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1、第六章第六章脉冲产生与整形电路脉冲产生与整形电路6.1 6.1 概述概述一、矩形脉冲的基本特性1. 1. 矩形脉冲的二矩形脉冲的二值性性矩形脉冲矩形脉冲二进制数字信号二进制数字信号高、低电平高、低电平1、02. 2. 矩形脉冲的特性参数矩形脉冲的特性参数TT 脉冲周期脉冲周期UmUm 脉冲幅度脉冲幅度0.5UmtWtW 脉冲宽度脉冲宽度0.1Um0.9Umtrtr 上升时间上升时间tftf 下降时间下降时间3. 3. 获得脉冲的方法：得脉冲的方法：1自激振荡电路直接产生矩形脉冲。自激振荡电路直接产生矩形脉冲。 由多谐振荡器来实现由多谐振荡器来实现 555 555 定定时器是构成多器是构成多谐振
2、振荡器、施密特触器、施密特触发器器和和单稳态触触发器的既器的既经济又又简单实用的器件。用的器件。2对已有波形正弦波、锯齿波等进行整形。 由施密特触发器和单稳态触发器来实现二、555 定时器1. 1. 电路路组成成分压器分压器分压器分压器比较器比较器比较器比较器RS RS 触发器触发器触发器触发器输出输出缓冲缓冲晶体管晶体管晶体管晶体管开关开关开关开关+VCCuOTD5 k5 k5 k8 83 31 16 65 57 72 24 4&1uD2. 2. 基本功能基本功能+VCCuOTD5 k5 k5 k8 83 31 16 65 57 72 24 4&1uDCOCOTHTHTRTR 0UOL导通导
3、通2VCC/3 111UOLVCC/3 导通导通VCC/3 不变不变不变不变2VCC/3VCC/3 UOH截止截止0 1 1 0UTHuoTD的状态的状态UR3. 555 3. 555 定定时器的外引脚器的外引脚1 1TTLTTL电路路 电源源: 4.5 : 4.5 16V 16V555123487652 2CMOSCMOS电路路 电源源: 3 : 3 18V 18V 带负载能力能力强。6.2 施密特触发器施密特触发器 （Schmitt Trigger）一、一、电路路组成及工作原理成及工作原理+VCCuO1TD8 83 31 16 65 57 72 24 4&1uI工作原理工作原理 uItUO
4、H uOtUOLOO0 01 11 10 01 10 0uI 上升时与上升时与 2VCC/3 比比uI 下降时与下降时与 VCC/3 比比+VDDuO26.2.1 6.2.1 6.2.1 6.2.1 用用用用555555555555定定定定时时器构成的施密特触器构成的施密特触器构成的施密特触器构成的施密特触发发器器器器二、滞回特性及主要参数二、滞回特性及主要参数(一) 滞回特性UTUTOuIuOUOHUOLUT+UT+uI 增大时与上限阈值比特点特点: :uI 减小时与下限阈值比上限阈值电压上限阈值电压(二) 主要静态参数回差回差电压电压下限阈值电压下限阈值电压回差电压回差电压 UT = UT
5、+ UT+VCCuO1TD8 83 31 16 65 57 72 24 4&1uI0 01 11 10 01 10 0UCOUCO留意：外加留意：外加 UCO UCO 时，可改，可改变阈值和回差和回差电压。 UT = UT+ UT6.2.2 6.2.2 6.2.2 6.2.2 施密特触施密特触施密特触施密特触发发器的器的器的器的应应用用用用举举例例例例一、接口与整形1 1、接口、接口把把缓变输入信号入信号转换为TTLTTL系系统要求的脉冲要求的脉冲正弦波正弦波振荡器振荡器12 2、整形、整形输入入输出输出UT+UT二、阈值探测、脉冲展宽1 1、阈值探探测输入入UTUT+输出输出二、阈值探测、脉
6、冲展宽2 2、脉冲展、脉冲展宽CAuOuIuA集电极开路输出集电极开路输出uIuAuOUT+UT6.3 6.3 单稳态触触发器器Monostable TriggerMonostable Trigger）l单稳态触触发器的特点器的特点1.只有两种状态:稳态和暂稳态；2.外来触发窄脉冲:稳态暂稳态稳态；3.暂稳态持续时间取决于电路参数，与触发脉冲无关。l用途用途1.定时：产生一定宽度的方波。2.延时：将输入信号延迟一定时间后输出。3.整形：把不规则波形变为宽度、幅度都相等的脉冲。一、电路组成及工作原理一、电路组成及工作原理+VCCuO8 83 31 16 65 57 72 24 4&1TDQRCu
