脉冲电路的产生和整形电路

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1、脉冲波形发生器与整形电路脉冲波形发生器与整形电路本课教学要求：了解脉冲的概念.掌握555定时器的结构、工作原理、逻辑功 能；由555定时器构成单稳态触发器、施密特 触发器、多谐振荡器的方法、工作波形.2了解脉冲的概念脉冲：瞬间突变、作用时间极短的电压或电流信号，称为脉冲。广义 上讲，凡是非正弦规律变化的电压或电流都可称为脉冲。1实验电路3（3）t2 时，开关S再闭合， 又被短接，输出电压（2）t1 时，开关S断开，输出电压（1）开关S闭合时， 短接，输出电压2现象和结论重复此过程，则输出电压的波形变化即为一串脉冲波。43.几种常见的脉冲波形常见的波形有矩形波、锯齿波、钟形波、尖峰波、阶梯波等。

2、如何获得如何获得矩形矩形脉冲信号？脉冲信号？（1 1）利用整形电路对不符合要求的脉冲信号）利用整形电路对不符合要求的脉冲信号 进行整形；进行整形；（2 2）利用脉冲振荡器直接产生脉冲信号；）利用脉冲振荡器直接产生脉冲信号；矩形脉冲的特性：矩形脉冲的特性：6占空比占空比 D D = = t tWW / T/ T为了定量描述矩形脉冲的特性通常给出几个主要参数。为了定量描述矩形脉冲的特性通常给出几个主要参数。脉冲周脉冲周 期期上升上升 时间时间下降时间下降时间脉冲幅度脉冲幅度脉冲宽度脉冲宽度7脉冲周期脉冲周期T T 周期性重复的脉冲序列中，周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲之间的时间间隔。两个相邻

3、脉冲之间的时间间隔。脉冲幅度脉冲幅度V Vm m 脉冲电压的最大变化幅度。脉冲电压的最大变化幅度。脉冲宽度脉冲宽度t tw w 从脉冲前沿到达从脉冲前沿到达0.5 0.5 V Vmm起，起，到脉冲后沿到达到脉冲后沿到达0.5 0.5 V Vmm为止的一段时间。为止的一段时间。上升时间上升时间t tr r 脉冲上升沿从脉冲上升沿从0.1 0.1 V Vmm上升到上升到0.9 0.9 V Vmm 所需要的时间。所需要的时间。下降时间下降时间t tf f 脉冲上升沿从脉冲上升沿从0.9 0.9 V Vmm下降到下降到0.1 0.1 V Vmm 所需要的时间。所需要的时间。占空比占空比q q 脉冲宽度

4、与脉冲周期的比值，即脉冲宽度与脉冲周期的比值，即q q = = t tw w / /T T 。在脉冲整形或产生电路用于具体的数字系统时，在脉冲整形或产生电路用于具体的数字系统时，有时还可能有一些特殊的要求，如脉冲周期和幅度的稳定性等，有时还可能有一些特殊的要求，如脉冲周期和幅度的稳定性等，这时还需要增加一些相应的性能参数来说明。这时还需要增加一些相应的性能参数来说明。 .1 555定时器的电路结构与功能 .2 用555定时器接成的施密特触发器 .3 用555定时器接成的单稳态触发器 .4 用555定时器接成的多谐振荡器555定时器及其应用.1 555定时器的电路结构与功能一.电路结构：控制 电

5、压端复位 控制端置位 控制端直接 复位端输出端放电端组成：3个5k电阻分压器（故称555定时器）、 电压比较器（C1、C2）、基本RS触发器（G1、G2） 、放电管（T）、反相缓冲器（G3）二、CB555的功能表外接固定 电压VCO阈值端TH触发端TRVODVCC输出端VO接地端置0端三.CB555的图形符号.2 .2用用555555定时器组成施密特触发器定时器组成施密特触发器 一.定义、特点1.施密特触发器：输出和输入电压具有滞后电压传输特性的电路 。 2.特点：1）属于电平触发；有两个稳定的状态，是双稳态触发电路。2）两个稳定状态之间相互转换与输入信号有关。分两种类型：反相输出：当输入电压

