数电第十章脉冲波形的产生和整形.ppt

第十章 脉冲波形的产生和整形 §10-1 概述 § 10-2 施密特触发器 10-2-1 特点和用途 § 10-3 单稳态触发器 § 10-4 多谐振荡器 § 10-5 555定时器及其应用 应用举例：触摸定时控制开关 555定时器构成单稳态触发器。只要用手触摸一下金属片P，由于人体感应电压相当于在触发 输入端（管脚2）加入一个负 脉冲，555输出端输出高电平， 灯泡（RL）发光，当暂稳态 时间（tW）结束时，555输出 端恢复低电平，灯泡熄灭。 该触摸开关可用于夜间定时 照明，定时时间可由RC参数 调节。 6-4-2 用施密特触发器构成多谐振荡器 1、组成 UI UO 2、工作原理 接通VCC瞬间，C中无电荷，所以： 1）UC=0 → 3、电压波形 2）UO=1 → C充电 →UI ， 3）UO=0 → C放电 →UI ， t Uo t UI 0 0 VT+ VT- 若是CMOS电路， T1 T2 T 1 R C + UI =VT+ → UO=0 UI =VT- → UO=1 T1= RC ln ———— VDD - VDD - T=T1+T2 ； f =1/T； q =T1/T UI =0 → UO=1 VT- VT+ T2= RC ln ——— 0 - 0 - VT+ VT- 则： 5、电路改进 占空比可调电路如图： 1 C UI UO R2 R1 + 充电经过R2 ，放电经过R1 ， T1= R2C ln ———— VDD-VT- VDD-VT+ T2= R1C ln —— VT+ VT- q =T1/T T=T1+T2 调节R1 或 R2 ，即可调节q 10-4-3 石英晶体多谐振荡器 一、石英晶体 许多应用场合。要求多谐振荡器的振荡频率f十分稳定，（如数字钟的秒脉冲频率）。上述电路的 f 都达不到要求。最简便的稳频方法是在多谐振荡器中接入石英晶体，构成石英晶体多谐振荡器。 石英晶体的固有振荡频率 fo 由结晶方向、外形尺寸决定；频率稳定度（Δfo / fo)可达10-10~10-11 。 fo 电容性 电感性 f X O 电抗频率特性曲线 当外加电压的频率f = fo 时，其电抗 X=0 。 UI1 UO UO1 UI2 1 1 C1 C2 G1 G2 RF1 RF2 2、工作原理 当UO的频率f = fo 时，反馈最强，电路才起振。 fo 的稳定度极高，这就解决了多谐振荡器的稳频问题。 结果： f = fo 。 符号 二、石英晶体振荡器 1、组成 将石英晶体接到多谐振荡器的正反馈回路中。 3、参数选择 各种固有振荡频率fo的石英晶体已做成成品，可根据所购晶体的fo选择电路的外接RF 和C， fo一般都很高，应利用分频器将fo分频为所需频率。 例如，需要频率为1HZ的秒脉冲,可选购 fo=32768HZ的晶振，通过15次二分频获得1HZ。 555定时器是单片集成电路，用途广， 可构成施密特触发器、 单稳态触发器、 多谐振荡器等。 双极型产品型号的后三位数码为555。 单极型产品型号的后四位数码为7555。 其功能和外部引脚的排列完全相同。 10-5-1 555定时器的电路结构与功能 一、组成与特点 VR1 VR2 UO TD +VCC CO U6 U2 1 2 6 5 8 4 3 7 （TH） （TR） RD 当CO端不接控制电压UCO时： VR2 = VCC ， 1 3 VR1 = VCC 2 3 国产CB555的结构框图： 它由三个5KΩ电阻、 比较器C1和C2、 基本RS触发器 和放电管TD 组成。 Q Q C1 + - C2 + - Rd Sd 5KΩ 5KΩ 5KΩ TD 相当于： C1出1； C1出0。 C1将U6 和 进行比较 VCC 2 3 当U6 时， VCC 2 3 当U6 时， VCC 2 3 U6 和 比较的结果，由C1反相输出。 VCC 2 3 反相 同相 U6 U2 RD UO TD Q Q Rd Sd 2 3 VCC 1 3 VCC 放电管TD的作用：给外接电容C提供放电通路。 Q Q C1 + - C2 + - Rd Sd VR1 VR2 5KΩ 5KΩ 5KΩ UO TD +VCC CO U6 U2 1 2 6 5 8 4 3 7 （TH） （TR） RD 结构图的等效简化电路： 相当于： C2出0； C2出1。 C2将U2和 进行比较 VCC 1 3 当U2 时， VCC 1 3 当U2