數(shù)字電子技術(shù)2

第十章脈沖波形的產(chǎn)生和整形濟南大學(xué)電工電子教研中心薛必翠制作2011年01月1第十章脈沖波形的產(chǎn)生和整形§10.1概述§10.2施密特觸發(fā)器§10.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器§10.4多諧振蕩器§10.5555定時器及其應(yīng)用2學(xué)習(xí)脈沖電路的分析方法.本章要點掌握555定時器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理，以及由它組成的單穩(wěn)態(tài)、史密特觸發(fā)器、方波發(fā)生器的典型電路.3§10.1概述數(shù)字電路區(qū)別于模擬電路的主要特點之一是：它的工作信號是離散的脈沖信號。最常用的脈沖信號是方波(矩形波)。如何產(chǎn)生方波以及對不理想的方波如何整形，是本章討論的重點。4脈沖周期

T脈沖幅度

脈沖寬度:上升沿到下降沿上升時間：下降時間:占空比q:脈沖寬度與脈沖周期的比值：矩形脈沖主要參數(shù)5§10.2施密特觸發(fā)器特點：1、輸入信號從低電平上升的過程中，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時對應(yīng)的輸入電平，與輸入信號從高電平下降過程中對應(yīng)的輸入轉(zhuǎn)換電平不同。2、電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，通過電路內(nèi)部的正反饋使輸出電壓波形邊沿陡峭。610.2.1用門電路組成的施密特觸發(fā)器VT+：輸入電壓上升時所對應(yīng)的轉(zhuǎn)換電壓。（正向閾值電壓）VT-：輸入電壓下降時所對應(yīng)的轉(zhuǎn)換電壓。（負(fù)向閾值電壓）789回差電壓10一、用于波形變換10.2.3施密特觸發(fā)器應(yīng)用舉例10.2.2集成施密特觸發(fā)器11二、用于脈沖整形12三、用于脈沖鑒幅只有那些幅度大于VT+的脈沖會產(chǎn)生輸出信號。13§10.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器簡稱單穩(wěn)。穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)暫穩(wěn)態(tài)由外界觸發(fā)自動返回①穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)兩個狀態(tài)。②暫穩(wěn)態(tài)維持一段時間后，自動返回穩(wěn)態(tài)。③暫穩(wěn)態(tài)維持時間的長短取決于電路本身的參數(shù)。特點：整形、延時、定時140tuiuo1uAuo20t0t0tt1當(dāng)ui

發(fā)生正跳變后,uo1跟著負(fù)跳變;但uA不能突變，uo2立即下跳。在ui正脈沖到來以前，uo1是高電平，uo2是高電平。10.3.1用門電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一、積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器uo1uo2RC12uiA&150tuiuo1uAuo20t0t0tt1uo1下跳藏后，C放電疊，uA下降。UTuA=UT時，uo2上跳肅。之后uA繼續(xù)洽下降欠。uo1uo2RC12uiA160tuiuo1uAuo20t0t0tt1UTuo1uo2RC12uiAtw在ui合理懷的配瓣合下努，單標(biāo)穩(wěn)態(tài)煌觸發(fā)尖器輸錯出脈首沖（uo2）的寬忘度tw，取決嚴(yán)于電架容的傘放電點速度困。即R、C參數(shù)南的大贏小。Ui正脈觀沖過能后，uo1隨后恢復(fù)幸高電芳平。C充電填。17uA0tUTuo20t0tuiuo10tt1t2回答:有!嚴(yán)….鏈..討論:對C

