《2022年医学专题—第8章脉冲波形的产生和整形.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年医学专题—第8章脉冲波形的产生和整形.（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章第七章 脉冲波形脉冲波形(b xn)的产生和整形的产生和整形7.1 概述概述(i sh) 7.3 连续连续(linx)矩形脉冲波的产生矩形脉冲波的产生7.2 单脉冲的产生单脉冲的产生7.4 单稳态触发器单稳态触发器7.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用1第一页，共五十五页。7.1 概述概述(i sh) 数字电路区别于模拟电路的主数字电路区别于模拟电路的主要特点之要特点之 一是：它的工作信号一是：它的工作信号(xnho)是离散的脉冲信号是离散的脉冲信号(xnho)。最。最常用的脉冲信号常用的脉冲信号(xnho)是方波是方波 ( 矩矩形波形波)。如何产生方波以及对不。如何产生方波
2、以及对不理想的方波如何整形，是本章讨理想的方波如何整形，是本章讨论的重点。论的重点。2第二页，共五十五页。7.2 单脉冲的产生单脉冲的产生(chnshng)+VCCFS 按钮按放一次，便产生按钮按放一次，便产生(chnshng)一个单脉冲。一个单脉冲。 但是，由于按钮但是，由于按钮 S 机械动作经常伴有抖动机械动作经常伴有抖动现象，使得输出的方波很不理想，毛刺现象，使得输出的方波很不理想，毛刺(moc)很很大。这样的方波用到数字系统中很容易引起误大。这样的方波用到数字系统中很容易引起误动作。因此，这个电路没有实用价值。动作。因此，这个电路没有实用价值。3第三页，共五十五页。&S5VQQ正常正常
3、(zhngchng)(zhngchng)时，不按按钮，时，不按按钮，Q Q0 0； 按下按钮时，锁定器翻转按下按钮时，锁定器翻转(fn (fn zhun)zhun)， Q Q1 1；开按钮后，回到开按钮后，回到Q Q0 0。可见：可见：按钮动作一次，按钮动作一次，Q Q端就输出一个正端就输出一个正脉冲。由于锁定器的存在，即使按钮抖脉冲。由于锁定器的存在，即使按钮抖动，输出端也不会产生动，输出端也不会产生(chnshng)(chnshng)毛刺。毛刺。QQ削抖电路削抖电路4第四页，共五十五页。 7.3 连续连续(linx)矩形脉冲波的产生矩形脉冲波的产生 矩形波发生器又称矩形波发生器又称多谐振荡
4、器多谐振荡器。它可以由分立。它可以由分立元件构成，也可以由集成电路元件构成，也可以由集成电路(jchng-dinl)构成，本节构成，本节只讨论后一种电路。只讨论后一种电路。7.3.1 环形环形(hun xn)振荡器振荡器 利用逻辑门电路的传输延迟时间，将奇数个利用逻辑门电路的传输延迟时间，将奇数个与非门首尾相接，就可以构成一个简单的环形与非门首尾相接，就可以构成一个简单的环形振荡器振荡器:&uo3uo2uo15第五页，共五十五页。&321uo3uo2uo1 设设 uo3 的初始状态为的初始状态为0:010101 用波形图来表示用波形图来表示(biosh),则则为为:0tuo3优点优点: 电路电
5、路(dinl)结构简单结构简单,所用元件少。所用元件少。缺点缺点: 频率频率(pnl)太高太高,并且不可调整。并且不可调整。6第六页，共五十五页。123RRS100CAuo1uouo2321uo3uo2uo1 在原电路在原电路(dinl)的基础上添加的基础上添加RC延时电路延时电路,便可以克服上图的不足便可以克服上图的不足: 下面将结合它的工作波形说明下面将结合它的工作波形说明(shumng)其工其工作原理作原理:7第七页，共五十五页。0tuo0tuo20tuo10tuAUT假设假设(jish)：开始时：开始时uo=0电容上的电流电容上的电流(dinli)，uA下降下降uAUT时，时，uo不反
