數(shù)電脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形演示文稿

數(shù)電第版脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形演示文稿當(dāng)前第1頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)（優(yōu)選）楊志忠數(shù)電第版脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形當(dāng)前第2頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)主要要求：

了解脈沖信號(hào)產(chǎn)生與整形的方法。

了解脈沖波形的主要參數(shù)。

7.1概述當(dāng)前第3頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)UmtrtfTtW

脈沖幅度Um：脈沖上升時(shí)間tr：脈沖下降時(shí)間tf：脈沖寬度tW

：脈沖周期T

：脈沖頻率f

：占空比q

：脈沖電壓變化的最大值

脈沖波形從

0.1Um上升到

0.9Um所需的時(shí)間脈沖上升沿

0.5Um到下降沿

0.5Um所需的時(shí)間脈沖波形從

0.9Um下降到

0.1Um所需的時(shí)間周期脈沖中相鄰兩個(gè)波形重復(fù)出現(xiàn)所需的時(shí)間1秒內(nèi)脈沖出現(xiàn)的次數(shù)f=1/T

脈沖寬度

tw與脈沖周期

T的比值

q=tw/T

一、脈沖波形的主要參數(shù)

當(dāng)前第4頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)主要用以將緩慢變化或快速變化的非矩形脈沖變換成陡峭的矩形脈沖。常用的有施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。

獲取脈沖信號(hào)的方法

脈沖信號(hào)產(chǎn)生與整形電路的實(shí)現(xiàn)是一種多用途集成電路，只要外接少量阻容元件就可構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器等，使用方便、靈活，應(yīng)用廣泛。用多諧振蕩器直接產(chǎn)生。

用整形電路對(duì)已有波形進(jìn)行整形、變換。

施密特觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器主要用以將寬度不符合要求的脈沖變換成符合要求的矩形脈沖。用門(mén)電路構(gòu)成。用專(zhuān)用的集成電路。用

555

定時(shí)器構(gòu)成。二、脈沖信號(hào)產(chǎn)生與整形的方法

當(dāng)前第5頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)主要要求：

了解555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)，掌握其符號(hào)和功能。7.2555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)及其邏輯功能

了解555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)，掌握其符號(hào)和功能。當(dāng)前第6頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)555定時(shí)器簡(jiǎn)介

555定時(shí)器是一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便靈活、用途廣泛的多功能電路。它的電源電壓范圍寬(TTL555定時(shí)器為5~16V，CMOS555定時(shí)器為3~18V)，可提供與TTL及CMOS數(shù)字電路兼容的接口電平，還可輸出一定功率，驅(qū)動(dòng)微電機(jī)、指示燈、揚(yáng)聲器等。

TTL單定時(shí)器型號(hào)的最后3位數(shù)字為555，雙定時(shí)器的為556；CMOS單定時(shí)器的最后4位數(shù)為7555，雙定時(shí)器的為7556。它們的邏輯功能和外部引線排列完全相同。7.2.1555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)當(dāng)前第7頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)C1C2G3QQG1G2RSVRRRUR1UR2G4555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)與符號(hào)

UR1UR2構(gòu)成電阻分壓器，為比較器C1、C2提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓:

UR1=(2/3)VDD，

UR2=(1/3)VDD。

輸出緩沖器構(gòu)成基本RS觸發(fā)器，決定電路輸出。MOS開(kāi)關(guān)管構(gòu)成電壓比較器，比較TH與UR1和TR與

UR2的大小。當(dāng)前第8頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)與符號(hào)

C1C2G3QQG1G2RSVRRRUR1UR2G4GNDVDDRDOUTCO555THTRDIS電路符號(hào)627153843OUT輸出端

8VDD電源端

4RD直接置0端

DIS7放電端TH6閾值輸入端TR2觸發(fā)輸入端CO5控制電壓輸入端

GND1接地端

當(dāng)前第9頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)定時(shí)器

CC7555的工作原理7.2.2555定時(shí)器的邏輯功能當(dāng)TH端電壓大于UR1=VDD，TR端電壓大于UR2=

VDD時(shí)，電壓比較器C1和C2分別輸出R=1、S=0，基本RS觸發(fā)器置0，Q=0、Q=1，輸出uO=0，這時(shí)MOS管V導(dǎo)通。1323當(dāng)TH端電壓小于UR1=VDD，TR端電壓小于UR2=

