華中科技大學(xué)電信系數(shù)電件apter9脈沖單元電路

脈沖信號周期T脈沖寬度Tw0.5Vm0.9Vm0.1Vm占空比q=Tw/T上升時(shí)間下降時(shí)間第1頁/共41頁施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器的工作特點(diǎn)：①施密特觸發(fā)器屬于電平觸發(fā)器件，適用于緩慢變化的信號，當(dāng)輸入信號達(dá)到某一定電壓值時(shí)，輸出電壓會發(fā)生突變。②電路有兩個(gè)閾值電壓。輸入信號增加和減少時(shí)，電路的閾值電壓不同，電路具有如下圖所示的傳輸特性。VT+VT_VT+VT_vovIvovI第2頁/共41頁集成門構(gòu)成的施密特觸發(fā)器第3頁/共41頁門電路組成的施密特觸發(fā)器vIVT+VT_vO00tt0vIvOVT+VT_VDD(a)工作波形(b)傳輸特性曲線1.4V0.7V第4頁/共41頁回差特性VTH，上限觸發(fā)電平VTL，下限觸發(fā)電平回差電壓：VTH－

VTL第5頁/共41頁整形、波形變換－要求回差小回差電壓設(shè)置合適，可以完成波形整形回差電壓設(shè)置不合適，得不到相應(yīng)輸出第6頁/共41頁消除干擾－要求一定的回差第7頁/共41頁施密特觸發(fā)器的應(yīng)用1.波形的整形及變換

vovIvovT2vT1ttt合理選擇回差電壓，可消除干擾信號。

2.干擾抑制第8頁/共41頁3.幅度鑒別vovI00ttVth(VT+)第9頁/共41頁集成運(yùn)放構(gòu)成的施密特觸發(fā)器+-R1R2ViVpV0VTH=VOHR2/(R1+R2)VTL=VOLR2/(R1+R2)回差：VTL=（VOH-VOL）R2/(R1+R2)方便調(diào)節(jié)第10頁/共41頁集成運(yùn)放構(gòu)成的施密特觸發(fā)器第11頁/共41頁單穩(wěn)觸發(fā)器一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)（及一個(gè)暫穩(wěn)狀態(tài)）無觸發(fā)信號加入，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)外加觸發(fā)信號，電路轉(zhuǎn)換到另一個(gè)狀態(tài)－－贊穩(wěn)狀態(tài)；維持一段事件后，電路自動返回穩(wěn)態(tài)。第12頁/共41頁集成運(yùn)放構(gòu)成的單穩(wěn)觸發(fā)器+VwFVwVdFVw>VdFVw–Vi<Vd-Vw-FVw第13頁/共41頁波形參數(shù)暫穩(wěn)態(tài)脈沖寬度：取R1=R2，Vw>>Vd，Tw：0.69RC恢復(fù)時(shí)間：取R1=R2，Tr：0.41RC第14頁/共41頁集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器vOvItwtwvOvItwtw不可重復(fù)觸發(fā)可重復(fù)觸發(fā)被重復(fù)觸發(fā)不可重復(fù)觸發(fā)第15頁/共41頁74121兩種觸發(fā)方式第16頁/共41頁74121的應(yīng)用不外接定時(shí)元件，輸出脈寬30ns或35ns外接定時(shí)元件，輸出脈寬0.7RTCT（40ns－28S）第17頁/共41頁74121的主要參數(shù)

(1)輸出脈沖寬度tW

使用外接定時(shí)元件：tW≈0.7RextC

不使用外部定時(shí)元件：tW≈35ns（2）輸入觸發(fā)脈沖最小周期Tmin

Tmin=tW＋tretre是恢復(fù)時(shí)間。

74121內(nèi)部電阻=2kΩ，外接電阻Rext可在1.4～40kΩ之間選擇，外接電容C可在10pF～10μF之間選擇，當(dāng)R=2kΩ時(shí)，最大占空比qmax為67%；當(dāng)R=40kΩ時(shí)，最大占空比qmax可達(dá)90%。第18頁/共41頁74122第19頁/共41頁74122第20頁/共41頁74122第21頁/共41頁單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用定時(shí)

twtw第22頁/共41頁延時(shí)

