八章节脉冲波形变换与产生.ppt
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1、第八章 脉冲波形的变换与产生,8.1 单稳态触发器 8.2 施密特触发器 8.3 多谐振荡器 8.4 555定时器及其应用,本章教学目标,数字电路,shuzidianlu,掌握由555定时器组成的多谐、单稳、施密特触发器的电路、工作原理及外接参数及电路参数的计算。,掌握555定时器的工作原理。,正确理解单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器的电路组成及工作原理。,掌握稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器的逻辑功能及主要参数计算。,8.1 单稳态触发器,8.1.1 用门电路组成的微分型单稳态触发器 8.1.2 集成单稳态触发器 8.1.3 单稳态触发器的应用, 电路在没有触发信号作用时处于一种稳
2、定状态。,单稳态触发器的工作特点:, 在外来触发信号作用下,电路由稳态翻转到暂稳态。, 暂稳态不能长保持,经过一段时间后,电路会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间决定于电路中的RC参数值。,8.1 单稳态触发器,门电路组成的单稳态触发器,MSI集成单稳态触发器,不可重复触发单稳态触发器,可重复触发单稳态触发器,用555定时器组成的单稳态触发器,按电路形式不同,单稳态触发器的分类,工作特点划分,8.1 单稳态触发器,8.1.1 用门电路组成的微分型单稳态触发器,1. 电路,CMOS与非门构成的微分型 单稳态触发器,CMOS或非门构成的微分型 单稳态触发器,稳态为1,负脉冲触发,稳态为0,正脉冲触发
3、,电路处于一种稳态:,0,0,1,1,0,设定CMOS反相器的阈值电压,2. 工作原理:,8.1.1 用门电路组成的微分型单稳态触发器,b)外加触发信号,d =VTH,c)电容充电,电路由暂稳态自动返回到稳态,I2 =VTH,产生如下正反馈过程:,tw0.7RC,(1) 输出脉冲宽度tw,(2)恢复时间tre,(35),(3)最高工作频率 fmax,3. 主要参数的计算,vC(0+) = 0;vC() =VDD =RC, VTH = VDD /2,= RCln2,4. 讨论,b)用TTL门电阻R的取值可以是任意的吗?,a)在暂稳态结束(t= t2)瞬间,门G2的输入电压I2达到VDD+VTH,
4、可能损坏G2门,怎么办?,采用TTL与非门构成单稳电 路时,电阻R要小于0.7k。,加保护二极管,采用TTL与非门构成单稳电 路时,电阻Rd要大于2k。,输出端加非门改善波形,不可重复触发,可重复触发,被重复触发,8.1.2 集成单稳态触发器,8.1.2 集成单稳态触发器,1. 不可重复触发的集成单稳态触发器 74121,触发信号控制电路,微分型单稳触发器,输出缓冲电路,8.1.2 集成单稳态触发器,定时电容,定时电阻用内部2k电阻,用外部电阻,1. 不可重复触发的集成单稳态触发器 74121,(1)电路连接,8.1.2 集成单稳态触发器,不可重复触发的集成单稳态触发器电路连接,外接定时电阻(
5、2k-30 k之间),电容C取值10pF-10uF。,(2)工作原理,电路稳态 : Q=0,0,1,0,0,在暂稳态期间即使有触发信号输入,在a点不产生触发脉冲,只有等电路返回稳态后,电路才会被再次触发,电路属于不可重复触发单稳态触发器。,1. 不可重复触发的集成单稳态触发器 74121,电路暂稳态 : Q=1,输出脉冲宽度: tw0.7RC,8.1.2 集成单稳态触发器,74121功能表,8.1.2 集成单稳态触发器,(3)功能表,2. 可重复触发的集成单稳态触发器MC14528,三态门,控制电路,输出缓冲电路,(1)电路,8.1.2 集成单稳态触发器,2. 可重复触发的集成单稳态触发器MC
6、14528,功能表,引脚图,8.1.2 集成单稳态触发器,2. 可重复触发的集成单稳态触发器MC14528,0,0,1,0,0,1,vcc,异步清零,8.1.2 集成单稳态触发器,2. 可重复触发的集成单稳态触发器MC14528,1,0,1,0,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,还未充电,如果为0,合上电源时, v04=1,当TR+=1, TR_=0,时,电路处于稳定状态,8.1.2 集成单稳态触发器,2. 可重复触发的集成单稳态触发器MC14528,1,0,1,0,1,1,0,1,0,1,1,0,0,电路发生第一次翻转,进入暂稳态。,0,1,0,0,1,电路发生第二次翻转,进入稳态。,
7、当TR+=1, TR_输入正脉冲时,电路发生翻转,8.1.2 集成单稳态触发器,2. 可重复触发的集成单稳态触发器MC14528,工作波形,脉冲宽度包括电容充电和放电两段。,8.1.2 集成单稳态触发器,1. 定时,tw,t w,8.1.3 单稳态触发器的应用,2. 延时,8.1.3 单稳态触发器的应用,单稳进入暂稳态,脉宽为0.7R1C1,B,A1,A2,Vi,R1,R2,C1,C2,Cext,Cext/Rext,Cext,Cext/Rext,74121 (),74121 (),Vo,vcc,vcc,B,A1,A2,vcc,延时电路,单稳进入暂稳态,脉宽为0.7R2C2,8.1.3 单稳态触
8、发器的应用,3. 组成噪声消除电路,D,CP,(R),噪声多表现为尖脉冲,宽度较窄,而有用的信号的宽度较宽。,注意:单稳触发器的输出脉宽应大于噪声宽度 而小于信号脉宽,才可消除噪声。,8.1.3 单稳态触发器的应用,8.2 施密特触发器,8.2.1 用门电路组成的施密特触发器,8.2.2 集成施密特触发器,8.2.3 施密特触发器的应用,8.2 施密特触发器,施密特触发器的工作特点:, 施密特触发器属于电平触发器件,适用于缓慢变化的信号, 当输入信号达到某一定电压值时,输出电压会发生突变。, 电路有两个阈值电压。 输入信号增加和减少时,电路的阈值电压不同,电路具有如下图所示的传输特性 。,8.
9、2.1 门电路组成的施密特触发器,v I1,vo,vI,vI1,0,0,只要vI1Vth,则保持vO=0V,当vI1=Vth,电路发生正反馈 :,1,当vI=0,vO=0V,当vI上升, vI1也上升,8.2.1 门电路组成的施密特触发器,vI1,1,只要vI1Vth,则保持vO=VOH,当vI1=Vth,电路产生如下正反馈 :,当vI下降, vI1也下降,0,回差电压,8.2.1 门电路组成的施密特触发器,vI1,8.2.1 门电路组成的施密特触发器,例8.2.1 在图8.2.2所示的电路中,电源电压VDD=10V,G1,G2选用CC4069反相器,其负载电流最大允许值IOH(max)=1.
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- 章节 脉冲 波形 变换 产生
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