VDD時(shí)，電壓比較器C1和C2輸出R=0、S=1，基本RS觸發(fā)器置1，Q=1、Q=0，輸出uO=1，這時(shí)MOS管V截止。1323當(dāng)TH端電壓小于UR1=VDD，TR端電壓大于UR2=

VDD時(shí)，電壓比較器C1和C2分別R=0、S=0，基本RS觸發(fā)器置保持原狀態(tài)不變。輸出uO

保持不變。1323當(dāng)前第10頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)定時(shí)器

CC7555的功能表不變不變1截止11導(dǎo)通01導(dǎo)通00V狀態(tài)OUT(uO)RDTRTH輸出輸入××7.2.2555定時(shí)器的邏輯功能當(dāng)前第11頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)7.3

施密特觸發(fā)器主要要求：

理解施密特觸發(fā)器的邏輯功能、工作特點(diǎn)。理解施密特觸發(fā)器的典型應(yīng)用。了解用555定時(shí)器構(gòu)成施密特觸發(fā)器的方法。當(dāng)前第12頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)7.3.1施密特觸發(fā)器的邏輯符號(hào)和電壓傳輸特性

SchmittTrigger一、施密特觸發(fā)器的邏輯符號(hào)uO1uI施密特觸發(fā)器的邏輯符號(hào)(a)反相輸出邏輯符號(hào)；(b)同向輸出邏輯符號(hào)uO2uI(a)(b)當(dāng)前第13頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)UOLUOH二、施密特觸發(fā)器的傳輸特性UT=UT+-

UT-回差電壓施密特觸發(fā)器工作特點(diǎn)(1)允許輸入信號(hào)為緩慢變化的信號(hào)。(2)有兩個(gè)閾值電壓。(3)有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)。UT+OuOuI正向閾值電壓負(fù)向閾值電壓當(dāng)uI從小增大時(shí)，經(jīng)過(guò)UT+處才能使輸出發(fā)生躍變。UT-當(dāng)uI從大減小時(shí)，經(jīng)過(guò)UT-處才能使輸出發(fā)生躍變。當(dāng)前第14頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)VDDRDOUTCOTHTRDIS7.3.2用555定時(shí)器組成施密特觸發(fā)器

一、電路組成uIuO當(dāng)前第15頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)OuOtOuItUOH(2/3)VDD(1/3)VDDUOL二、工作原理當(dāng)輸入電壓uI＜

VDD

時(shí)，比較器C1和C2分別輸出R=0、S=1，

觸發(fā)器置1，Q=1，輸出uO為高電平UOH。13當(dāng)輸入電壓VDD＜

uI＜

VDD時(shí)，比較器C1和C2輸出R=0、S=0，

觸發(fā)器保持1狀態(tài)不變，輸出uO=UOH不變。2313當(dāng)輸入電壓uI≥

VDD

時(shí)，比較器C1和C2輸出R=1、S=0，

觸發(fā)器0，Q=0，輸出uO為由高電平UOH躍到低電平UOL。所以，施密特觸發(fā)器的正向閾值電壓UT+=VDD。2323當(dāng)前第16頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)OuOtOuItUOH(2/3)VDD(1/3)VDDUOL二、工作原理當(dāng)輸入電壓由大于VDD下降到