vO1vO2vRvIvDDvDDvDD+

vthtttttpivthtwt1t2第23頁/共41頁RCCextCext/Rext74121vovccB

A1

A2vIC1DR組成噪聲消除電路

噪聲

vovIDCP(R)vovI噪聲多表現(xiàn)為尖脈沖，寬度較窄，而有用的信號的寬度較寬。注意：單穩(wěn)觸發(fā)器的輸出脈寬應(yīng)大于噪聲寬度而小于信號脈寬，才可消除噪聲。第24頁/共41頁74121的應(yīng)用不外接定時(shí)元件，輸出脈寬30ns或35ns外接定時(shí)元件，輸出脈寬0.7RTCT（40ns－28S）第25頁/共41頁自激多諧振蕩器矩形波（多諧）發(fā)生器兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，無需外加觸發(fā)即能產(chǎn)生矩形脈沖或方波電路形式多樣第26頁/共41頁

多諧振蕩器

VCC

開關(guān)電路

延時(shí)環(huán)節(jié)多諧振蕩器的基本組成開關(guān)器件：產(chǎn)生高、低電平

反饋延遲環(huán)節(jié)：利用RC電路的充放電特性實(shí)現(xiàn)延時(shí)，將

輸出電壓恰當(dāng)?shù)胤答伣o開關(guān)器件使之改變輸出狀態(tài)以獲得所需要的振蕩頻率。第27頁/共41頁集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器第28頁/共41頁施密特觸發(fā)器構(gòu)成多諧振蕩器第29頁/共41頁單穩(wěn)觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器第30頁/共41頁石英晶體振蕩器穩(wěn)定性高第31頁/共41頁555定時(shí)器是一種應(yīng)用方便的中規(guī)模集成電路,只需外接少量的阻容元件就可以構(gòu)成單穩(wěn)、多諧和施密特觸發(fā)器。廣泛用于信號的產(chǎn)生、變換、控制與檢測。555定時(shí)器

電阻分壓器電壓比較器基本RS觸發(fā)器復(fù)位輸入端(0)輸出緩沖反相器集電極開路輸出三極管TvovICvI1vI2vo’C1C2+--+(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)RS&5k

5k

5k

&&1RDVCC(8)G1、電路組成第32頁/共41頁0109.4.1

555定時(shí)器TvovICvI1vI2vo’C1C2+--+(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)RS&5k

5k

5k

&&1RDVCC(8)G

如果懸空0101010110111保持保持2、工作原理第33頁/共41頁

555定時(shí)器功能表不變不變1導(dǎo)通01截止11導(dǎo)通00××放電管T輸出(VO)復(fù)位(RD)觸發(fā)輸入(VI2)閾值輸入(VI1)輸出輸

入9.4.1

555定時(shí)器第34頁/共41頁9.4.2定時(shí)器應(yīng)用舉例一、用555定時(shí)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器——不可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)不變不變導(dǎo)通0截止1導(dǎo)通0××

T

VOVI2VI1輸出輸

入

vO

vI

o

v

o

C

t

t2

t1

)(-CCVa、接通電源電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)

O=0t

t

2

3

VCC

o

Vc=0

23

VCC

13

VCC1、工作原理第35頁/共41頁

t

vO

VOH

o

vI

o

t

vC

o

1

3

VCC

2

3

VCC

t

t2

t1

0

C1_C2+一、用555定時(shí)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不變不變導(dǎo)通0截止1導(dǎo)通0××

T

VOVI2VI1輸出輸

入b、當(dāng)輸入信號下降沿到達(dá)時(shí),電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)

C1+tWtw=RC1n3≈1.1RC

c、電容放電,電路自動返回到穩(wěn)態(tài)

1、工作原理第36頁/共41頁一、用555定時(shí)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器2、用555定時(shí)器組成可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)55576218435RR1CT+-vovIVCC0.01

FvIvCvO00

0tttVCCVCCtW第37頁/共41頁二、用555定時(shí)器組成多諧振蕩器R1R2v

2

3

VCC

1

3

VCC

vC

0

t1

t2

tPLtPHtPL=R2C1n2≈0.7R2C

tpH=(R1+R2)C1n2≈0.7(R1+R2)C

不變不變導(dǎo)通0截止1導(dǎo)通0××

T

VOVI2VI1輸出輸

入截止導(dǎo)通第38頁/共41頁二、用555定時(shí)器組成多諧振蕩器tPL=RBC1n2≈0.7RBC