脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座

脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第1頁(yè)設(shè)計(jì)一個(gè)可控進(jìn)制計(jì)數(shù)器，當(dāng)輸人控制變量M=0時(shí)工作在五進(jìn)制，M=1時(shí)工作在十五進(jìn)制。請(qǐng)標(biāo)出計(jì)數(shù)輸入端和進(jìn)位輸出端。脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第2頁(yè)圖P5.16電路是由兩片同時(shí)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74160組成計(jì)數(shù)器，試分析這是多少進(jìn)制計(jì)數(shù)器，兩片之間是幾進(jìn)制。第(1)片74160接成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，第(2)片74160接成了三進(jìn)制計(jì)數(shù)器。第(1)片到第(2)片之間為十進(jìn)制，兩片串接組成70-99三十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第3頁(yè)脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第4頁(yè)10.5.1555定時(shí)器（數(shù)/?；旌螴C）電壓比較器（C1,C2）觸發(fā)器輸出緩沖器（G3,G4）OC輸出三極管（TD）組成它由三個(gè)5KΩ電阻、VR2=VCC，13VR1=VCC2310.5555定時(shí)器及其應(yīng)用一、電路結(jié)構(gòu)脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第5頁(yè)二、工作原理輸入過(guò)渡輸出RDRdSdQQTD狀態(tài)0XXXX

導(dǎo)通123VCC<>23VCC>13VCC導(dǎo)通113VCC<截止123VCC<>13VCC保持表1CB555功效表（CO端懸空時(shí)）工作原理見(jiàn)表10110110101101>23VCC13VCC<00截止10脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第6頁(yè)10.5.2用555定時(shí)器接成施密特觸發(fā)器一、特點(diǎn)1、電平觸發(fā)：2、電壓滯回傳輸：輸入信號(hào)在上升和下降過(guò)程中，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換輸入電平不一樣。3.電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)有正反饋過(guò)程，使輸出波形邊緣變陡。兩個(gè)穩(wěn)態(tài)脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第7頁(yè)同向特征：VT+UoUIUoLUoH二、電壓傳輸特征特征VT反向特征：VT+UoUIUoLUoHUI=VT+時(shí)，Uo=UoLUI=VT-

時(shí)，Uo=UoLUI=VT-

時(shí)，Uo=UoHVTUI=VT+時(shí)，

Uo=UoH00當(dāng)UI=0時(shí)，Uo=UoL當(dāng)UI=0時(shí)，Uo=UoH正向閾值電平VT+：UI

上升時(shí)，引發(fā)Uo

突變時(shí)對(duì)應(yīng)UI

值。負(fù)向閾值電平VT-

：UI

下降時(shí)，引發(fā)Uo

突變時(shí)對(duì)應(yīng)UI值。ΔVT=13VCC回差電壓回差電壓ΔVT

脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第8頁(yè)二、工作原理（設(shè)：UI為模擬三角波）UIU6U2UO23VCC<>23VCC>13VCC13VCC<23VCC<≥23VCC010≤13VCC13VCC<1三、電壓波形UIUO+VCC12345678555tUItUO13VCC23VCCVT+=23VCCVT-=13VCCΔVT=13VCC0.01uF從電壓波形知：此為施密特反相器。脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第9頁(yè)10.2.3施密特觸發(fā)器應(yīng)用一、用于波形變換

二、用于鑒幅整形，組成多諧振蕩器。脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第10頁(yè)10.2.3施密特觸發(fā)器應(yīng)用三、用于脈沖整形脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第11頁(yè)10.5.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器10.5.3.1特點(diǎn)和用途一、特點(diǎn)1、開(kāi)機(jī)（接通電源），電路出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)。2、外加觸發(fā)信號(hào)，電路翻轉(zhuǎn)為暫態(tài)。暫態(tài)維持一段時(shí)間，自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)3、暫態(tài)維持時(shí)間長(zhǎng)短，只和電路參數(shù)相關(guān)，與觸發(fā)信號(hào)幅度、電源電壓高低無(wú)關(guān)。二、用途1、整形→輸出矩形波。2、定時(shí)→輸出一定寬度矩形波。3、延時(shí)→將輸入信號(hào)延長(zhǎng)一定時(shí)間后輸出。有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第12頁(yè)輸入輸出0XX0導(dǎo)通10導(dǎo)通1不變不變11截止11截止用555定時(shí)器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第13頁(yè)不論觸發(fā)器初態(tài)是0還是1，在無(wú)觸發(fā)輸入情況下，電路都將穩(wěn)定在0狀態(tài)，此狀態(tài)稱為穩(wěn)態(tài)。脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第14頁(yè)脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第15頁(yè)性能參數(shù)：暫穩(wěn)態(tài)輸出寬度這種電路產(chǎn)生脈寬可從幾個(gè)微秒到數(shù)分鐘，精度較高脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第16頁(yè)