VDD＜uI

＜VDD

時(shí)，比較器C1和C2輸出R=0、S=0，

觸發(fā)器保持0狀態(tài)不變，輸出uO保持低電平UOL不變。232313當(dāng)輸入電壓下降到uI≤

VDD時(shí)，比較器C1和C2輸出R=0、S=1，

觸發(fā)器置1，Q=1，輸出uO由低電平UOL躍到高電平UOH。所以，施密特觸發(fā)器的負(fù)向閾值電壓UT-=VDD。1313當(dāng)前第17頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)OuOtOuItUOH(2/3)VDD(1/3)VDDUOL二、工作原理555定時(shí)器的功能表不變不變1截止11導(dǎo)通01導(dǎo)通00V狀態(tài)OUT(uO)RDTRTH輸出輸入××當(dāng)前第18頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)電壓傳輸特性為反相輸出的滯回特性0uOuIUOL(1/3)VDD(2/3)VDDUOH

UT+=(2/3)VDDUT-

=(1/3)VDD回差電壓：UT=UT+-

UT-

=(1/3)VDD三、傳輸特性當(dāng)前第19頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)雙4輸入施密特與非門(mén)邏輯符號(hào)1ACT74LS132A2C2B2D1Y2Y1D1B1C六施密特反相器邏輯符號(hào)1A2A3A4A5A6A1Y2Y3Y4Y5Y6YCT7414輸出邏輯表達(dá)式為Y=A輸出邏輯表達(dá)式為Y=A·B·C·D7.3.3集成施密特觸發(fā)器一、TTL集成施密特觸發(fā)器當(dāng)前第20頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)TTL集成施密特觸發(fā)門(mén)電路一些重要參數(shù)的典型值

tPHL8.7542.5典型延遲時(shí)間/ns8.825.58.625.5典型UT+/V典型每門(mén)功耗/mW雙4輸入與非門(mén)四2輸入與非門(mén)六反相器電路名稱(chēng)CT74LS13CT7413CT74LS132CT74132CT74LS14CT7414型號(hào)tPLH典型UT-/V典型ΔUT/V1.61.71.61.71.61.70.80.90.80.90.80.90.80.80.80.80.80.8181515151515151815151515TTL施密特觸發(fā)器的特點(diǎn)

(1)可將變化緩慢的信號(hào)變換成上升沿和下降沿都很陡直的脈沖信號(hào)。

(2)具有閾值電壓和回差電壓溫度補(bǔ)償。

(3)具有很強(qiáng)的抗干擾能力。當(dāng)前第21頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)六施密特反相器邏輯符號(hào)1A2A3A4A5A6A1Y2Y3Y4Y5Y6YCC40106輸出邏輯表達(dá)式為Y=A7.3.3集成施密特觸發(fā)器二、CMOS集成施密特觸發(fā)器四2輸入施密特與非門(mén)邏輯符號(hào)1ACC40933A4A3B4B1Y2Y3Y4Y2B1B2A輸出邏輯表達(dá)式為Y=A·B當(dāng)前第22頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)CMOS施密特觸發(fā)門(mén)電路一些重要參數(shù)

CMOS集成施密特觸發(fā)器的特點(diǎn)

(1)可將變化緩慢的信號(hào)變換成上升沿和下降沿都很陡直的脈沖信號(hào)。

(2)在電源電壓VDD一定時(shí)，觸發(fā)閾值電壓穩(wěn)定，但其值會(huì)隨VDD變化。

(3)

電源電壓VDD變化范圍寬，輸入阻抗高，功耗極小。

(4)抗干擾能力很強(qiáng)。平均傳輸延遲時(shí)間tpd/ns1510515105UT+/VVDD/V最小值最大值四2輸入與非門(mén)六反相器電路名稱(chēng)CC4093CC40106型號(hào)UT-/VΔUT/V

6.810.8

4.67.1

2.23.6

0.92.8130180380120140280最小值最大值最小值最大值

6.810.8

4.67.1

2.23.6

2.55.2

4.07.4

0.92.8

2.55.2

4.07.4

0.31.6

1.23.4

1.65.0

0.31.6

1.23.4

1.65.0當(dāng)前第23頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)OuItuOUT+UT-Ot一、脈沖波形變換

