八章脉冲波形的产生与整形.ppt
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1、第八章 脉冲波形的产生与整形,一、555定时器的电路结构 由以下几部分组成: (1)三个阻值为5k的电阻组成的分压器。 (2)两个电压比较器C1和C2。,8.1 集成555定时器,电压比较器的功能: v+ v-,vO=1 v+ v-,vO=0 (3)基本RS触发器、 (4)放电三极管T及缓冲器G。,二工作原理,(1)4脚为复位输入端( RD ),当RD为低电平时,不管其他输入端的状态如何,输出vo为低电平。正常工作时,应将其接高电平。 (2)5脚为电压控制端,当其悬空时,比较器C1和C2的比较电压分别为2/3VCC 和1/3VCC 。 (3)2脚为触发输入端,6脚为阈值输入端,两端的电位高低控
2、制比较器C1和C2的输出,从而控制RS触发器,决定输出状态。,8.2 施密特触发器,施密特触发器具有回差电压特性,能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。 一. 用555定时器构成的施密特触发器 1. 电路组成及工作原理,2. 电压滞回特性和主要参数 (1)电压滞回特性,(2)主要静态参数 (a)上限阈值电压VT+vI上升过程中,输出电压vO由高电平VOH跳变到低电平VOL时,所对应的输入电压值。VT+=2/3VCC。 (b)下限阈值电压VT vI下降过程中,vO由低电平VOL跳变到高电平VOH时,所对应的输入电压值。VT=1 /3VCC。 (3)回差电压VT VT= VT+VT=
3、1 /3VCC,二 集成施密特触发器 1. CMOS集成施密特触发器CC40106,2. TTL集成施密特触发器74LS14,三 施密特触发器的应用举例,1. 用作接口电路将缓慢 变化的输入信号,转换成为 符合TTL系统要求的脉冲波形。,2. 用作整形电路把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。,3. 用于脉冲鉴幅从一系列幅度不同的脉冲信号中,选出那些幅度大于VT+的输入脉冲。,8.3 多谐振荡器,多谐振荡器能产生矩形脉冲波的自激振荡器。 一 用555定时器构成的多谐振荡器 1. 电路组成及工作原理,2. 振荡频率的估算,(1)电容充电时间T1:(用三要素法计算),(2) 电容放电时间T2,(3)
4、电路振荡周期T T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C (4)电路振荡频率f,(5)输出波形占空比q,二 占空比可调的多谐振荡器电路,利用半导体二极管的单向导电特性,把电容C充电和放电回路隔离开来,再加上一个电位器,便可构成占空比可调的多谐振荡器。,可计算得: T1=0.7R1C T2=0.7R2C 占空比:,三 石英晶体多谐振荡器 1.石英晶体的选频特性,有两个谐振频率。当f=fs时,为串联谐振,石英晶体的电抗X=0; 当f=fp时,为并联谐振,石英晶体的电抗无穷大。 由晶体本身的特性决定: fs fp f0(晶体的标称频率) 石英晶体的选频特性极好,f0十分稳定,其稳定度可达10-101
5、0-11。,2. 石英晶体多谐振荡器,(1)串联式振荡器,R1、R2的作用使两个反相器在静态时都工作在转折区,成为具有很强放大能力的放大电路。 对于TTL门,常取R1=R2=0.72k,若是CMOS门则常取R1=R2=10100M;C1=C2是耦合电容。 石英晶体工作在串联谐振频率f0下,只有频率为f0的信号才能通过,满足振荡条件。因此,电路的振荡频率= f0,与外接元件R、C无关,所以这种电路振荡频率的稳定度很高。,(2)并联式振荡器,RF是偏置电阻,保证在静态时使G1工作转折区,构成一个反相放大器。 晶体工作在略大于fS与 fP之间,等效一电感,与C1、C2共同构成电容三点式振荡电路。电路
6、的振荡频率= f0。 反相器G2起整形缓冲作用,同时G2还可以隔离负载对振荡电路工作的影响。,四多谐振荡器应用实例 1. 简易温控报警器,2. 双音门铃。,3. 秒脉冲发生器,CMOS石英晶体多谐振荡器产生f=32768Hz的基准信号, 经T/触发器构成的15级异步计数器分频后,便可得到稳定度极高的秒信号。 这种秒脉冲发生器可做为各种计时系统的基准信号源。,8.4 单稳态触发器,单稳态触发器有一个稳态和一个暂稳态;在触发脉冲作用下,由稳态翻转到暂稳态;暂稳状态维持一段时间后,自动返回到稳态。 一 用555定时器组成单稳态触发器 1. 电路组成及工作原理,(1)无触发信号输入时电路工作在稳定状态
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