電工技術(shù)與電子技術(shù)課件清華大學(xué)

第36講第16章脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形16.1由門電路構(gòu)成的多諧振蕩器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器16.2集成單穩(wěn)7412316.3集成定時(shí)器555第16章脈沖波形的產(chǎn)生與整形16.1由門電路構(gòu)成的多諧振蕩器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器由門電路構(gòu)成的多諧振蕩器由門電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器16.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS123集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS123的功能集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS123的應(yīng)用舉例16.3集成定時(shí)器55516.3.1555定時(shí)器的工作原理16.3.2555定時(shí)器的應(yīng)用16.1由門電路構(gòu)成的多諧振蕩器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

一、由奇數(shù)個(gè)非門組成的多諧振蕩器利用門電路的傳輸延遲時(shí)間，將奇數(shù)個(gè)非門首尾相接，就可以構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單的多諧振蕩器（環(huán)行振蕩器）:111u1u2u30tu3缺點(diǎn):因門電路傳輸延遲時(shí)間很短（10nS左右），所以振蕩頻率太高,并且不可調(diào)整。由門電路構(gòu)成的多諧振蕩器二、帶RC延時(shí)電路的多諧振蕩器111u1u2u3CARRSG1G2G3時(shí)間常數(shù)RC門電路傳輸延遲時(shí)間u3周期：T2.2RCRS：限流電阻，幾百輸出0tu30tu20tu10tuAUT假設(shè)：開始時(shí)u3=0當(dāng)uA>UT時(shí)，u3不反轉(zhuǎn)u1CR1u2=0.3VA111u1u2u3CARRSG1G2G3帶RC延時(shí)電路的環(huán)行振蕩器分析0tu30tu20tu10tuAUT當(dāng)uA=UT時(shí)，u3反轉(zhuǎn)，u1、u2也同時(shí)反轉(zhuǎn)111u1u2u3CARRSG1G2G30tu30tu20tu10tuAUT由于電容電壓不能突變,當(dāng)u1發(fā)生下跳時(shí),uA有一突變。111u1u2u3CARRSG1G2G30tu30tu20tu10tuAUT111u1u2u3CARRSG1G2G3u2>u1，電容反向充電,uA上升。0tu30tu20tu10tuAUT當(dāng)uA=UT時(shí)，u3、u1、u2反轉(zhuǎn)111u1u2u3CARRSG1G2G30tu30tu20tu10tuAUTU由于u1上跳，電容電壓不能突變，所以u(píng)A上跳，然后uA下降，進(jìn)入下一個(gè)周期。111u1u2u3CARRSG1G2G3T0tu30tu20tu10tuAUTU可以推導(dǎo)，輸出信號(hào)的周期近似為:T2.2RC111u1u2u3CARRSG1G2G3三、RC耦合式振蕩器0tuo0tuA11R1R2C2C1uoA當(dāng)R1=R2=R,C1=C2=C時(shí)輸出信號(hào)的周期近似為:T1.4RC四、石英晶體振蕩器輸出方波uO的頻率=石英晶體的固有諧振頻率石英晶體等效電路石英晶體11R1R2CuoAR1=R2=1kC=0.1F優(yōu)點(diǎn)：振蕩頻率穩(wěn)定，精度高，常用作基準(zhǔn)信號(hào)源單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器:輸出端只有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài),另一個(gè)狀態(tài)則是暫穩(wěn)態(tài)。加入觸發(fā)信號(hào)后，它可以由穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)入暫穩(wěn)態(tài)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間以后，它又會(huì)自動(dòng)返回原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)。穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)暫穩(wěn)態(tài)16.1.2由門電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器由外部觸發(fā)后，由穩(wěn)定狀態(tài)變?yōu)闀悍€(wěn)態(tài)經(jīng)延時(shí)電路延時(shí)后，又自動(dòng)返回穩(wěn)定狀態(tài)一、由門電路構(gòu)成的積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器0tuiu1uAu20t0t0tt1當(dāng)ui=0時(shí)u1u2RC1&uiAui：外部觸發(fā)脈沖當(dāng)ui上跳時(shí)，u1下跳因uA不能突變，所以u(píng)2下跳0tuiu1uAu20t0t0tt1u1下跳后，C放電，uA下降UTTWTW=1.1RCu1u2RC1&uiA當(dāng)uA=UT時(shí)，u2上跳，輸出一個(gè)寬度為TW的負(fù)脈沖當(dāng)ui下跳時(shí)，u1上跳，C再充電，uA上升為高電平。uA0tUTu20t0tuiu10tt1t3缺點(diǎn)：若C的放電太慢，在t1-t3期間,uA>UT,失去對(duì)u2低電平寬度的控制作用u1u2RC1&uiAu2將隨著ui變?yōu)?而變?yōu)?u1u2RC1&

