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學(xué)習(xí)情境6基于定時(shí)器的電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)基于定時(shí)器的電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(1)了解脈沖信號(hào)的特點(diǎn)(4)掌握施密特觸發(fā)器的工作原理(2)掌握多諧振蕩器的工作原理(5)掌握555定時(shí)器的工作原理(3)掌握單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理在數(shù)字電路中,很多邏輯電路都需要用到定時(shí)功能,而定時(shí)器就是為了實(shí)現(xiàn)該功能而特別制作的定時(shí)模塊。常用的兩種基本定時(shí)器為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是一種只有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的器件,通常情況下處于穩(wěn)定狀態(tài),只有被觸發(fā)時(shí)才會(huì)轉(zhuǎn)變到一個(gè)不穩(wěn)定的狀態(tài),而這個(gè)不穩(wěn)定狀態(tài)持續(xù)的時(shí)間是可以通過阻容器件來提前設(shè)置的,這樣就可以設(shè)置出特定時(shí)長(zhǎng)的定時(shí)器;無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器沒有穩(wěn)定狀態(tài),它是以規(guī)定的速率在兩個(gè)不穩(wěn)定狀態(tài)間來回變化的,可以通過阻容器件來設(shè)置不穩(wěn)定狀態(tài)之間來回轉(zhuǎn)化的速率來定時(shí)?;诙〞r(shí)器的電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)6.1.1脈沖的概念

脈沖技術(shù)是電子技術(shù)的重要組成部分,在實(shí)踐中應(yīng)用也非常廣泛。脈沖信號(hào)是指:含有瞬間突然變化、作用時(shí)間極短的電壓或電流,簡(jiǎn)稱為脈沖。根據(jù)波形的不同,脈沖可分為矩形波、三角波、鋸齒波等。6.1.2脈沖信號(hào)產(chǎn)生、變換及整形

典型的矩形脈沖產(chǎn)生電路有雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路和多諧振蕩電路。

(1)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路又稱為觸發(fā)器,它具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài),兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換都需要在外加觸發(fā)脈沖的作用下才能完成。

(2)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路又稱為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,它只有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài),另一個(gè)狀態(tài)是暫時(shí)穩(wěn)定狀態(tài)(簡(jiǎn)稱“暫穩(wěn)態(tài)”)。在外加觸發(fā)信號(hào)的作用下,單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可從穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換到暫穩(wěn)態(tài),暫穩(wěn)態(tài)維持一段時(shí)間后,電路自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài),暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間取決于電路的參數(shù)。

(3)多諧振蕩電路能夠自激產(chǎn)生連續(xù)矩形脈沖,它沒有穩(wěn)定狀態(tài),只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。其狀態(tài)轉(zhuǎn)換不需要外加觸發(fā)信號(hào),而完全由電路自身完成。若對(duì)該電路的輸出波形進(jìn)行數(shù)學(xué)分析,可得到許多各種不同頻率的諧波,故稱之為“多諧”。6.1.3脈沖波形的主要參數(shù)

6.1.3脈沖波形的主要參數(shù)

6.1.2脈沖信號(hào)產(chǎn)生、變換及整形

在實(shí)踐中,多用門電路構(gòu)成多諧振蕩器,由門電路構(gòu)成的多諧振蕩器的特點(diǎn)如下:

(1)有產(chǎn)生高、低電平的開關(guān)器件;

(2)具有反饋網(wǎng)絡(luò),可將輸出電壓恰當(dāng)?shù)胤答伣o開關(guān)器件使之改變輸出狀態(tài);

(3)具有延遲環(huán)節(jié),利用RC電路的充、放電特性可實(shí)現(xiàn)延時(shí),以獲得所需要的振蕩頻率。需要注意的是:在許多實(shí)際應(yīng)用電路中,反饋網(wǎng)絡(luò)兼有延時(shí)的作用。6.2.2環(huán)形多諧振蕩電路

在實(shí)踐中,可以利用閉合回路中的正反饋?zhàn)饔脕懋a(chǎn)生自激振蕩,同樣也可以利用閉合回路中的延遲負(fù)反饋?zhàn)饔脕懋a(chǎn)生自激振蕩,但是負(fù)反饋信號(hào)必須足夠強(qiáng)。環(huán)形振蕩電路6.1.2脈沖信號(hào)產(chǎn)生、變換及整形

6.1.2脈沖信號(hào)產(chǎn)生、變換及整形環(huán)形振蕩器波形圖

6.1.2脈沖信號(hào)產(chǎn)生、變換及整形

6.2.3實(shí)用環(huán)形多諧振蕩器

6.2.3實(shí)用環(huán)形多諧振蕩器實(shí)用環(huán)形多諧振蕩器波形圖

6.2.3實(shí)用環(huán)形多諧振蕩器

實(shí)用環(huán)形多諧振蕩器波形圖6.2.4環(huán)形多諧振振蕩器的改進(jìn)電路

頻率可調(diào)的環(huán)形多諧自激振蕩器6.2.4環(huán)形多諧振振蕩器的改進(jìn)電路

6.2.4環(huán)形多諧振振蕩器的改進(jìn)電路

6.2.4環(huán)形

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