脈沖與整形電路

脈沖與整形電路第1頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四1第8章脈沖及整形電路

脈沖波形的產(chǎn)生與整形電路有施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧（無穩(wěn)）振蕩器。而555集成定時(shí)器可以構(gòu)成上述各種電路。本章主要以555定時(shí)器為主，來介紹施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器之脈沖產(chǎn)生及整形電路。脈沖波形的特性，可用以下幾個(gè)參數(shù)描述：脈沖幅度Um：脈沖高低電平之間電壓的最大變化值。脈沖寬度tw：脈沖幅度為方便用戶0.5Um處脈沖前后沿之間的時(shí)間間隔。脈沖周期T：周期性重復(fù)脈沖序列兩相鄰脈沖之間看時(shí)間間隔。上升時(shí)間tr:脈沖上升沿0.1Um上升到0.9Um所需時(shí)間。下降時(shí)間tf：脈沖下降沿0.9Um下降到0.1Um所需時(shí)間。占空比D：脈沖寬度與脈沖周期之比。D=tw/T2第2頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四脈沖信號(hào)的部分參數(shù)：A0.9A0.5A0.1AtptrtfT實(shí)際的矩形波脈沖幅度A脈沖上升沿tr

脈沖周期T脈沖下降沿tf

脈沖寬度tp

3第3頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四555電路的管腳排列、內(nèi)部電路分別如圖(1)內(nèi)部組成它是由電阻分壓器、電壓比較器、基本觸發(fā)器和放電管等部分組成。①電阻分壓器由3個(gè)5K的電阻串聯(lián)而成；②比較器由集成運(yùn)放N1和N2組成；③基本RS觸發(fā)器由與非門組成，低電平有效；④三極管VT為放電開關(guān)。8.1555定時(shí)器4第4頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四8.1.1555定時(shí)器的結(jié)構(gòu)和工作原理低電平觸發(fā)端高電平觸發(fā)端電壓控制端復(fù)位端低電平有效放電端5～18V5第5頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四001①R=0時(shí)，Q=1、Q=0，uo=0，V導(dǎo)通。6第6頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四①R=0時(shí),Q=1、Q=0，uo=0，V飽和導(dǎo)通。②R=1、UTH＞2UCC/3、UTR＞UCC/3時(shí)，RD=0、SD=1，Q=1、Q=0，uo=0，V飽和導(dǎo)通。＞2UCC/3＞UCC/300117第7頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四①R=0時(shí)，Q=1、Q=0，uo=0，V飽和導(dǎo)通。②R=1、UTH＞2UCC/3、UTR＞UCC/3時(shí)，RD=0、SD=1，Q=1、Q=0，uo=0，V飽和導(dǎo)通。＜2UCC/3＞UCC/31001③R=1、UTH＜2UCC/3、UTR＞UCC/3時(shí)，RD=1、SD=1，Q、Q不變，uo不變，V狀態(tài)不變。118第8頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四①R=0時(shí)，Q=1、Q=0，uo=0，V飽和導(dǎo)通。②R=1、UTH＞2UCC/3、UTR＞UCC/3時(shí)，RD=0、SD=1，Q=1、Q=0，uo=0，V飽和導(dǎo)通。＜2UCC/3＜UCC/31100③R=1、UTH＜2UCC/3、UTR＞UCC/3時(shí)，RD=1、SD=1，Q、Q不變，uo不變，V狀態(tài)不變。④R=1、UTH＜2UCC/3、UTR＜UCC/3時(shí)，RD=1、SD=0，Q=0、Q=1，uo=1，V截止。9第9頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四555電路邏輯功能表

閾值電壓TH觸發(fā)輸入復(fù)位放電管VT輸出OUT××0導(dǎo)通0

>

>1導(dǎo)通0

<

>1原狀態(tài)原狀態(tài)

<

<1截止1555定時(shí)器特點(diǎn)：1、電源電壓范圍寬，且能與TTL、MOS集成電路共用；2、輸出電壓與TTL、MOS系列兼容3、輸出電流大，有200毫安，可直接驅(qū)動(dòng)継電器等負(fù)載。10第10頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四9.2.1施密特觸發(fā)器