將三角波、正弦波和其他不規(guī)則信號(hào)變換成矩形脈沖。UOHUOL當(dāng)uI>

UT+

后，uO=

UOL；當(dāng)uI下降到小于UT-

時(shí)，uO才躍變到UOH。

當(dāng)uI<UT-后，uO=UOH；當(dāng)

uI上升到大于

UT+時(shí)，uO才躍變到UOL。uOuI7.3.4施密特觸發(fā)器的應(yīng)用當(dāng)前第24頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)二、脈沖整形將受到干擾的或不符合邊沿要求的信號(hào)整形成較好的矩形脈沖。uOuIOuItOuOtUT+UT-UOHUOL當(dāng)前第25頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)OuItuOUT+UT-Ot三、脈沖幅度鑒別鑒別并取出幅度大于UT+的脈沖。UOLUOHuOuI當(dāng)前第26頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)7.4

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器主要要求：

理解單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的邏輯功能、工作特點(diǎn)。

理解單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的典型應(yīng)用。

了解用555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的方法。當(dāng)前第27頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。無(wú)外觸發(fā)脈沖輸入時(shí)，電路處于穩(wěn)態(tài)；在外觸發(fā)脈沖作用下，電路將從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，經(jīng)一段時(shí)間后，電路又自動(dòng)返回到原來(lái)的穩(wěn)態(tài)。工作特點(diǎn)暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間長(zhǎng)短取決于電路本身的參數(shù)，與外加觸發(fā)脈沖無(wú)關(guān)。Monostableflip-flop單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

當(dāng)前第28頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)GNDVDDRDOUTCO555THTRDISVDD0.01FRCuIuOuC-+7.4.1用555定時(shí)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

一、電路組成DISTHVDDR

R、C為定時(shí)元件OUTuOCuC-+TRuIGNDVDDRDCO0.01F當(dāng)前第29頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)二、工作原理

1.穩(wěn)定狀態(tài)

接通電源前，uC

0V。接通電源后VDD經(jīng)R向C充電，使uC

上升。uCOtOuOtUOLUOHtWOOtUIHuItWIVCC充電放電VuCOtOuOtUOLUOH

tWOtUIHuIVDD0VUOLUIH該電路觸發(fā)信號(hào)為負(fù)脈沖，不加觸發(fā)信號(hào)時(shí)，uI=

UIH(應(yīng)

大于VDD)。

13這時(shí)TR=UIH>VDD，TH=uC

0<VDD，uO保持低電平不變。因此，穩(wěn)態(tài)時(shí)uC

0V，uO為低電平。1323當(dāng)uC

≥VDD時(shí)，滿足TR=uI>

VDD，TH=uI≥

VDD，因此uO為低電平，V導(dǎo)通，電容C經(jīng)放電管V迅速放電完畢，uC

0V。132323當(dāng)前第30頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)

2.觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)

二、工作原理uCOtOuOtUOLUOH

tWOtUIHuIVDDUILUOH充電

當(dāng)輸入uI由高電平躍變?yōu)榈碗娖?/p>

(應(yīng)小于

VDD)時(shí)，使

TR=UIL<VDD，而TH=uC

0V<VDD，因此uO躍變?yōu)楦唠娖?，進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，這時(shí)放電管V截止，VDD又經(jīng)R向C充電，uC

上升。132313當(dāng)前第31頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)

3.自動(dòng)返回穩(wěn)定狀態(tài)

二、工作原理uCOtOuOtUOLUOH

tWOtUIHuIVDDUOLUIH放電V這時(shí)uI必須已恢復(fù)為高電平TH≥VDD23

當(dāng)uC

上升到uC

≥VDD時(shí)，

TH

=

uC

≥VDD，而TR=uI=

UIH(大于

VDD)，因此uO重新躍變?yōu)榈碗娖?。同時(shí)，放電管導(dǎo)通，C

經(jīng)V迅速放電uC

0V，放電完畢后，電路返回穩(wěn)態(tài)。132323當(dāng)前第32頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)[例]用上述單穩(wěn)態(tài)電路輸出定時(shí)時(shí)間為1s的正脈沖，R=27k，試確定定時(shí)元件

