乐健老师数电第八章.ppt

武汉大学电气工程学院 8. 脉冲波形的变换与产生 作业 对本次讲课的意见。 习题：8.1.3 8.2.2 8.3.3 8.4.2 8.2.3 施密特触发器的应用 VT+ VT_ vT+ vT- 1. 波形变换 2. 波形的整形 合理选择回差电压，可消除干扰信号。 3.消除干扰信号 4. 幅度鉴别 8.3 多谐振荡器 8.3.1 用门电路构成的多谐振荡器 8.3.2 用施密特触发器构成的多谐振荡器 8.3.3 石英晶体振荡器 开关电路 RC延时环节 多谐振荡器的基本组成： 开关器件：产生高、低电平 反馈延迟环节（ RC电路）：利用RC电路的充放电特性实现延时，输出电压经延时后,反馈到开关器件输入端，改变电路的输出状态,以获得所脉冲波形输出。 概述 8.3.1 由CMOS门电路组成的多谐振荡器 1. 电路组成 v I D 1 D 2 T P T N v O1 R C D 4 D 3 T P T N v O G 1 G 2 + V DD VC 多谐振荡器 υo1 =1, υo =0 时,电容充电, υI增加; υo1 =0, υo =1 时,电容放电, υI下降; υo1与υo反相,电容接在υo与υI之间: 2. 工作原理 假定 电路初态： =1 v O 1 =0 v O v C = 0V 电容充电 v C v I v I 当 =VTH 时， 迅速使G1导通、 G2截止 电路进入第二暂态 v O2 =1 v O1 =0 =0 v O 1 =1 v O （1）第一暂稳态（初态）电容充电，电路自动翻转到第二暂稳态 v I v O 1 v O vI VDD VTH 0 t t vO VDD 0 （2）第二暂稳态电容放电，电路自动翻转到第一暂稳态 电容放电 v C v I v I 当 =VTH 时， 迅速使得G1截止、G2导通 电路返回第一暂稳态 υ O2 =0 υ O1 =1 2. 工作原理 v I v O 1 v O T＝RC1n4≈1.4RC 由门电路组成的多谐振荡器的振荡周期T取决于R、C电路和 VTH，频率稳定性较差。 3. 振荡周期的计算 vI(0+) ?0；vC(?) ? VDD ? =RC, t = t2-t1 T1 : vI(0+) ? VDD ；vC(?) ?0 ? =RC, t = t3-t2 T2 : vo vI VT+ VT_ VOL VOH T1 T2 0 t 0 t C vo vI R 1 8.3.2 用施密特触发器构成波形产生电路 8.3.3 石英晶体振荡器 1、石英晶体电路符号和选频特性 电路符号 阻抗特性 f X f0 电 感 性 电 容 性 电 容 性 当 f = f0 时, 电抗 X = 0 2、石英晶体振荡器 R: 使G1工作在线性区 C1 : 耦合电容 C2 : 抑制高次谐波 3、双相脉冲产生电路 CP Q f 1 f 2 8.4 555定时器及其应用 8.4.1 555定时器 8.4.2 用555定时器组成的施密特触发器 8.4.3 用555定时器组成的单稳触发器 8.4.4 用555定时器组成的多谐振荡器 555定时器是一种应用方便的中规模集成电路, 广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。 电阻分压器 电压比较器 基本SR锁存器 输出缓冲反相器 集电极开路输出三极管 1、电路结构 T vo vIC vI1 vI2 vo’ C1 C2 + - - + (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) R S 5 k? 5 k? 5 k? 1 RD VCC (8) G 8.4.1 555定时器 2、工作原理 电源 8-VCC 放电端 7-DISCH 阀值输入 6-THRES 控制电压 5-CONT 复位 4-RESET 输出 3-OUT 触发输入 2-TRIG 地 1-GND 功能 引脚 3、555定时器功能表 不变 不变 1 导通 0 1 截止 1 1 导通 0 0 × × 放电管T 输出(VO) 复位(RD) 触发输入(VI2) 阈值输入(VI1) 输 出 输 入 8.4.2 用555定时器组成施密特触发器 v I 如何改变电路的阈值电压和回差电压? 施密特触发器的应用 ①波形变换 VT+ VT_ 电路的频率可变? 如何改变占空比? ② 波形产生电路(多谐振荡器 ) C vo vI R 1 vo vI VT+ VT_ VOL VOH T1 T2 0 t 0 t C vo vI R 1 8.4.3 用555定时器组成单稳态触发器 1、电路 VCC vI ①没有触发信号时( υi 1/3V