的放電快慢有無約束?t3若的C放電啄速度青太慢范，在t1~t3期間,uA>UT,則uo2低電閣平寬芝度不吳再受RC的控慮制。議必須誘改進濫電路!0111uo1uo2RC12uiA18二、嘴微分睡型單塘穩(wěn)態(tài)躺觸發(fā)搭器192021微分粥型單部穩(wěn)控制再附加撈電路10然.3洲.2集成涂單穩(wěn)扇態(tài)觸胳發(fā)器輸出娃緩沖脈電路22穩(wěn)態(tài)下降嫌沿觸積發(fā)上升喇沿觸租發(fā)23外接惠定時獨元件寧引腳內(nèi)部歌電阻皆引腳24不可陸重復(fù)承觸發(fā)盞型與桑可重盲復(fù)觸貞發(fā)型圖（a）為不損可重責(zé)復(fù)型疑觸發(fā)厚單穩(wěn)梳態(tài)觸諒發(fā)器該電囑路在素觸發(fā)荒進入讀暫穩(wěn)珍態(tài)期埋間如填再次增受到塑觸發(fā)寺，對揭原暫鄉(xiāng)豐穩(wěn)態(tài)韻時間布沒有勺影響勇，輸售出脈也沖寬辮度tw仍從子第一旁次觸幻玉發(fā)開怎始計癢算。圖（b）為可挎重復(fù)肝觸發(fā)院型單何穩(wěn)態(tài)混觸發(fā)放器該電委路在脾觸發(fā)磨進入直暫穩(wěn)星態(tài)期頂間如釋再次痕被觸之發(fā)，例則輸求出脈林沖寬貪度可耳在此甜前暫塞穩(wěn)態(tài)寸時間直的基叛礎(chǔ)上賭再展蛇寬tw。因此牢，采尚用可認(rèn)重復(fù)肝觸發(fā)范單穩(wěn)帥態(tài)觸勸發(fā)器挪時能通比較住方便重地得矛到持煌續(xù)時偵間更謠長的醉輸出錯脈沖方寬度轎。251.脈沖慎延時單穩(wěn)條態(tài)觸爆發(fā)器邀的主照要應(yīng)敗用是隸整形增、定星時和身延時曾。單穩(wěn)錄電路愿的延樣時作炎用如果胸需要膀延遲床脈沖蓄的觸慈發(fā)時昌間，冶可利話用單仗穩(wěn)電淚路來逢實現(xiàn)賠。uO的下隨降沿塵比uI的下浩降沿煌延遲丹了tw的時妄間。10絹.3溫.3單穩(wěn)掠態(tài)觸奧發(fā)器前的應(yīng)咱用262.脈沖匯定時單穩(wěn)例態(tài)觸朱發(fā)器拳能夠附產(chǎn)生啄一定牌寬度tw的矩奶形脈遮沖，擊利用哭這個疲脈沖誰去控鴨制某工一電漁路，腿則可井使它河在tw時間合內(nèi)動伍作(或者釣不動壤作)。273.整形單穩(wěn)膊態(tài)觸洽發(fā)器弓能夠夏把不壤規(guī)則眠的輸茫入信泳號vI，整形切成為珍幅度碌和寬故度都瘋相同偷的標(biāo)楊準(zhǔn)矩叔形脈瘋沖vO。vO的幅保度取美決于值單穩(wěn)周態(tài)電椅路輸舌出的棋高、趴低電掛平，州寬度tW決定乎于暫猾穩(wěn)態(tài)追時間脫。28QAQCQBQDCPCL棍RRS0S1QAQCQBQDCPCL壁RRABCDEFGH7絨4婚L暈S蒼1葵9閃4來(哀1忙)7求4敏L尋S文1哲9掃4叢(漸2柳)R2C2AQ2R1C1AQ1B+刃5V移位覺輸入DW1DW2時鐘S1S0例如姓“假延時傷控制?！?9CPABCDEFGHQ1Q2t0t1t2t3用波腎形圖芹表示建如下:30CPABCDEFGHQ1Q2t0t1t2t3用波失形圖擺表示哭如下:移位底寄存模器清啞零H燈上升沿觸發(fā)Q1Q1的下降沿觸發(fā)Q2移位水寄存敏器串毫行輸香入為1循環(huán)警重新隙開始31一.電路合理懼選擇Rf1、Rf2，使靜態(tài)把時門里電路慨工作劣在電湯壓傳慨輸特寺性的域轉(zhuǎn)折睛區(qū)或榴線性蜜區(qū)。10窗.4冠.1對稱輕式多考諧振移蕩器§1諷0.護4多諧棍振蕩店器1．多烘諧振激蕩器沒有透穩(wěn)定身狀態(tài)，只丸有兩痛個暫國穩(wěn)態(tài)銳。2．通彎過電威容的奔充電閉和放嬌電，顛使兩剛個暫鏡穩(wěn)態(tài)航相互碎交替撲，從細而產(chǎn)宅生自激岔振蕩，無痰需外柴觸發(fā)鎮(zhèn)。3．輸替出周撤期性繁的矩形膽脈沖憑信號，由艷于含兼有豐邪富的妻諧波膏分量渣，故賺稱作鴨多諧我振蕩陪器。32只要恰當(dāng)?shù)剡x取值，就能夠使靜態(tài)工作點P剛好位于電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)。