C的取值。

三、輸出脈沖寬度的計(jì)算uCOtOuOtUOLUOH

tWOtUIHuIVDD輸出脈沖寬度tW即為暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間，主要取決于充放電元件R、C。該電路為不可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)，且要求輸入負(fù)脈寬小于輸出脈寬tW。解：因?yàn)?/p>

tW

1.1RC故可取標(biāo)稱(chēng)值

33F。估算公式tW1.1RC當(dāng)前第33頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)GNDVDDRDOUTCO555THTRDISVDD0.01FRCuIuOCdRd四、具有RC

輸入微分電路的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器當(dāng)輸入uI負(fù)脈沖寬度大于輸出脈沖寬度tW時(shí)，需在TR

端和輸入觸發(fā)信號(hào)uI之間接入RdCd微分電路后，電路才能正常工作。VDDRdCd當(dāng)前第34頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器暫穩(wěn)態(tài)期間如再次被觸發(fā)，對(duì)原暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間無(wú)影響，輸出脈沖寬度tW仍從第一次觸發(fā)開(kāi)始計(jì)算。暫穩(wěn)態(tài)期間如再次被觸發(fā)，輸出脈沖寬度可在此前暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間的基礎(chǔ)上再展寬tW。

可重復(fù)觸發(fā)型非重復(fù)觸發(fā)型uOuI1uOuI限定符號(hào)“1

”表示不可重復(fù)觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。限定符號(hào)“”表示可重復(fù)觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。7.4.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器當(dāng)前第35頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)單穩(wěn)工作波形舉例單穩(wěn)輸出波形非重復(fù)觸發(fā)型單穩(wěn)輸出波形可重復(fù)觸發(fā)型輸入波形OuItOuOtOuOttWtWtWtW暫穩(wěn)態(tài)期間不能再次觸發(fā)。暫穩(wěn)態(tài)期間能再次觸發(fā)。其輸出脈寬將在原暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間基礎(chǔ)上再展寬tW。觸發(fā)脈沖到來(lái)時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)態(tài)，經(jīng)暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間tW后自動(dòng)回到穩(wěn)態(tài)。外觸發(fā)脈沖未來(lái)時(shí)，輸出為穩(wěn)態(tài)。當(dāng)前第36頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器CT74121的邏輯圖一、非重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1.電路組成與邏輯符號(hào)輸入觸發(fā)脈沖控制電路輸出緩沖級(jí)微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器當(dāng)前第37頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)一、非重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1.電路組成與邏輯符號(hào)有3個(gè)觸發(fā)信號(hào)輸入端，TR-A和TR-B用負(fù)脈沖觸發(fā)，

TR+用正脈沖觸發(fā)。有2個(gè)互補(bǔ)輸出端TR+TR-BTR-AQQRI

CXRX/CXRintCextRext/CextRI

CXRX/CX不可重復(fù)觸發(fā)型單穩(wěn)的限定符號(hào)外接定時(shí)元件端“×”號(hào)表示非邏輯連接，即沒(méi)有任何邏輯信息的連接，例如外接R、C和VCC等。當(dāng)前第38頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)負(fù)脈沖觸發(fā)應(yīng)用舉例RI

CXRX/CXTR+TR-BTR-AQQ+VCC+VCC欲負(fù)脈沖觸發(fā)，則將觸發(fā)脈沖從TR-A或TR-B加入，而TR+接1。

CT74121可正脈沖觸發(fā)，也可負(fù)脈沖觸發(fā)。QTR-B2.工作原理

CT74121的功能表

0××01111110×11100××1010×101×0QQTR+TR-BTR-A輸出輸入當(dāng)前第39頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)正脈沖觸發(fā)應(yīng)用舉例RI