集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1、不可重復(fù)觸發(fā)觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)時(shí)，再加觸發(fā)脈沖無(wú)效tUITWUOt2、可重復(fù)觸發(fā)觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)時(shí)，再次觸發(fā)有效，輸出脈沖可再維持一個(gè)脈寬。tUIUOtTW常見(jiàn)74121，74221，74LS221等都是不可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。其中，74121電路符號(hào)如圖：Cext

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RintVccGNDBA2A1Uo345167101191474121一、分類二、常見(jiàn)產(chǎn)品舉例脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第17頁(yè)集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

電路結(jié)構(gòu)與工作原理(74121)脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第18頁(yè)下降沿觸發(fā)時(shí)接法1UI使用外接電阻RCext

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RintVccGNDBA2A1Uo345167101191474121+VCCCext

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RintVccGNDBA2A1Uo345167101191474121上升沿觸發(fā)時(shí)接法UI利用內(nèi)部電阻RintCRC+VCC三、應(yīng)用舉例1、脈沖整形Cext

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RintVccGNDBA2A1Uo345167101191474121+VCCCRUItUItUOTW=0.69RC脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第19頁(yè)2、輸出脈沖延時(shí)UI+VCCUO2VCCUOBA1A2C1R1UO（1）VCCUOBA1A2C2R2UO（2）tUItUO1tUO2tUO1TW1TW2觸發(fā)后，電路延時(shí)TW1時(shí)間再輸出。TW1=0.69R1C1TW2=0.69R2C23、定時(shí)輸出UIUO27412174121UABA1A2UO74121&tUItUAtUOTW只在觸發(fā)之后TW時(shí)間內(nèi)有UA輸出。UO2t脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第20頁(yè)特點(diǎn)：不需要外加觸發(fā)信號(hào)，電路自激振蕩，沒(méi)有穩(wěn)態(tài)。用途：產(chǎn)生脈沖方波。10.5.4多諧振蕩器

又稱為無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。是一個(gè)自激振蕩器，接通電源后，經(jīng)過(guò)電容充電和放電，使兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)相互交替，輸出矩形脈沖。因?yàn)榫匦蚊}沖波含有各種諧波，所以稱多諧振蕩器，常見(jiàn)作時(shí)鐘脈沖發(fā)生器。脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第21頁(yè)一用施密特觸發(fā)器組成多諧振蕩器1、組成UIUO2、工作原理接通VCC瞬間，C中無(wú)電荷，所以：1）UC=0→

3、電壓波形2）UO=1→C充電→UI，3）UO=0→C放電→UI，tUotUI00VT+VT-T1T2T1RC+UI=VT+→UO=0UI=VT-→UO=1UI=0→UO=1充電放電脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第22頁(yè)4、電路改進(jìn)占空比可調(diào)電路如圖：1CUIUOR2R1+充電經(jīng)過(guò)R2，放電經(jīng)過(guò)R1，T1=R2Cln————VDD-VT-VDD-VT+T2=R1Cln——VT+VT-q=T1/TT=T1+T2調(diào)整R1或R2，即可調(diào)整q脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第23頁(yè)10.5.4用555接成多諧振蕩器脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第24頁(yè)如希望q<50%?如希望q可調(diào)？vo脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第25頁(yè)脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第26頁(yè)555定時(shí)器應(yīng)用舉例：例1.下列圖是用555定時(shí)器接成延時(shí)報(bào)警器。當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，經(jīng)過(guò)一定延遲時(shí)間后揚(yáng)聲器開(kāi)始發(fā)出聲音。試求延遲時(shí)間TD和揚(yáng)聲器發(fā)出聲音頻率f。UO1UO2解：（1）（2）（1）片接成施密特觸發(fā)器，U6=U2=UC1電壓波形經(jīng)過(guò)操縱開(kāi)關(guān)S取得。（2）片不工作。（2）片RD=0，（2）片接成多諧振蕩器。當(dāng)UO1=1時(shí)；當(dāng)UO1=0時(shí)；（2）片自激振蕩，喇叭出聲。123468555VCC=12V1642385550.01μF175KΩ5KΩ100μF10μF1MΩS+++C1脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第27頁(yè)工作波形：S閉合S斷開(kāi)23VCC13VCCS閉合VCC喇叭響TDTO2=0.69(R1+2R2)

C=0.69(5

+2×5

)103

×

0.01×10-6≈103.5μSfO2≈9.66KHZU6、U2UO1tUO2ttUC1TO2VCC-0VCC-TD=RCln—————=106×10×10-6ln——≈11（S）1212-823VCC脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第28頁(yè)例2：如圖6-46所表示為洗相曝光定時(shí)器電路，分析電路工作原理，并求出曝光時(shí)間。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，延遲時(shí)間即為C充電時(shí)間。脈沖波形的產(chǎn)生和整形專業(yè)知識(shí)講座第29頁(yè)當(dāng)接通電源，且開(kāi)關(guān)Ｓ斷開(kāi)時(shí)，端為高電平，即此時(shí)輸出使得繼電器線