第6章新.ppt
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1、,第 6章 脉冲信号的产生与整形,概 述,555 定时器及其应用,本章小结,主要要求:,了解脉冲信号产生与整形的方法。,6.1 概 述,常用的有施密特触发器和单稳态触发器。,脉冲信号产生与整形的方法,获取脉冲信号的方法,脉冲信号产生与整形电路的实现,是一种多用途集成电路,只要外接少量阻容元件就可构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等,使用方便、灵活,应用广泛。,施密特触发器,主要用以将缓慢变化或快速变化的非矩形脉冲变换成陡峭的矩形脉冲。,单稳态触发器,主要用以将宽度不符合要求的脉冲变换成符合要求的矩形脉冲或者对脉冲进行移位。,掌握用 555 定时器构成施密特触发器、单稳态 触发器和多谐振
2、荡器的方法。,主要要求:,了解 555 定时器的电路结构,掌握其符号和功能。,6.2 555 定时器及其应用,555 定时器简介,555 定时器是一种结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能电路。它电源电压范围宽(双极型 555 定时器为 5 16 V,CMOS 555 定时器为 3 18 V),可提供与 TTL 及 CMOS 数字电路兼容的接口电平,还可输出一定功率,驱动微电机、指示灯、扬声器等。 TTL 单定时器型号的最后 3 位数字为 555,双定时器的为 556;CMOS 单定时器的最后 4 位数为 7555,双定时器的为 7556。,一、555 定时器的工作原理和逻辑功能,集成定时器
3、是一种将模拟电路与数字电路的功能巧妙结合在一起的多用途单片集成电路,有些书上把它描述为:模拟电路与数字电路的的完美结合。,在其外部配接上少许阻容定时元件,便能构成多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器等多种应用电路。,6.2.2 电路结构,电阻分压器,两个CMOS比较器,一个基本RS触发器,一个NPN开关,555 定时器的电路结构与符号,集电极开路输出端,构成电阻分压器,为比较器 C1、C2 提供两个参考电压,UR1 = 2/3VCC,UR2 = 1/3VCC。,输出缓冲器OUT = Q,构成基本 RS 触发器,决定电路输出。,1、电阻分压器,2、电压比较器C1和C2,3、基本RS触发器,4、
4、NPN开关V,特性方程:,/R为外部复位端,低电平有效,正常工作时,/R=1。 当/Q=0时,G3=1(OUT=1),V截止; 当/Q=1时,G3=0(OUT=0),V导通。,UR1=2/3VDD VR2=1/3VDD,若U+U-时,比较器输出高电平 若U+ U-时, 比较器输出低电平,如果在CO外接电压UR,则可改变UR1和UR2的值,VR1=VOC, VR2=1/2VOC, 。如CO端未外加电压,则应加0.01uf的滤波电容。,555 定时器的工作原理与逻辑功能,定时器 5G555 的功能表,定时器 5G555 的功能表,555 定时器的工作原理与逻辑功能,555 定时器的工作原理与逻辑功
5、能,定时器 5G555 的功能表,555 定时器的工作原理与逻辑功能,定时器 5G555 的功能表,简化功能表,使用要点,通常不用 CO 端,为了提高电路工作稳定性,将其通过 0.01 F 电容接地。,6.3 施密特触发器,(一)施密特触发器的特性和符号,UT =,UT+ - UT-,回差电压,施密特触发器工作特点,正向阈值电压,负向阈值电压,当 uI 从小增大时,经过 UT+ 处才能使输出发生跃变。,当uI从大减小时,经过UT-处才能使输出发生跃变。,Schmitt Trigger,具有施密特特性的与非门符号,优点:由于具有回差电平,故其抗干扰能力强。,用途:波形变换,变化缓慢波形的整形,幅
6、度 鉴别等,构成:,单片集成施密特触发门电路,555定时器+门电路,重点介绍555定时器构成的施密特触发器,目的在于了解其原理并会使用它,图6.5.2 用555定时器接成的施密特触发器,(二)用 555 定时器组成施密特触发器,电压传输特性为反相输出的滞回特性,UT+ = 2/3 VCC UT- = 1/3 VCC UT = UT+ - UT- = 1/3 VCC,若在CO端加直流电压VCO,则可调节回差电压的大小,回差电压越大,抗干扰能力越强,但触发灵敏度越低。,例 试对应输入波形画出下图中输出波形。,+12V,解:,UT+ = 2/3 VCC = 8 V,UT- = 1/3 VCC = 4
7、 V,因此可画出输出波形为,电路构成反相输出的施密特触发器,(二)施密特触发器应用举例,波形变换,将三角波、正弦波和其它 不规则信号变换成矩形脉冲。,脉冲整形,将受到干扰的或不符合边沿要求的信号整形成较好的矩形脉冲。,脉冲幅度鉴别,鉴别并取出幅度大于 UT+ 的脉冲。,(三)常用芯片的型号,CT5414/CT7414 六反向器(缓冲器),CT54132/CT74132 四2输入与非门(21世纪网站查不到),6.4单稳态触发器,(一)工作特点与电路符号,有一个稳态和一个暂稳态。无外触发脉冲 输入时,电路处于稳态;在外触发脉冲作用下,电路将从稳态翻转到暂稳态,经一段时间后,电路又自动返回到原来的稳
8、态。,工 作 特 点,暂稳态时间长短取决于电路本 身的参数,与外加触发脉冲无关。,monostable flip-flop,单 稳 态 触 发 器,暂稳态期间如再次被触发,对原暂稳时间无影响,输出脉冲宽度 tW 仍从第一次触发开始计算。,暂稳态期间如再次被触发,输出脉冲宽度可在此前暂稳态时间的基础上再展宽 tW 。,下面通过工作波形的分析来说明可重复触发型和不可重复触发型触发器的区别。,单 稳 工 作 波 形 举 例,暂稳态期间不能再次触发。,暂稳态期间能再次触发。其输出脉宽将在原暂稳态时间基础上再展宽 tW 。,图6.5.4 用555定时器接成的单稳态触发器,二、用555 定时器组成单稳态触
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