電路通常(tngchng)(tngchng)由腳輸出，可由腳輸出。應(yīng)接上拉由腳輸出，可由腳輸出。應(yīng)接上拉電阻。電阻。第10頁(yè)/共38頁(yè)第十頁(yè)，共38頁(yè)。11比較比較(bjio)器的特點(diǎn)器的特點(diǎn)1. 1. 電路電路(dinl)(dinl)簡(jiǎn)單。簡(jiǎn)單。2. 2. 當(dāng)當(dāng)AoAo不夠大時(shí)，不夠大時(shí)， 輸出輸出(shch)(shch)邊沿不陡。邊沿不陡。3. 3. 容易引入干擾。容易引入干擾。tuiuot過零附近仍過零附近仍處于放大區(qū)處于放大區(qū)第11頁(yè)/共38頁(yè)第十一頁(yè)，共38頁(yè)。12 集成集成(j chn)定時(shí)器定時(shí)器555555定時(shí)器是

6、一種多功能的線性集定時(shí)器是一種多功能的線性集成電路，它能產(chǎn)生準(zhǔn)確的和非常穩(wěn)定成電路，它能產(chǎn)生準(zhǔn)確的和非常穩(wěn)定(wndng)(wndng)的時(shí)延或振蕩信號(hào)。在它的時(shí)延或振蕩信號(hào)。在它的外部配上適當(dāng)?shù)淖枞菰?，就可方便的外部配上適當(dāng)?shù)淖枞菰?，就可方便地?gòu)成施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器等地構(gòu)成施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器等整形電路，以及矩形波振蕩器等脈沖產(chǎn)整形電路，以及矩形波振蕩器等脈沖產(chǎn)生電路。生電路。 第12頁(yè)/共38頁(yè)第十二頁(yè)，共38頁(yè)。13 1、電路、電路(dinl)組成組成 雙排直列雙排直列8 8腳。內(nèi)部由兩個(gè)電壓比較腳。內(nèi)部由兩個(gè)電壓比較(bjio)(bjio)器加一個(gè)基本的器加一個(gè)基本的

7、RSRS觸發(fā)器組成。觸發(fā)器組成。第13頁(yè)/共38頁(yè)第十三頁(yè)，共38頁(yè)。14 2 2、基本功能、基本功能 腳為復(fù)位腳為復(fù)位(f wi)(f wi)端。、腳比較端。、腳比較電壓分別是電壓分別是2/3VCC2/3VCC和和1/3VCC1/3VCC。常用的。常用的555555定時(shí)定時(shí)器有雙極型和器有雙極型和CMOSCMOS兩類。電源電壓為兩類。電源電壓為+5+5+18V+18V范圍。范圍。R(4)R(4)TH(6)TH(6)TR(2)TR(2)VTVT狀態(tài)狀態(tài)(7)(7)Q Q輸出輸出(3)(3)0 0X XX X導(dǎo)通導(dǎo)通0 01 12/3V2/3VCCCC1/3V2/3V2/3VCCCC1/3V1/

8、3VCCCC導(dǎo)通導(dǎo)通0 01 12/3V1/3V1/3VCCCC不變不變不變不變1 12/3V2/3VCCCC1/3V u- =0 時(shí)時(shí), uo= +UOM當(dāng)當(dāng)u+ u- =0時(shí)時(shí), uo= -UOM1) 1) 沒加參考沒加參考(cnko)(cnko)電壓的上行遲滯比較器電壓的上行遲滯比較器第22頁(yè)/共38頁(yè)第二十二頁(yè)，共38頁(yè)。23uoui0Uom-Uom傳輸特性曲線傳輸特性曲線UHUL+uoRR2R1uiomHURRU21omLURRU21上下門限電壓：上下門限電壓：第23頁(yè)/共38頁(yè)第二十三頁(yè)，共38頁(yè)。24+uoRR2R1uiUR上下門限上下門限(mnxin)電壓電壓：當(dāng)當(dāng)uo= +U

9、OM時(shí)：時(shí)：當(dāng)當(dāng)uo= -UOM時(shí)：時(shí)：RomiUURRRuRRR211212RomiUURRRuRRR211212RomHURRRURRU22121RomLURRRURRU221212) 2) 加上參考電壓后的上行遲滯加上參考電壓后的上行遲滯(chzh)(chzh)比較器比較器第24頁(yè)/共38頁(yè)第二十四頁(yè)，共38頁(yè)。25傳輸傳輸(chun sh)特性：特性：UHULuoui0Uom-Uom+uoRR2R1uiUR+uoRR2R1uiuoui0Uom-UomUHUL對(duì)對(duì)照照第25頁(yè)/共38頁(yè)第二十五頁(yè)，共38頁(yè)。26遲滯比較器電路改進(jìn)：為了遲滯比較器電路改進(jìn)：為了(wi le)穩(wěn)定輸出穩(wěn)定輸出

10、電壓，可以在輸出端加上雙向穩(wěn)壓管。電壓，可以在輸出端加上雙向穩(wěn)壓管。思考題：如何計(jì)算思考題：如何計(jì)算(j sun)上下限上下限？ UZ+uoRR2R1uiuo UZ+RR2R1ui第26頁(yè)/共38頁(yè)第二十六頁(yè)，共38頁(yè)。272.2.用用555555定時(shí)器構(gòu)成定時(shí)器構(gòu)成(guchng)(guchng)的施密特觸的施密特觸發(fā)器電路發(fā)器電路第27頁(yè)/共38頁(yè)第二十七頁(yè)，共38頁(yè)。28CCTV32UCCTV31UCCTV31UVTuUVTu21U腳接腳接u uV V時(shí)：時(shí)：第28頁(yè)/共38頁(yè)第二十八頁(yè)，共38頁(yè)。29波形波形(b (b xnxn) )整形整形(a)(a)幅度幅度(fd)(fd)鑒鑒別別