7、IuCuI 与与 VCC/3 比较比较uC 与与 2VCC/3 比比较较稳态：稳态：稳态：稳态： TD TD 导通导通导通导通, Q = 0, Q = 0110101饱和饱和暂稳态：暂稳态：暂稳态：暂稳态： TD TD 截止截止截止截止, Q = 1, Q = 1110截止截止暂稳态暂稳态 稳态稳态自动自动0 01 10 00 0导通导通11006.3.1 6.3.1 6.3.1 6.3.1 单稳态单稳态触触触触发发器工作特点器工作特点器工作特点器工作特点二、工作波形二、工作波形uOuIVCC0uC02VCC/ 3VCCuO三、主要参数三、主要参数1. 输出脉冲宽度 twtwuC0+） = 0
8、,uC（） = VCC ,uCtw） = 2VCC / 32. 恢复时间 tre 很小很小 2 = RCESC3. 最高工作频率 fmax 62784153555RC+VCC0.01 FuI+uC6.3.2 6.3.2 6.3.2 6.3.2 单稳态单稳态触触触触发发器器器器应应用用用用举举例例例例一、延时与定时1. 1. 延延时1uIuO&uOuFuIuOtW2. 2. 定定时选通通uFuO二、整形uIuO6.4 多谐振荡器多谐振荡器 （Astable Multivibrator）6.4.1 5556.4.1 555定定时器构成的多器构成的多谐振振荡器器+VCCuO8 83 31 16 65
9、 57 72 24 4&1TDR1R2CuC uCtUOH uOtUOL一、电路组成和工作原理一、电路组成和工作原理 6278 4153555R1C1+R2C2+VCC二、振荡频率的估算和占空比可调电路二、振荡频率的估算和占空比可调电路62784153555R1C+R2C2+VCC1. C 充电时间充电时间 tw1uC0+） = VCC / 3,uC（） = VCC充电时间常数充电时间常数 1= （R1+R2C2. C 放电时间放电时间 tw2可求得可求得: :放电时间常数放电时间常数 2 = R2C（一）（一） 振振荡频率的估算率的估算3. 3. 振振荡频率率 f f uCtUOH uOtU
10、OLtw1 tw2Ttw1= 0.7 (R1+R2) Ctw2 = 0.7R2CT = 0.7R1+2R2C振荡周期：振荡周期：振荡频率：振荡频率：占空比：占空比：（二占空比可（二占空比可调电路路62784153555R1C+R2C2+VCCD1D2uOtw1= 0.7R1Ctw2 = 0.7R2C6.4.2 6.4.2 多多谐振振荡器器应用用举例例一、秒信号发生器一、秒信号发生器RC1C211C1C1C1C1FF0FF1FF14FF15Q0Q1Q14Q15T T触触发器器32768 Hz 16384 Hz1 Hz2 Hz二、模拟声响电路二、模拟声响电路10F26784153NE555ICIC
11、R1C1B21+26784153NE55510k100k10k150k10k8R2R3R4R5C2C3C4+5V0.01 F0.01 F100 FuO1uO2uo1uo21、集成555定时器的基本原理和功能本章小结多多谐振振荡器是一种自激振器是一种自激振荡电路，不需要外加路，不需要外加输入信号，就可以自入信号，就可以自动地地产生出矩形脉冲，多生出矩形脉冲，多谐振振荡器没有器没有稳态，所以又称，所以又称为无无稳电路。路。 在在单稳态触触发器中，具有一个器中，具有一个稳态和一个和一个暂稳态。由一个。由一个暂稳态过渡到渡到稳态，暂稳态的持的持续时间即脉冲即脉冲宽度也由度也由电路的阻容元件决定。路的阻容元件决定。 施密特触施密特触发器是一种能器是一种能够把把输入波形整形成入波形整形成为适合于数字适合于数字电路需要的矩形脉冲的路需要的矩形脉冲的电路。而且由于路。而且由于具有滞回特性，所以抗干具有滞回特性，所以抗干扰能力也很能力也很强。2、由555定时器构成电路的主要工作特点
