脉冲的产生和整形电路分解.ppt

第 15 章　脉冲的产生和整形电路 本章学习目标 15.1　锯齿波电压发生器和多谐振荡器 15.2　单稳态触发器 15.3　施密特触发器 本章小结 本章学习目标 1．掌握锯齿波的参数，理解锯齿波电压发生器原理，了解自举补偿锯齿波电路的工作原理。 2．掌握多谐振荡器的电路形式、工作原理及振荡周期的估算方法。 3．掌握与非门组成的单稳态触发器电路特点及工作原理。 4．了解施密特触发器的电路特点及工作原理。 15.1　锯齿波电压发生器和多谐振荡器 15.1.1　锯齿波电压发生器 15.1.2　多谐振荡器 15.1.1　锯齿波电压发生器 　　锯齿波电压在示波器、雷达、自动控制和测量仪器等设备中广泛应用。 一、锯齿波电压的参数 1．扫描期 T1：要求在 T1 时间内电压随时间线性变化。 回扫期 TB：电压在此期间迅速回到起始值，要求越小越好。 3．休止期 TN：是扫描结束到下次扫描开始的间隔时间。 4．恢复期 T2：T2 = TB + TN 。 5．重复周期 T：T = T1 + T2 。 6．频率 f：f = 1/T。 7．扫描幅度 Vm：扫描期内电压的幅值。 二、锯齿波电压发生器基本原理 1．工作原理：利用电容器的缓慢充电和快速放电的过程，在电容器两端得到锯齿波电压。 2．工作过程：初始时开关 S 闭合，VC = 0。若将 S 断开，C 开始充电，? = RC，VC 按指数规律上升，经短暂时间 T1(T1 ?)后再将 S 闭合，C 快速放电。不断重复 上述过程，就可以得到锯齿波。 3．简单的锯齿波电压发生器： 用晶体管 V 代替开关S，在V的基极输入连续的矩形波，让 V 交替地工作在截止与饱和状态，就可以获得锯齿波电压。 三、自举补偿锯齿波电路 　　+VG 为电源；V2 是射极跟随器；V1 起开关作用；C1 为自举电容器；V3 是隔离二极管。 1．电路： 2．要求：自举电容 C1 电容量足够大。 　　3．工作原理：V1 截止时，电容 C 充电，V2 输出锯齿波正程电压；V1 饱和导通时，C 迅速放电，V2 输出锯齿波逆程电压。同时 +VG 通过 V3、、C1、Re 对 C1 再充电补足被放掉的电荷。 15.1.2　多谐振荡器 在电路数字系统中，经常要处理脉冲的产生、延时、整形等问题，多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器可以实现这些功能。 多谐振荡器：能自动反复输出矩形脉冲的自激振荡电路，是无稳态电路。 无稳态电路：不需要外加触发信号，电路的输出状态会在高、低电平两种状态间反复不停的翻转，没有稳定的状态。 一、用非门组成的多谐振荡器 1．结构特点 输出端与输入端接有反馈线，电路成环形。 2．工作原理 3. 起振条件 (R + R1) ≤ 0.85 k?；R 0.8 k? 。 4. 实现电路 用一块 T081 型四非门或一 SN74S04 型六非门集成电路实现。 　　用一块 SN7400 型四 2 输入与非门或 CC4011 型四 2 输入与非门，把每个与非门的输入端并接后改为非门来实现。 二、环形多谐振荡器的改进电路 2．参数选择： 电位器 R 为 1 k?，C 为 15 pF； 改进电路：原电路中的 R 用电位器来代替，构成频率可调的多谐振荡器。 3．频率可调范围：1.4 ~ 8 MHz 4. 带石英晶体的环形振荡器 　　特点：提高频率的稳定性；电路输出的工作频率决定于石英晶体的串联谐振频率 f。 15.2　单稳态触发器 15.2.1　用与非门组成的单稳态触发器 15.2.2　单稳态触发器集成电路简介 　　单稳态触发器：有一个稳定状态和一个暂稳态的触发器。主要应用：延时、整形等方面。 15.2.1　用与非门组成的单稳态触发器 1．电路组成：两个与非门；一个积分电路。 2．工作原理： 　　电路处于稳态 → 外加触发信号，电路翻转为暂稳态 → 自动返回到稳态。 （1）电路的稳态 　　无论 vI 是高电平还是低电平，G2 处于关闭状态，输出 vO 为高电平，这是电路的稳态。 （2）外加触发信号，电路翻转为暂稳态 设稳态时 vI 为低电平。当 vI 电平由低变高时，由于 vC 不能突变仍保持高电平，则使 vO 电平从高变低；随电容 C 的放电过程进行，vC 将下降，维持 G2 开通的条件将被破坏，因此 G2 开通的状态是暂时的，是暂稳态。 （3）自动返回到稳态 当 vC 下降到关门电平时，G2 由开通返回到关闭状态，vO 由低电平返回到高电平。 3．正常工作条件：输入正脉冲 vI 的宽度 tpI 一定要大于单稳态的输出脉冲宽度 tp。 4．弱点：正常工作依赖输入脉冲