6、正向增加到正向阀值电压正向阀值电压U UT T时，输出由1 态翻转到0态；当输入电压正向减小到负向阀值电压负向阀值电压U UT T时,输出由0 态翻转到1态。UT与UT的差值UHUTUT称作回差电压回差电压。同相输出：只是输出状态转换时与上述相反。 反相输出的传输特性 0UT+UT-uoui1uiuo反相输出的逻辑符号二.应用施密特触发器属于脉冲整形电路。常用于：1.波形变换或整形：将正弦波、三角波等缓慢变化的波形或 不规则波形变换或整形为矩形波。输入输出UT+UT2.幅度鉴别：将幅度较大的脉冲鉴别出来输入输出UT+UT三.电路组成、工作原理VIVCCVO1、方法将VI1、VI2扭在一起在5端

7、口加增加参考电压的稳定性ui8 46 7555 32 51+VCCuouiuott00工作波形UT+ UT2VCC/3 VCC/3电路2. 电路组成、工作原理1.当ui正向增长：ui2VCC/3时，6、2管脚先0、0，后0、1， uo=1001 100011.当ui正向增长：ui2VCC/3时，6、2管脚先0、0，后0、1， uo=1ui2VCC/3时，6、2管脚为1、1， uo=02.电路组成、工作原理ui8 46 7555 32 51+VCCuouiuott00工作波形UT+ UT2VCC/3 VCC/3电路110112.电路组成、工作原理ui8 46 7555 32 51+VCCuoui

8、uott00工作波形UT+ UT2VCC/3 VCC/3电路1.当ui正向增长：ui2VCC/3时，6、2管脚先0、0，后0、1， uo=1ui2VCC/3时，6、2管脚为1、1， uo=02.当ui正向减小：uiVCC/3时，6、2管脚先1、1，后0、1， uo=0110011012.电路组成、工作原理ui8 46 7555 32 51+VCCuouiuott00工作波形UT+ UT2VCC/3 VCC/3电路1.当ui正向增长：ui2VCC/3时，6、2管脚先0、0，后0、1， uo=1ui2VCC/3时，6、2管脚为1、1， uo=0uiVCC/3时，6、2管脚为0、0， uo=1000

9、01阀值电压UT=2VCC/3、UT=VCC/3，回差电压UH= VCC/3VC控制电压 调节回差2.当ui正向减小：uiVCC/3时，6、2管脚先1、1，后0、1， uo=03. 3. 用用555555定时器组成单稳态触发器定时器组成单稳态触发器一.定义、特点1.单稳态触发器：只有一个稳态和一个暂稳态的触发器。 2.特点：1）没有外加触发信号时,电路始终处于稳态 ；在外加触发 信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。2）暂稳态是一个不能长久保持的状态，经过一段时间后， 电路会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间与触发信号无 关，仅决定于电路本身的参数，它是单稳态触发器输出脉 冲的宽度tW 。二.应用

10、整形整形延迟与定时延迟与定时单稳态触发器属于脉冲整形电路,常用于脉冲波形的整形整形（把 不规则的波形转换成宽度、幅度都相等的波形）,延时延时（把输入 信号延迟一定时间后输出）、定时定时（产生一定宽度的矩形波） 。三.电路组成、工作原理1、方法将VI接在VI2端，VOD上接R到VCC，并接 入VI1，VOD对地接C。uc2.工作原理 ：1 1001)稳态：接通VCC后瞬间，VCC通过R对C充电，当uc上升到2VCC/3 时，管脚为1, 管脚ui =1，uo=0，放电管T导通，C又通过T放 电，使uc =0(VCC/3) ，故uo=0不变，电路处于 稳态。2)暂稳态： ui负脉冲到来时刻，因uiV