CXRX/CXuO+VCCuITR+欲正脈沖觸發(fā)，則將觸發(fā)脈沖從TR+加入，而TR-A和TR-B至少有一接0。uIuO2.工作原理

CT74121的功能表

0××01111110×11100××1010×101×0QQTR+TR-BTR-A輸出輸入當(dāng)前第40頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)2.邏輯功能單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器CT74121的工作波形

在暫穩(wěn)態(tài)期間再次進(jìn)行觸發(fā)時(shí)，對(duì)暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間沒(méi)有影響。當(dāng)前第41頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)3.輸出脈沖寬度的計(jì)算RI

CXRX/CXTR+TR-BTR-AQQ懸空不接CextRextVCC一般接法tW

0.7RextCext通常?。篟ext=2~40k，Cext=10pF~10F。當(dāng)輸出脈寬不大時(shí)，可用內(nèi)部電阻

Rint=2k取代

Rext，接法如下：RI

CXRX/CXTR+TR-BTR-AQQCext+VCCtW

0.7RintCext當(dāng)前第42頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)1RD1TR-1TR+1Q1Q1Cext1Rext/Cext2TR-2TR+2RD2Cext2Rext/Cext2Q2Q二、可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1.

邏輯符號(hào)有兩個(gè)觸發(fā)信號(hào)輸入端，1TR-用負(fù)脈沖觸發(fā)，1TR+用正脈沖觸發(fā)。可重復(fù)觸發(fā)型單穩(wěn)的限定符號(hào)互補(bǔ)輸出直接復(fù)位端為1RD，低電平有效。

CT74HC123由兩個(gè)獨(dú)立的可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)組成。當(dāng)前第43頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)2.邏輯功能CT74HC123的功能表

110101100×110×1110××0QQTR+TR-RD輸出輸入下降沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)穩(wěn)定狀態(tài)復(fù)位說(shuō)明當(dāng)前第44頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)2.邏輯功能單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器CT74HC123的工作波形

當(dāng)前第45頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)3.輸出脈沖寬度的估算

可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

CC74HC123

的輸出脈沖寬度tW可用下式估算

tW

RC

對(duì)于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器CT74LS123，在電容C＞1000pF時(shí)，其輸出脈沖寬度tW可用下式估算

tW

0.45RC當(dāng)前第46頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)二、脈沖定時(shí)一、脈沖整形由于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可產(chǎn)生寬度和幅度都符合要求的矩形脈沖，因此，可利用它來(lái)作定時(shí)電路。7.4.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離傳輸后，其邊沿會(huì)變差或疊加了某些干擾，這時(shí)可利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進(jìn)行整形。將這些受到干擾的脈沖信號(hào)加到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入端，輸出便可得到符合要求的矩形脈沖。當(dāng)前第47頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)二、脈沖定時(shí)由CT74121組成的定時(shí)電路某生產(chǎn)線上有3道加工工序，要求第1道工序加工10s，第2道工序加工20s，第3道加工工序加工30s。當(dāng)要求對(duì)這3道工序的加工進(jìn)行自動(dòng)控制時(shí)，則可用3片集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器CT74121串接起來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前第48頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)二、脈沖定時(shí)工作波形某生產(chǎn)線上有3道加工工序，要求第1道工序加工10s，第2道工序加工20s，第3道加工工序加工30s。當(dāng)要求對(duì)這3道工序的加工進(jìn)行自動(dòng)控制時(shí)，則可用3片集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器CT74121串接起來(lái)實(shí)現(xiàn)。由CT74121組成的定時(shí)電路當(dāng)前第49頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)若已知Rext=10k，Cext=1F則可得tW

0.7RextCext=7msRI

CXRX/CXQ+VCCuIRextCextQOuItOuOt脈沖展寬電路和工作波形三、脈沖展寬

tW接成正脈沖觸發(fā)方式將窄脈沖展寬成寬度為tW的脈沖當(dāng)前第50頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)7.5多諧振蕩器主要要求：