33二、懶工作篩原理34矩形襲脈沖灰的振膝蕩周釣期為T≈述1.敲3RFC351.最簡匹單的透環(huán)形垮振蕩破器利用探集成嬸門電君路的膛傳輸課延遲發(fā)時間敗，將汽奇數(shù)段個反丙相器俘首尾咱相連或便可暑構(gòu)成蓄最簡飄單的浴環(huán)形悉振蕩廚器。該電承路沒釋有穩(wěn)譯定狀五態(tài)。如此蠻周而紫復(fù)始君，便嚇產(chǎn)生牢了自饑激振柳蕩。振蕩灑周期T=牽2n攀tpd。10堪.4窮.2環(huán)形途振蕩丘器優(yōu)點:電路喊結(jié)構(gòu)蒜簡單,所用京元件惹少。缺點:頻率總太高,并且欠不可或調(diào)整坐。362.RC環(huán)形慚振蕩銅器37T肌=2.盛2RC3810纖.4優(yōu).3石英柿晶體抗多諧畜振蕩蜻器一、枝石英竟晶體杏的電帶抗頻碑率特聽性和饞符號電容性電容性電感性振蕩請頻率攝為f0二、街石英屬晶體規(guī)多諧冷振蕩甜器12R1R2C1C2uo石英晶體石英芬晶體痰振蕩芬器常聽用相作數(shù)慌字系剃統(tǒng)的訪基準(zhǔn)臥信號脾。通常侵選用振蕩鋼頻率約為32膜76爺8HZ的石狂英晶燈體諧木振器武，因憤為32匹76竭8＝215，將32裂76亂8HZ經(jīng)過15次二酸分頻，即談可得側(cè)到1HZ的時震鐘脈貓沖作助為計稀時標(biāo)疏準(zhǔn)。3910末.4鋒.4用施給密特珍觸發(fā)偏器組臥成的奮多諧迷振蕩語器想法：使輸入電壓在和之間不停地往復(fù)變化。○VT-VT+ViVOVIVOttVT+VT-40§1幸0.歇5者5途55定時明器及棄其應(yīng)耽用55纏5定時普器是將交模擬畢電路技和數(shù)季字電富路集脾成于涌一體繳的電歪子器色件。兇在波等形的龜產(chǎn)生誼與變投換、祥測量割與控腥制、殃家用憑電器冤、電豬子玩某具等桶許多愛領(lǐng)域濁中都鹽得到朋了應(yīng)叢用。10哲.5箱.1鬧55場5定時話器的鴿工作翼原理55怪5定時竭器的餐內(nèi)部遷電路趁包括懼以下蜜幾部貸分:一個筋由三任個相蜜等電呢阻組食成的仁分壓創(chuàng)器;兩個神電壓午比較其器:A1、A2;一個RS觸發(fā)醒器;一個技反相雹器和牲一個異晶體緞管T等。具下體的云結(jié)廢構(gòu)見溪后圖盼。41電阻得分壓句器電壓征比較負(fù)器基本RS觸發(fā)軍器放電迎管T緩沖鋸器閾值端觸發(fā)端控制電壓輸入端當(dāng)CO懸空騰：UR1＝2/奔3VCC，UR2＝1/滲3VCC當(dāng)CO＝VCO：UR1＝VCO，UR2＝1/禾2VCO42功能剩表4310槍.5歪.2用55桿5定時承器接掩成的袍施密渡特觸艱發(fā)器8435126F44時：時：不變以后：①分件析vI從0開始沖升高框的過晌程：45當(dāng)以后：回差電壓扁：②鑄從高黎于作開始傷下降紗的過字程：時：當(dāng)時：不變4610捐.5低.3用55保5定時伯器接磁成的娛單穩(wěn)茄態(tài)觸電發(fā)器471、穩(wěn)枝態(tài)時武：①電容充電：T截止。2、暫課態(tài)：②電容放電：充到后，T放電。4810柄.5腸.4用55畢5定時攻器接請成的抱多諧慶振蕩溜器4948162357R1R2CuC555DTHTRuoVCCuC0tVCC

/32VCC

/30tuo輸出波形○50設(shè)電匪容C原先舟未充瓶電,故TH=TR<VCC/3,此時uo=蛛1池,55浮5內(nèi)的說晶體識管T截止,電源調(diào)通過R1和R2對電悉容C充電親。uC0tVCC

/32VCC

/30tuo在uC沒有暢充電酸到2VCC/3之前,uo保持1不變柏。48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCC51uC0tVCC

/32VCC

/30tuouC一旦比充至2VCC/3，則TH=TR=2VCC/3、uo由1翻轉(zhuǎn)項為0。同時55蕉5內(nèi)的竭晶體經(jīng)管T導(dǎo)通,電容C經(jīng)R2、T放電,一直抄至VCC/3，使得uo回到1完,進入紅循環(huán)..損.t1t