11、(b)(b) 經(jīng)施密特觸發(fā)器電路后，將正弦波信號(hào)變換成矩形波波形，若輸入經(jīng)施密特觸發(fā)器電路后，將正弦波信號(hào)變換成矩形波波形，若輸入(shr)(shr)是三角波，變換情況類同。除波形變換外，經(jīng)施密特觸發(fā)器是三角波，變換情況類同。除波形變換外，經(jīng)施密特觸發(fā)器電路還可將不規(guī)則的輸入電路還可將不規(guī)則的輸入(shr)(shr)信號(hào)波形整形為矩形波（如圖信號(hào)波形整形為矩形波（如圖a a），也可用來鑒別和剔除不滿足一定幅度的輸入，也可用來鑒別和剔除不滿足一定幅度的輸入(shr)(shr)信號(hào)脈沖（如信號(hào)脈沖（如圖圖b b）。針對(duì)干擾幅度，可適當(dāng)調(diào)整）。針對(duì)干擾幅度，可適當(dāng)調(diào)整UT+UT+和和UT- UT-

12、。第29頁(yè)/共38頁(yè)第二十九頁(yè)，共38頁(yè)。30例：例：R1=10kR1=10k，R2=20k R2=20k ，UOM=12VUOM=12V， UR=9V UR=9V當(dāng)輸入當(dāng)輸入(shr) ui (shr) ui 為如圖所示的波形為如圖所示的波形時(shí)，畫出輸出時(shí)，畫出輸出uouo的波形。的波形。+uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL5V10Vuit0第30頁(yè)/共38頁(yè)第三十頁(yè)，共38頁(yè)。31首先計(jì)算首先計(jì)算(j sun)上下門限電上下門限電壓：壓：+uoRR2R1uiURV10212211RomHURRRURRRUV2212211RomLURRRURRRU第31頁(yè)/共38頁(yè)第三十

13、一頁(yè)，共38頁(yè)。32+UOM-UOM根據(jù)傳輸根據(jù)傳輸(chun sh)特性畫輸出波特性畫輸出波形圖。形圖。+uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHULuiuott10V5V002V第32頁(yè)/共38頁(yè)第三十二頁(yè)，共38頁(yè)。33 單穩(wěn)壓?jiǎn)畏€(wěn)壓(wn y)觸發(fā)器電路觸發(fā)器電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是只具有一種穩(wěn)定單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是只具有一種穩(wěn)定狀態(tài)的觸發(fā)器。在外加觸發(fā)信號(hào)狀態(tài)的觸發(fā)器。在外加觸發(fā)信號(hào)(xnho)(xnho)的作用下，它能夠由穩(wěn)態(tài)的作用下，它能夠由穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)變成暫穩(wěn)態(tài)，維持一段時(shí)間后，暫轉(zhuǎn)變成暫穩(wěn)態(tài)，維持一段時(shí)間后，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，觸發(fā)器自動(dòng)返回穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)態(tài)結(jié)束，觸發(fā)器自動(dòng)返回穩(wěn)定狀態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)時(shí)

14、間決定于電路的參數(shù)，與。暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間決定于電路的參數(shù)，與外加觸發(fā)信號(hào)外加觸發(fā)信號(hào)(xnho)(xnho)無關(guān)。單穩(wěn)無關(guān)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器廣泛應(yīng)用于定時(shí)、延時(shí)、波態(tài)觸發(fā)器廣泛應(yīng)用于定時(shí)、延時(shí)、波形整形等電路中。形整形等電路中。第33頁(yè)/共38頁(yè)第三十三頁(yè)，共38頁(yè)。34第34頁(yè)/共38頁(yè)第三十四頁(yè)，共38頁(yè)。35 穩(wěn)定狀態(tài)（輸出為低電平），單穩(wěn)態(tài)（輸出為高電平，持續(xù)時(shí)間穩(wěn)定狀態(tài)（輸出為低電平），單穩(wěn)態(tài)（輸出為高電平，持續(xù)時(shí)間為為t1t1）。電路要求輸入）。電路要求輸入(shr)(shr)觸發(fā)脈沖寬度小于觸發(fā)脈沖寬度小于t1t1。/ tcccce)(u)0(u)(u) t (uRC1 . 13lnRCt1)RC( 第35頁(yè)/共38頁(yè)第三十五頁(yè)，共38頁(yè)。36 單穩(wěn)電路可用于：?jiǎn)畏€(wěn)電路可用于： 定時(shí)控制：在定時(shí)控制：在t1t1時(shí)間內(nèi)動(dòng)作或不動(dòng)作。時(shí)間內(nèi)動(dòng)作或不動(dòng)作。 延時(shí)電路：比輸入下降沿延時(shí)延時(shí)電路：比輸入下降沿延時(shí)t1t1。 波形整形：當(dāng)輸入失真的矩形波時(shí)，應(yīng)用單穩(wěn)觸發(fā)器進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)后，波形整形：當(dāng)輸入失真的矩形波時(shí)，應(yīng)用單穩(wěn)觸發(fā)器進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)后，其輸出狀態(tài)與輸入無關(guān)的特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)钠?/p>