我的數(shù)電課件887章

1、第 七 章 脈 沖 電 路7.1 概述 7.3 施密特觸發(fā)器7.2 集成555定時(shí)器7.4 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器7.5 多諧振蕩器7.1概述理想脈沖信號(hào)Um脈沖幅度Um：脈沖電壓的最大幅度值。脈沖寬度tw：從脈沖前沿的0.5Um起到脈沖后沿的0.5Um為止的一段時(shí)間。 tW0.5Umtf0.9Um0.1Umtr上升時(shí)間tr：脈沖上升沿從0.1 Um上升到 0.9 Um所 需的時(shí)間。下降時(shí)間tf：脈沖下降沿從0.9Um下降到 0.1 Um所需的時(shí)間。T脈沖周期T：在周期性重復(fù)的脈沖系列中，兩個(gè)相鄰脈沖間的間隔時(shí)間。脈沖頻率f：單位時(shí)間內(nèi)脈沖重復(fù)的次數(shù) f=1/T.占空比D：脈沖寬度與脈沖周期的比值D=t

2、w/T。 tW0.5Um 如何獲得脈沖信號(hào)？1、利用整形電路對(duì)不符合要求的脈沖信號(hào)進(jìn)行整形；2、利用脈沖振蕩器直接產(chǎn)生脈沖信號(hào)；主要介紹中規(guī)模集成電路555定時(shí)器以及555定時(shí)器構(gòu)成的幾種脈沖電路：單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器多諧振蕩器施密特觸發(fā)器 7.2 集成555定時(shí)器7.2.1 555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)與工作原理 555定時(shí)器是一種多用途的單片集成電路。在外部配上少許阻容元件，便能構(gòu)成多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器等電路。 下圖為集成5G7555CMOS定時(shí)器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖和邏輯符號(hào)。 Uo1SQQ7 3 RD8 1 UTHT+Uo2C2+C1R11111146 UCOUTRDUOVDD5 Uo

3、1SQQ7 3 RD8 1 2 UTHT+Uo2C2+C1R11111146 UTRDUO1、電阻分壓器：當(dāng)控制端5腳懸空時(shí)：UR1= UR2=1/3VDD2/3VDDR=5kRR當(dāng)控制端5腳接ECC時(shí)：UR1= UR2=1/2ECCECCUCO用來改變參考電壓 2、強(qiáng)制復(fù)位端RDUCOUR2UR12 5 UCOVDDUR2UR12 5 .VDDECCUo1SQQ7 3 RD8 1 UTHT+Uo2C2+C1R11111146 UCOUTRDUOVDD5 Uo1SQQ7 3 RD8 1 2 UTHT+Uo2C2+C1R11111146 UTRDUOR=5kRR2、強(qiáng)制復(fù)位端RDUCO1/3VD

4、D2/3VDD1/2ECCECC1、電阻分壓器：當(dāng)控制端5腳懸空時(shí)：UR1= UR2=當(dāng)控制端5腳接ECC時(shí)：UR1= UR2=UCO用來改變參考電壓 UR2UR12 5 UCOVDDUo1SQQ7 3 RD8 1 UTHT+Uo2C2+C1R11111146 UCOUTRDUOVDD5 Uo1SQQ7 3 RD8 1 2 UTHT+Uo2C2+C1R11111146 UTRDUOR=5kRR1、電阻分壓器：當(dāng)控制端5腳懸空時(shí)：UR1= UR2=VDD/32VDD/3當(dāng)控制端5腳接ECC時(shí)：UR1= UR2=ECC/2ECCUCO用來改變參考電壓 2、強(qiáng)制復(fù)位端RDUCOUR2UR12 5 U

5、COVDD當(dāng)RD接低電平時(shí)5 SQQ7 3 RD8 1 2 TR11111146 UCODUOVDDR=5k3、電壓比較器：Uo1+Uo2C2+C1UTHUTRUR2RRUR1當(dāng)U+ U- 時(shí)：比較器輸出電壓為高電平當(dāng)U- U+ 時(shí)：比較器輸出電壓為低電平UTH UCO, UTR UCO /2時(shí)R=0,S=1Q=1,T截止，UO=1UTH UCO, UTR UCO /2時(shí)R=1,S=0Q=0,T導(dǎo)通，UO=0UTH UCO, UTR UCO /2時(shí)R=0,S=0Qn+1=Qn, UO保持不變7.2.2 555定時(shí)器功能 UCO /2 1 保持 保持 UCO UCO /2 1 0 導(dǎo)通 UCO

6、UCO /2 1 1 截止 VTH VTR RD UO Tf f 0 0 導(dǎo)通 555定時(shí)器功能表輸 入 輸 出1、RD2、 UCO確定參考電位 UTH， UTR兩者都小于各自的參考電壓時(shí)UO=1，放電管截止 UTH， UTR兩者都大于各自的參考電壓時(shí)UO=0，放電管導(dǎo)通UCUOUTRUTHRDVDDGND3、VTH 和VTR7.3 施密特觸發(fā)器 7.3.1 用555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器 1. 電路組成 施密特觸發(fā)器能將變化緩慢的波形整形為邊沿陡峭的矩形脈沖。uoOttuiVDDOU+UVDD23VDD13V= U+- U-DGNDUCO如何調(diào)節(jié)回差電壓V？例:當(dāng)