了解用555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器的方法。理解石英晶體多諧振蕩器的工作原理。當(dāng)前第51頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)即矩形脈沖產(chǎn)生電路，由于矩形脈沖含有豐富的諧波分量，故常稱(chēng)多諧振蕩器。(1)不需輸入信號(hào)。(2)無(wú)穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。

通過(guò)電容的充電和放電，使兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)相互交替，從而產(chǎn)生自激振蕩，輸出周期性的矩形脈沖信號(hào)。工作特點(diǎn)AstableMultivibratorGuO邏輯符號(hào)多諧振蕩器

當(dāng)前第52頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)GNDVDDRDOUTCO555THTRDISVDD0.01FR1CuOuC-+R27.5.1用555定時(shí)器組成多諧振蕩器一、電路組成DISVDDR1CuC-+R2THTRGNDVDDRDCO0.01FOUTuO當(dāng)前第53頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)uCOtOuOtUOLUOHⅡⅠtWHtWLⅠⅠⅡ二、工作原理充電UOHⅠTH=TR=uC

很小

接通VDD后，開(kāi)始時(shí)TH=TR=uC

0，uO為高電平，電路處于暫穩(wěn)態(tài)Ⅰ。這時(shí)放電管截止，VDD經(jīng)R1、R2向C充電，uC

上升。當(dāng)前第54頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)uCOtOuOtUOLUOHⅡⅠtWHtWLⅠⅠⅡ二、工作原理UOLTH

=

TR

≥

2/3

VCC

當(dāng)uC上升到

TH=TR=uC

≥

2/3VDD時(shí)，uO躍變?yōu)榈碗娖?，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)Ⅱ。這時(shí)放電管V導(dǎo)通，C經(jīng)R2和V放電，uC

下降。Ⅱ

接通VDD后，開(kāi)始時(shí)TH=TR=uC

0，uO為高電平，電路處于暫穩(wěn)態(tài)Ⅰ。這時(shí)放電管截止，VDD

經(jīng)R1、R2向C充電，uC

上升。放電當(dāng)前第55頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)uCOtOuOtUOLUOHⅡⅠtWHtWLⅠⅠⅡ

當(dāng)uC下降到

TH=TR=uC

≤1/3VDD時(shí)，uO重新躍變?yōu)楦唠娖剑瑫r(shí)放電管V截止，電路返回到暫穩(wěn)態(tài)Ⅰ。二、工作原理ⅠTH=TR≤1/3VCC

接通VDD后，開(kāi)始時(shí)TH=TR=uC

0，uO為高電平，電路處于暫穩(wěn)態(tài)Ⅰ。這時(shí)放電管截止，VDD經(jīng)R1、R2向C充電，uC

上升。

當(dāng)uC上升到

TH=TR=uC

≥

2/3VDD時(shí)，uO躍變?yōu)榈碗娖?，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)Ⅱ。這時(shí)放電管V導(dǎo)通，C經(jīng)R2和V放電，uC

下降。當(dāng)前第56頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)二、工作原理電容C如此循環(huán)充電和放電，使電路產(chǎn)生振蕩，輸出矩形脈沖。周期估算tW10.7(R1+R2)CtW20.7R2CT=tW1+tW20.7(R1+2R2)CuCOtOuOtUOLUOHⅡⅠtWHtWLⅠⅠⅡ當(dāng)前第57頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)三、占空比可調(diào)的多諧振蕩器

充電回路為VDD經(jīng)R1、VD1對(duì)C充電，時(shí)間常數(shù)為R1C。放電回路為C經(jīng)VD2、R2和放電管V放電，時(shí)間常數(shù)為R2C。GNDVDDRDOUTCO555THTRDISVDD0.01FR1CuOVD2R2RPVD1R1R2VDDCVD2RPVD1占空比估算tW10.7R1CtW20.7R2C當(dāng)前第58頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)三、占空比可調(diào)的諧振蕩器