uiA&ui,1u3(a)(b)改進(jìn)型電路u1u2RC1&uiAu1uAu20t0t0tui0tUT0tu’it1t1改進(jìn)的積分型單穩(wěn)觸發(fā)器工作原理特點(diǎn):輸出脈沖寬度不受輸入脈沖寬度的影響u1u2RC1&

uiA&ui,1u3

二、由門電路構(gòu)成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(略)16三.2三集三成單三穩(wěn)態(tài)三觸發(fā)三器7三4L三S1三2374三LS三12三3三內(nèi)部三包括三兩個(gè)三獨(dú)立三的單三穩(wěn)。三單穩(wěn)三輸出三脈沖三的寬三度，三主要三由外三接的三定時(shí)三電阻三(三RT)和三定時(shí)三電容三(三CT)決三定。三單穩(wěn)三的翻三轉(zhuǎn)時(shí)三刻決三定于三A三、B三、C三LR三三三個(gè)輸三入信三號(hào)。ABQQCLRRT/CTCTABQQCLRRT/CTCT1216三.2三.1集成三單穩(wěn)三態(tài)觸三發(fā)器三74三LS三12三3的三功能觸發(fā)74三LS三12三3功三能表ABQQCLRRT/CTCT+5V清0CLRABQQ說(shuō)明000000011111111穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)觸發(fā)時(shí)：Q端得到正脈沖Q端得到負(fù)脈沖ABQQCLRRT/CTCT+5VABQQCLRRT/CTCT+5V“1”TW=0.三45三RTCT單位RT：k,CT:pF,tW:nSCT>1000PFRTCTCTRTTWAQQTWBQQ集成三單穩(wěn)三態(tài)觸三發(fā)器三74三LS三12三3應(yīng)用三舉例例1三.用單穩(wěn)三進(jìn)行彩燈三的延三時(shí)控三制BTWQQABQQCLRRT/CTCT+5VCTRT延時(shí)時(shí)間QAQCQBQDCPCLRRS0S1QAQCQBQDCPCLRRS0S1ABCDEFGH74LS194(1)74LS194(2)R2C2AQ2R1C1AQ1B+5V移位輸入DW1DW2時(shí)鐘+5V+5V9108發(fā)光三二極三管串行三移位三寄存三器單穩(wěn)三態(tài)觸三發(fā)器彩燈三控制過(guò)程三:全三亮由三左到三右逐三個(gè)滅三全三滅三延時(shí)三全三亮,三周而三復(fù)始例2三.用三單穩(wěn)三進(jìn)行三波形三的整三形、三用晶三體振三蕩器三產(chǎn)生三計(jì)數(shù)三器的三計(jì)數(shù)三脈沖三(數(shù)三字測(cè)三速系三統(tǒng))放大器電機(jī)圓盤紅外發(fā)射紅外接收單穩(wěn)整形計(jì)數(shù)器定時(shí)器(晶體振蕩器)顯示譯嗎器數(shù)碼顯示器uiuo轉(zhuǎn)/分分頻器uiuo16三.3三集成三定時(shí)三器5三5516三.3三.1三55三5定三時(shí)器三的工三作原三理一、三內(nèi)部三電路三組成內(nèi)部三電路三組成三:(1三)分三壓器三(3三個(gè)R三)(2三)電三壓比三較器(A1、A2）(3三)R三S觸三發(fā)器(4三)反三相器(5三)晶三體管三T+–A1+–A2RSQQTRCVTHRDTVCCUO6GND5432178DRRR1端三GN三D三地2端三TR三低三電平三觸發(fā)三輸入3端三UO輸出4端三RD直接三清05端三CV三電三壓控三制，三不用時(shí)經(jīng)三0.三01F電三容接地6端三TH三高電三平觸三發(fā)輸三入7端三D三三三極管三集電三極8端三VCC電源三(4三.5三V~三18三V)16三.3三.1三55三5定三時(shí)器三的工三作原三理(三續(xù))二、三引腳三功能+–A1+–A2RSQQTRCVTHRDTVCCUO6GND5432178DRRR16三.3三.1三55三5定三時(shí)器三的工三作原三理(三續(xù))三、三工作三原理三各部三分的三功能+–A1+–A2RSQQTRCOTHRDTVCCUO6GND5432178DRRR(1)分壓器為比較器提供基準(zhǔn)電壓，A1的基準(zhǔn)電壓為，A2的基準(zhǔn)電壓為。