数字逻辑电路第11章脉冲信号的产生与整形精讲.ppt

* 数字逻辑电路 李中发 制作 中国水利水电出版社 第11章 脉冲信号的产生与整形 学习要点 掌握由555定时器构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器的方法。 理解555定时器的工作原理及逻辑功能。 了解由门电路组成的单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器的工作原理。 了解集成单稳态触发器和施密特电路的原理及使用。 第11章 脉冲信号的产生与整形 11.2 由门电路构成的单稳态触发器 11.3 由门电路构成的多谐振荡器 11.4 由门电路构成的施密特触发器 退出 11.1 555定时器及其应用 11.1 555定时器及其应用 11.1.1 555定时器的结构和工作原理 低电平 触发端 高电平 触发端 电压 控制端 复位端 低电平有效 放电端 4.5～16V 0 0 1 ①R=0时，Q=1 、Q=0 ，uo=0，V导通。 ①R=0时，Q=1 、Q=0 ，uo=0，V饱和导通。 ②R=1、UTH＞2UCC/3、UTR＞UCC/3时，RD=0、SD=1，Q=1、Q=0，uo=0，V饱和导通。 ＞2UCC/3 ＞UCC/3 0 0 1 1 ①R=0时，Q=1 、Q=0 ，uo=0，V饱和导通。 ②R=1、UTH＞2UCC/3、UTR＞UCC/3时，RD=0、SD=1，Q=1、Q=0，uo=0，V饱和导通。 ＜2UCC/3 ＞UCC/3 1 0 0 1 ③R=1、UTH＜2UCC/3、UTR＞UCC/3时，RD=1、SD=1，Q、Q不变，uo不变，V状态不变。 1 1 ①R=0时，Q=1 、Q=0 ，uo=0，V饱和导通。 ②R=1、UTH＞2UCC/3、UTR＞UCC/3时，RD=0、SD=1，Q=1、Q=0，uo=0，V饱和导通。 ＜2UCC/3 ＜UCC/3 1 1 0 0 ③R=1、UTH＜2UCC/3、UTR＞UCC/3时，RD=1、SD=1，Q、Q不变，uo不变，V状态不变。 ④R=1、UTH＜2UCC/3、UTR＜UCC/3时，RD=1、SD=0，Q=0、Q=1，uo=1，V截止。 11.1.2 单稳态触发器 　　接通UCC后瞬间，UCC通过R对C充电，当uc上升到2UCC/3时，比较器A1输出为0，将触发器置0，uo＝0。这时Q=1，放电管V导通，C通过V放电，电路进入稳态。 　　ui到来时，因为ui＜UCC/3，使A2＝0，触发器置1，uo又由0变为1，电路进入暂稳态。由于此时Q=0，放电管V截止，UCC经R对C充电。虽然此时触发脉冲已消失，比较器A2的输出变为1，但充电继续进行，直到uc上升到2UCC/3时，比较器A1输出为0，将触发器置0，电路输出uo＝0，V导通，C放电，电路恢复到稳定状态。 单稳态触发器的应用 延迟与定时 整形 接通UCC后，UCC经R1和R2对C充电。当uc上升到2UCC/3时，uo=0，V导通，C通过R2和T放电，uc下降。当uc下降到UCC/3时，uo又由0变为1，V截止，UCC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。 11.1.3 无稳态触发器 无稳态触发器的应用： 模拟声响电路 将振荡器Ⅰ的输出电压uo1，接到振荡器Ⅱ中555定时器的复位端（4脚），当uo1为高电平时振荡器Ⅱ振荡，为低电平时555定时器复位，振荡器Ⅱ停止震荡。 11.1.4 施密特触发器 施密特触发器的应用 11.2 由门电路构成的单稳态触发器 （1）没有触发信号时电路工作在稳态 当没有触发信号时，ui为低电平。因为门G2的输入端经电阻R接至VDD，VA为高电平，因此uo2为低电平；门G1的两个输入均为0，其输出uo1为高电平，电容C两端的电压接近为0。这是电路的稳态，在触发信号到来之前，电路一直处于这个状态：uo1＝1，uo2＝0。 0 0 1 1 11.2.1 微分型单稳态触发器 1 1 0 （2）外加触发信号使电路由稳态翻转到暂稳态 当正触发脉冲ui到来时，门G1输出uo1由1变为0。由于电容电压不能跃变，uA也随之跳变到低电平，使门G2的输出uO2变为1。这个高电平反馈到门G1的输入端，此时即使ui的触发信号撤除，仍能维持门G1的低电平输出。但是电路的这种状态是不能长久保持的，所以称为暂稳态。暂稳态时，uo1＝0，uo2＝1。 0 0 1 1 （3）电容充电使电路由暂稳态自动返回到稳态 在暂稳态期间，VDD经R和G1的导通工作管对C充电，随着充电的进行，C上的电荷逐渐增多，使uA升高。当uA上升到阈值电压UT时，G2的输出uo2由1变为0。由于这时G1输入触发信号已经过去，G1的输出状态只由uo2决定，所以G1又返回到稳定的高电平输出。uA随之向正方向跳变，加速了G2的输出向低电平变化。最后使电路退出暂稳态而进入稳态，此