6、转不反转(fn zhun)。123RRS100CAuo1uouo20108第八页，共五十五页。0tuo0tuo20tuo10tuAUT当当uA=UT时，时，uo反转反转(fn zhun)，uo1、uo2也一起反也一起反转。转。123RRS100CAuo1uouo29第九页，共五十五页。0tuo0tuo20tuo10tuAUT 由于由于(yuy)电容电压不能电容电压不能 突变突变,当当uo1 发生下跳时发生下跳时,uA有一突变。有一突变。U123RRS100CAuo1uouo210第十页，共五十五页。0tuo0tuo20tuo10tuAUTUt1 后，后，uo2uo1，电容，电容(dinrng)
7、反反向充电向充电,uA上升。上升。只要只要(zhyo)uAUT , 则则uo2 低电低电平宽度不再受平宽度不再受RC的控制。的控制。必须改进必须改进(gijn)电路电路!0111uo1uo2RC12uiA22第二十二页，共五十五页。( a )uo1uo2RC12uiA&ui,34uo4 ( b ) 具体具体(jt)原理请参见有关教材。原理请参见有关教材。uo1uo2RC12uiA23第二十三页，共五十五页。7.4.2 集成单稳组件集成单稳组件(z jin)介绍介绍 它的它的管脚图管脚图和和功能表见下页功能表见下页: 集成化单稳组件的类型很多集成化单稳组件的类型很多,以下以以下以74LS123
8、为例为例,作为介绍作为介绍(jisho)对象。对象。 74LS123 包括两个独立的单稳包括两个独立的单稳,各管脚以字各管脚以字头头 1、2相区别。单稳输出脉冲的宽度，主要由相区别。单稳输出脉冲的宽度，主要由外接的定时电阻外接的定时电阻( RT )和定时电容和定时电容( CT )决定。决定。 单稳的翻转时刻决定于单稳的翻转时刻决定于 A、B、CLR 三个输入三个输入 相与的结果，具体相与的结果，具体(jt)参见它的功能表。参见它的功能表。24第二十四页，共五十五页。91615141312111024365781CLRCLRQQQQ2B2A1B1A2Q1Q1Q2Q1CLR2CLR1CT2CTVC
9、CGND2RT /CT1RT /CT74LS123管脚图管脚图25第二十五页，共五十五页。CLRABQQ说说 明明000000011111111稳态稳态触发触发74LS123功能表功能表26第二十六页，共五十五页。74LS123输出脉冲输出脉冲(michng)的宽度有三种控制方的宽度有三种控制方法法: 1. 基本脉冲宽度由外接电阻基本脉冲宽度由外接电阻( RT )、电容、电容(dinrng) ( CT )决定，当决定，当CT 1000PF 时，脉宽时，脉宽 tW 应应为：为：tW = 0.45 RT CT 2. 在清零端在清零端( CLR )加清加清 0 负脉冲负脉冲,可提前可提前 终终止止(
10、zhngzh)输出脉冲输出脉冲,如下图所示如下图所示: tWCLRQ单位单位 ： RT:k 、CT:Pf、tW:nS27第二十七页，共五十五页。 3. 通过在通过在 A 端或端或 B 端加再触发脉冲端加再触发脉冲(michng), 可使输出脉冲可使输出脉冲(michng)的宽度加宽的宽度加宽:tWtWBQ 由于这种单稳可以通过加再触发由于这种单稳可以通过加再触发脉冲增大输出脉冲的宽度脉冲增大输出脉冲的宽度(kund),所以所以,它被称为它被称为可再触发式可再触发式单稳。单稳。28第二十八页，共五十五页。7.4.3 单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用(yngyng) 单稳的应用多种多样单稳的应
11、用多种多样,如如:整形整形(zhng xng)、延、延时控制、定时顺序控制等等。时控制、定时顺序控制等等。 例如例如(lr)“ 延时控延时控制制 ” 利用单稳可以取得延时作用利用单稳可以取得延时作用,延长延长的时间可以通过的时间可以通过 R、C调节。请看下例调节。请看下例:29第二十九页，共五十五页。QAQCQBQDCPCLRRS0S1QAQCQBQDCPCLRRABCDEFGH7 4 L S 1 9 4 ( 1 )7 4 L S 1 9 4 ( 2 )R2C2AQ2R1C1AQ1B+ 5V移位移位(y wi)输入输入DW1DW2时钟时钟(shzhng)S1S030第三十页，共五十五页。CPA