施密特觸發(fā)器是一種雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，電路具有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)。當(dāng)電路滿足一定觸發(fā)條件時(shí)，電路由一種穩(wěn)態(tài)進(jìn)入另一種穩(wěn)態(tài)。此時(shí)，觸發(fā)信號(hào)必須保持一定的數(shù)值，才能夠穩(wěn)定在這一狀態(tài)。否則，當(dāng)觸發(fā)信號(hào)低于一定數(shù)值時(shí)，電路狀態(tài)將翻轉(zhuǎn)回原來的狀態(tài)。該觸發(fā)器的特點(diǎn)是使電路兩次發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí)的觸發(fā)電平不同。

1.電路組成將555定時(shí)器閾值輸入端TH和觸發(fā)輸入端連在一起作為觸發(fā)信號(hào)uI的輸入端時(shí)，便組成了施密特觸發(fā)器，如圖所示。OUTCTHTRuI8436215uOVCC8.2555定時(shí)器的應(yīng)用55511第11頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四由圖可知：該電路的上門限觸發(fā)電平UTH1的值為：

下門限電平UTH2的值為：

由此可求得電路的回差電壓△UTH為

:

△UTH=UTH1–UTH2=

12第12頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四2、施密特觸發(fā)器的工作波形13第13頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四施密特觸發(fā)器的電壓傳輸特性曲線14第14頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四若在電壓控制端CO加上可調(diào)電壓uCO，如圖16.3(b)所示，調(diào)節(jié)uCO,可以改變比較器C1，C2參考電壓，進(jìn)而調(diào)節(jié)回差電壓的大小。這時(shí)

UTH1=uCO

，UTH2=1/2uCO，?UTH=1/2uCO

。

uCO值越大，則?UTH也越大。調(diào)回差電壓的電路如圖所示。15第15頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四3.施密特觸發(fā)器的應(yīng)用

（1）波形變換如圖所示。16第16頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四（2）波形整形如圖所示。17第17頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四（3）信號(hào)鑒幅如圖所示。18第18頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四8.2.2施密特觸發(fā)器的應(yīng)用19第19頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四8.3.1由555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器20第20頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四

接通UCC后瞬間，UCC通過R對C充電，當(dāng)uc上升到2UCC/3時(shí)，比較器A1輸出為0，將觸發(fā)器置0，uo＝0。這時(shí)Q=1，放電管V導(dǎo)通，C通過V放電，電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。

ui到來時(shí)，因?yàn)閡i＜UCC/3，使A2＝0，觸發(fā)器置1，uo又由0變?yōu)?，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。由于此時(shí)Q=0，放電管V截止，UCC經(jīng)R對C充電。雖然此時(shí)觸發(fā)脈沖已消失，比較器A2的輸出變?yōu)?，但充電繼續(xù)進(jìn)行，直到uc上升到2UCC/3時(shí)，比較器A1輸出為0，將觸發(fā)器置0，電路輸出uo＝0，V導(dǎo)通，C放電，電路恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。21第21頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四22第22頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四8.3.2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用延遲與定時(shí)整形23第23頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四8.4.1由555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器（無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）接通UCC后，UCC經(jīng)R1和R2對C充電。當(dāng)uc上升到2UCC/3時(shí)，uo=0，V導(dǎo)通，C通過R2和T放電，uc下降。當(dāng)uc下降到UCC/3時(shí)，uo又由0變?yōu)?，V截止，UCC又經(jīng)R1和R2對C充電。如此重復(fù)上述過程，在輸出端uo產(chǎn)生了連續(xù)的矩形脈沖。24第24頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四8.3.2多諧振蕩器的應(yīng)用：模擬聲響電路將振蕩器Ⅰ的輸出電壓uo1，接到振蕩器Ⅱ中555定時(shí)器的復(fù)位端（4腳），當(dāng)uo1為高電平時(shí)