（2）閾值端（TH）和觸發(fā)端（TR）的外加輸入信號(hào)和兩基準(zhǔn)電壓比較。當(dāng)TH>時(shí)，A1輸出高電平；當(dāng)TR<時(shí)，A2輸出高電平。反之，兩比較器輸出低電平。（3三）A1、A2的輸三出作三為R三S觸三發(fā)器三的輸三入。三R=三1時(shí)，三Q=三0；三S=三1時(shí)三，Q三=1（4三）R三S觸三發(fā)器三的反三相輸三出端三經(jīng)反三相驅(qū)三動(dòng)后三輸出三UO,即三UO=Q(5三)當(dāng)三Q=三0時(shí)三,T三導(dǎo)通三；Q三=1三時(shí)，三T截三止。16三.3三.1三55三5定三時(shí)器三的工三作原三理(三續(xù))三、三工作三原理三功能三表555定時(shí)器的功能表RDTHTRUOT10001100導(dǎo)通導(dǎo)通截止保持<>><保持1><16三.3三.2三55三5定三時(shí)器三的應(yīng)三用一、三由5三55三定時(shí)三器構(gòu)三成多三諧振三蕩器+–A1+–A2RSQQTRCOTHRDTVCCUO6GND5432178DRRR84562731555+VCCuoR1R2CC1+–uCTRTHT截止0.三01F16三.3三.2三55三5定三時(shí)器三的應(yīng)三用(三續(xù))一、三由5三55三定時(shí)三器構(gòu)三成多三諧振三蕩器+–A1+–A2RSQQTRCOTHRDTVCCUO6GND5432178DRRR84562731555+VCCuoR1R2CC1+–uCTRTHuo保持三116三.3三.2三55三5定三時(shí)器三的應(yīng)三用(三續(xù))一、三由5三55三定時(shí)三器構(gòu)三成多三諧振三蕩器+–A1+–A2RSQQTRCOTHRDTVCCUO6GND5432178DRRR84562731555+VCCuoR1R2CC1+–uCTRTH16三.3三.2三55三5定三時(shí)器三的應(yīng)三用(三續(xù))一、三由5三55三定時(shí)三器構(gòu)三成多三諧振三蕩器+–A1+–A2RSQQTRCOTHRDTVCCUO6GND5432178DRRR84562731555+VCCuoR1R2CC1+–uCTRTHuo保持三016三.3三.2三55三5定三時(shí)器三的應(yīng)三用(三續(xù))一、三由5三55三定時(shí)三器構(gòu)三成多三諧振三蕩器+–A1+–A2RSQQTRCOTHRDTVCCUO6GND5432178DRRR84562731555+VCCuoR1R2CC1+–uCTRTHT截三止16三.3三.2三55三5定三時(shí)器三的應(yīng)三用(三續(xù))一、三由5三55三定時(shí)三器構(gòu)三成多三諧振三蕩器84562731555+VCCuoR1R2CC1+–uCTRTH周期:占空比:T16三.3三.2三55三5定三時(shí)器三的應(yīng)三用二、三由5三55三定時(shí)三器構(gòu)三成單三穩(wěn)態(tài)三觸發(fā)三器+–A1+–A2RSQQTRCOTHRDTVCCUO6GND5432178DRRR84562731555+VCCuoR1CC1+–uCTRTHCSui上電三清0三：由三于CS的作三用，三上電三后uo=0三，T三導(dǎo)通三，uc=016三.3三.2三55三5定三時(shí)器三的應(yīng)三用二、三由5三55三定時(shí)三器構(gòu)三成單三穩(wěn)態(tài)三觸發(fā)三器+–A1+–A2RSQQTRCOTHRDTVCCUO6GND5432178DRRR84562731555+VCCuoR1CC1+–uCTRTHCSui當(dāng)ui為高三電平三時(shí)，三uo保持三，仍三為uo=016三.3三.2三55三5定三時(shí)器三的應(yīng)三用二、三由5三55三定時(shí)三器構(gòu)三成單三穩(wěn)態(tài)三觸發(fā)三器+–A1+–A2RSQQTRCOTHRDTVCCUO6GND5432178DRRR84562731555+VCCuoR1CC1+–u