11、CC/3为0， uc 仍为0， uo由0变为1，放电管T截止，VCC经R对C充电，电路进入暂稳态。2.工作原理 ：uc 0011)稳态：接通VCC后瞬间，VCC通过R对C充电，当uc上升到2VCC/3 时，管脚为1, 管脚ui =1，uo=0，放电管T导通，C又通过T放 电，使uc =0(VCC/3) ，故uo=0不变，电路处于 稳态。3）暂稳态自动恢复到稳态：当uc充电到2VCC/3为1时， ui负脉冲已消 失ui =1， 输出uo0，T导通，C放电，电路自动恢复到稳态。uc2.工作原理 ： 1)稳态：接通VCC后瞬间，VCC通过R对C充电，当uc上升到2VCC/3 时，管脚为1, 管脚ui

12、 =1，uo=0，放电管T导通，C又通过T放 电，使uc =0，但ui =1，故uo=0不变，电路处于稳态。2)暂稳态： ui负脉冲到来时刻，因uiVCC/3为0， uc 仍为0， uo由0变为1，放电管T截止，VCC经R对C充电，电路进入暂稳态。1100C充 电时 间输出脉冲宽度tw1.1 RC4. 4. 用用555555定时器组成多谐振荡器定时器组成多谐振荡器一.定义、特点1.多谐振荡器：在接通电源后,不需外加输入信号,能自动 产生矩形波的自激振荡器。因矩形波中含有多种谐波成分 ，故称多谐振荡器。2.特点：振荡后,电路没有稳态,只有两个暂稳态在作交替变化， 是无稳态电路。属于脉冲产生电路。

13、二.电路组成、工作原理1、方法先构成施密特触发器;加R2在VI和VO之间，VI和地之间接C;2.电路组成、工作原理接通VCC后，VCC经R1和R2对C充电。当uc上升到2VCC/3时，uo=0 ，T导通，C通过R2和T放电，uc下降。当uc下降到VCC/3时，uo又 由0变为1，T截止，VCC又经R1和R2对C充电。如此重复上述过程 ，在输出端uo产生了连续的矩形脉冲。CR1uc8 47 36 5552 510.01FuoVCCR2ucuotttwHtwL0VCC/32VCC/30电路工作波形2.电路组成、工作原理输出高电平脉宽tWH=0.7（R1+R2)C输出低电平脉宽tWL=0.7R2C振

14、荡频率f=1/0.7(R1+2R2)C充电时间C放电时间CR1uc8 47 36 5552 510.01FuoVCCR2ucuotttwHtwL0VCC/32VCC/30电路工作波形总结：分类图形符 号稳态参数特点应用施密特 触发器2个VT+、VT-VT+,VT- 正反馈脉冲整形 、波形变 换、 脉冲鉴幅 单稳态 触发器1个脉宽tW VI tW与VI 无关脉冲整形 、延时、 定时 多谐振 荡器0个周期T 占空比D无输入信 号产生矩 形脉冲111不可重触发单稳态31集成定时器的其他应用1路灯自动控制器（1）白天因光线亮，光电三极管3DU的CE间电阻下降，高触发端 脚将 2VCC/3 ，定时器的输

15、出端脚为低电平，所以灯L不亮。 （2）天黑时，光电管CE间电阻增大，使低触发端脚电压小于 ，于是脚为高电平，灯发光。32260 s定时电路当按下定时按钮SB时，低触发端脚就输入了一个小于 的负脉冲，输 出端脚输出高电平，发光二极管LED亮。而定时器中的放电管V则截 止，电源对电容C充电。当电容上电压升高到 时，定时器翻转，脚 输出低电平，LED灭，表示定时结束。33Once there were two mice. They were friends. One mouse lived in the country; the other mouse lived in the city. After many years the Country mouse saw the City mouse; he