555定時(shí)器組成的防盜報(bào)警電路當(dāng)導(dǎo)線ab連通時(shí)，直接置0端RD為低電平，電路不振蕩，揚(yáng)聲器不發(fā)出聲響，電容C4上電壓為0，三極管V工作在導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)前第59頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)三、占空比可調(diào)的諧振蕩器

當(dāng)ab導(dǎo)線被人拉斷時(shí)，電源VCC經(jīng)R3、V將C4迅速充電到高電平，使RD端為高電平，多諧振蕩電路開(kāi)始振蕩，其振蕩頻率f＝1/0.7(R1+2R2)C

≈1kHz，于是，揚(yáng)聲器發(fā)出1kHz的報(bào)警聲響。555定時(shí)器組成的防盜報(bào)警電路當(dāng)前第60頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)振蕩頻率穩(wěn)定

由石英晶體的阻抗頻率特性可知，只有外加信號(hào)的頻率f和石英晶體的固有諧振頻率f0

相同時(shí)，石英晶體才呈現(xiàn)極低的阻抗，而在其他頻率時(shí)，則呈現(xiàn)很高的阻抗。因此，石英晶體具有很好的選頻特性。石英晶體的阻抗頻率特性7.5.2石英晶體多諧振蕩器一、石英晶體的選頻特性符號(hào)當(dāng)前第61頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)

電阻RF1、RF2用于確定反相器G1和G2的工作點(diǎn)，使其工作在放大區(qū)，有利于電路起振。對(duì)于TTL反相器，RF1和RF2通常取0.7~2k；對(duì)于CMOS反相器，RF1和RF2通常取10~100M，電容C1和C2為G1和G2間的耦合電容，在頻率為f0時(shí)，它們呈現(xiàn)的容抗極小，可忽略不計(jì)，使G1和G2之間形成正反饋環(huán)路。對(duì)稱(chēng)石英晶體多諧振蕩器7.5.2石英晶體多諧振蕩器二、石英晶體多諧振蕩器1.對(duì)稱(chēng)石英晶體多諧振蕩器當(dāng)前第62頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)

由于石英晶體接在G1和G2兩級(jí)反相器之間，且具有很好的選頻特性，因此，在接通電源后，對(duì)頻率為f0的信號(hào)非常容易通過(guò)石英晶體而產(chǎn)生頻率為f0的自激振蕩。反相器G3用于整形，使輸出uO的波形更接近于矩形脈沖，G3還具有緩沖隔離作用，也提高了負(fù)載能力。對(duì)稱(chēng)石英晶體多諧振蕩器7.5.2石英晶體多諧振蕩器二、石英晶體多諧振蕩器1.對(duì)稱(chēng)石英晶體多諧振蕩器當(dāng)前第63頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)

電阻R1、R2用以使反相器工作在放大區(qū)。對(duì)于TTL反相器R1和R2通常取0.7~2k；對(duì)于CMOS反相器，R1和R2通常取10~100M。C1為反相器G1和G2之間的耦合電容，使G1和G2之間形成正反饋環(huán)路，對(duì)于頻率為f0的信號(hào)，其呈現(xiàn)的容抗極小，可忽略不計(jì)。串聯(lián)石英晶體多諧振蕩器7.5.2石英晶體多諧振蕩器二、石英晶體多諧振蕩器2.串聯(lián)石英晶體振蕩器當(dāng)前第64頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)

在電路接通電源后，G2輸出頻率為f0的信號(hào)很容易通過(guò)石英晶體形成很強(qiáng)的正反饋而產(chǎn)生自激振蕩。G3用以整形，使輸出uO的波形更接近于矩形脈沖，并具有緩沖隔離和提高負(fù)載能力的作用。串聯(lián)石英晶體多諧振蕩器7.5.2石英晶體多諧振蕩器二、石英晶體多諧振蕩器2.串聯(lián)石英晶體振蕩器當(dāng)前第65頁(yè)\共有74頁(yè)\編于星期日\(chéng)2點(diǎn)

RF為反饋電阻，使反相器