12、BCDEFGHQ 1Q 2t0t1t2t3用波形图表示用波形图表示(biosh)如下如下:31第三十一页，共五十五页。CPABCDEFGHQ 1Q 2t0t1t2t3用波形图表示用波形图表示(biosh)如下如下:移位移位(y wi)寄寄存器清零存器清零H灯上升灯上升沿触发沿触发Q1Q1的下降的下降沿触发沿触发Q2移移位位(y wi)寄寄存存器器串串行行输输入入为为1循环重循环重新开始新开始32第三十二页，共五十五页。7.5 555定时器的原理定时器的原理(yunl)和应用和应用 555定时器是将模拟电路和数字电路集成于定时器是将模拟电路和数字电路集成于 一体的电子器件。它使用方便一体的电子器
13、件。它使用方便, ,带负载能力带负载能力(nngl)(nngl)较强较强, , 目前得到了非常广泛的应用。目前得到了非常广泛的应用。 7.5.1 555定时器的工作定时器的工作(gngzu)原理原理 555定时器的内部电路包括以下几部分定时器的内部电路包括以下几部分 : 一个由三个相等电阻组成的分压器一个由三个相等电阻组成的分压器; 两个两个电压比较器电压比较器: A1、A2 ;一个一个 RS 触发器触发器; 一个一个反相器和一个晶体管反相器和一个晶体管T等。具体的等。具体的 结构见结构见后图。后图。33第三十三页，共五十五页。RSQQ+-A1A2VCCTHCOTRDTuoRD87645321
14、RRR34第三十四页，共五十五页。RSQQ+-A1A2VCCTHCOTRDuoRD87645321RRR12345678555VCCD TH COGND TRUoRD电电源源放放电电阈阈值值电控电控压制压制地地触触发发输输出出复复位位电源电压范围电源电压范围:4.5V 18V管脚图管脚图35第三十五页，共五十五页。CORSQQ+-A1A2VCCTHTRDTuoRD87645321RRR 三个电阻三个电阻(dinz)构成的分压构成的分压器给两个比较器器给两个比较器提供提供基准电压基准电压: A1 的为的为 2VCC / 3 , A2 的为的为 VCC / 3 。 首先讨论上图中首先讨论上图中彩色
15、部分彩色部分(b fen)的电的电路的工作原理。路的工作原理。36第三十六页，共五十五页。101000阈值端阈值端触发端触发端THTRRS比较的结果比较的结果2VCC / 3小于小于2VCC / 3小于小于VCC / 3大于大于VCC / 3小于小于VCC / 3大于大于大于大于2VCC / 3SR+-A1A2VCCTHCOTR876521RRR阈值阈值(y zh)端端触发触发(chf)端端37第三十七页，共五十五页。RSQQ+-A1A2VCCTHCOTRDTuoRD87645321RRR晶体管晶体管TRSQuo100100保持保持0110保持保持保持保持导通导通截止截止RSQ10010001
16、01保持保持 保持保持Q11禁止禁止禁止禁止RS 触发器功能表触发器功能表附录附录(fl):38第三十八页，共五十五页。 综合以上的分综合以上的分析结果析结果(ji gu),便可便可得到得到555的功能表的功能表:阈值端阈值端触发端触发端THTR2VCC / 3VCC / 3大于大于大于大于2VCC / 32VCC / 3VCC / 3VCC / 3小于小于小于小于小于小于大于大于保持保持保持保持RD晶体管晶体管Tuo0111001导通导通导通导通截止截止RSQQ+-A1A2VCCTHCOTRDuoRD87645321RRR39第三十九页，共五十五页。 7.5.2 555定时器的应用定时器的应用(yngyng)(1) 双稳态触发器双稳态触发器: 微电机起动微电机起动(q dn)停车控制电路。停车控制电路。4816235S2S1RRCVCCTHTRuoM微电机微电机555S1 : 起动起动(q dn)按钮按钮S2 : 停车按钮停车按钮 555定时器应用范围非常广泛，可以做单稳、双稳、定时器应用范围非常广泛，可以做单稳、双稳、多谐震荡器、施密特触发器等。下面举例说明：多谐震荡器、施密特触发