7、VDD=15V時(shí), 求U+、U及U各為多少？解：由于UCO懸空，所以U+= 2VDD/3=10V， U= 1VDD/3=5VU= U+ U=10-5=5V1510 5ui/vtuo/vtDGNDUCO例：當(dāng)VDD=15V時(shí)，UCO=5V時(shí),求U+、U及U各為多少？解：由于UCO =5V ，所以U= U+ U=5-2.5=2.5VU+= UCO =5V， U= UCO /2=2.5V1510 5ui/vtDGNDUCOUCO=5Vuo/vt7.3.2. 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用 1 波形變換可將三角波、正弦波變成矩形波。 DGNDUCO2 脈沖波的整形數(shù)字系統(tǒng)中的矩形脈沖在傳輸中經(jīng)常發(fā)生波形畸變。經(jīng)施

8、密特觸發(fā)器整形后便可獲得較理想的矩形脈沖波。 在傳輸?shù)男盘?hào)上出現(xiàn)附加噪聲，經(jīng)整形后仍會(huì)得到較理想的矩形脈沖波。 (3) 脈沖鑒幅將幅度不同、不規(guī)則的脈沖信號(hào)加到施密特觸發(fā)器的輸入端時(shí)，能選擇幅度大于U+的脈沖信號(hào)進(jìn)行輸出，具有脈沖鑒幅的功能。7.4 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作特點(diǎn)是：有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在觸發(fā)脈沖作用下，電路將從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，然后在貯能元件的作用下，暫穩(wěn)態(tài)停留一段時(shí)間tw后，又能自動(dòng)返回到穩(wěn)定狀態(tài)，并在其輸出端產(chǎn)生一個(gè)寬度為tW的矩形脈沖。 通常把單穩(wěn)態(tài)的暫穩(wěn)態(tài)停留時(shí)間稱作延遲時(shí)間，延遲時(shí)間的長短僅取決于電路的有關(guān)參數(shù)，而與觸發(fā)脈沖的寬度無關(guān)。 5 SQQ7

9、3 RD8 1 2 TR11111146 UCODUOVDDR=5kUo1+Uo2C2+C1UTHUTRUR2RRUR1 T導(dǎo)通是指D與地形成通路（短路） UTH， UTR兩者都小于各自的參考電壓時(shí)UO=1，放電管截止 UTH， UTR兩者都大于各自的參考電壓時(shí)UO=0，放電管導(dǎo)通 T截止是指D與地?cái)嗦稤UTHUTRRDUCOGND7.4.1 用555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1. 電路組成uitOVDD/3uoOtw2VDD/3uCOt設(shè)電容C上的電壓和uo初始狀態(tài)為0DUTHUTRRDUCOGND3. 主要參數(shù) (1) 輸出脈沖寬度tWuc(tw)= uc()+uc(0+)- uc()e-

10、tw/t7.4.4 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用1定時(shí)由于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能產(chǎn)生一定寬度的矩形輸出脈沖，若利用這個(gè)矩形脈沖去控制某一個(gè)電路，就可使它在tw 時(shí)間內(nèi)動(dòng)作或不動(dòng)作。 uitOuotOtWuFtOuFotO uiuo uFuFo單穩(wěn)&2整形由于單穩(wěn)觸發(fā)器一經(jīng)觸發(fā)，電路就進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，在暫穩(wěn)態(tài)期間輸出電平的高低與此時(shí)輸入信號(hào)狀態(tài)無關(guān)，其輸出就成為具有一定寬度、一定幅度、邊沿陡峭的矩形波，如圖所示。tWuotOuitO7.5 多諧振蕩器 7.5.1 用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器 1. 電路組成uoO2VDD/3uCOtVDD/3T1T2T1:電容從VDD/3充電到2VDD/3的時(shí)間T2:電容從2VDD

11、/3放電到VDD/3的時(shí)間假設(shè)電容C上的電壓初始狀態(tài)為03. 主要參數(shù) 兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間T1和T2的計(jì)算公式如下T1:電容從VDD/3充電到2VDD/3的時(shí)間3. 主要參數(shù) 兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間T1和T2的計(jì)算公式如下T2:電容從2VDD/3放電到VDD/3的時(shí)間占空比：振蕩周期：T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C 振蕩頻率：f =1 /T 211212112)2(7.07.0RRRCRR（R1+R2）CTTTD+=+=+=+R2例1 試分析圖示占空比可調(diào)多諧振蕩器的工作原理，試求它的振蕩頻率f=?占空比D=？解：f=1/T=1/（t1+t2）充電回路為：UDDR1RW1D1C地放電回路為：CR2D1RW2放電管T地充電時(shí)間常數(shù)1=（R1+RW1）C放電時(shí)間常數(shù)2=（R2+RW2）C充電時(shí)間常數(shù)1=（R1+RW）C放電時(shí)