数电第7章_脉冲波形的产生与整形.ppt

第7章 脉冲波形的产生与整形 第7章 脉冲波形的产生与整形 作业 7-2 题的1，2，3 7-3题的1，2 7-5 7-8 选 做 7-1 目 录 7.1 概述 7.2 矩形脉冲的产生 7.3 集成555定时器 7.4 应用电路实例 7.5 脉冲产生与整形电路的系统应用 矩形脉冲作为时钟信号控制和协调着整个数字系统的工作。 理想的时钟信号 — 标准的矩形波，上升和下降时间为0。 7.2 矩形脉冲的产生 7.3 集成555定时器 集成555定时器是一种将模拟和数字电路结合的、多用途的单片集成电路，如在其外部配上少许阻容元件，便能构成多种用途的振荡、整形及定时等多种应用电路。 555定时器由电阻分压器、两个比较器、RS锁存器、开关三极管和输出缓冲器五个基本单元组成。 组成： 电阻分压器 比较器 RS锁存器 开关三极管 输出缓冲器 7.3.1 555定时器的电路结构 7.3.1 555定时器的电路结构 电压比较器 C1、C2为集成运算放大器 集成运算放大器 集成运算放大器为多用于模拟信号运算（如比例、求和、积分、乘除等）的集成放大电路，简称为集成运放。 集成运放的逻辑符号、简化的集成运放低频等效电路及其电压传输特性 理想集成运放的主要参数为：1）开环增益为无穷大，Aod=?；2）输入电阻无穷大，Rid=?；3）输出电阻为零，Ro=0。 开环时，集成运放作为电压比较器使用。 当V+V-时，输出为+VOM 当V+V-时，输出为-VOM 7.3.2 工作原理 两个触发端加不同的信号与VR1、 VR2比较，使比较器的输出控制RS锁存器，使其分别工作在置0、置1和保持状态。如VCO悬空，功能表为： 7.4 应用电路实例 1、概述 施密特触发器是脉冲变换电路。其特点： 有两个稳定状态，状态的维持和转换均与输入电压有关，且有两个阈值电压：VT+ 和VT-，且VT+ ＞VT-。其传输特性具有滞回特性。 输出波形边沿陡峭，具有整形功能。 施密特触发器的符号和传输特性 反相型施密特触发器，VT+ 和VT-分别为两个阈值。 2、用555定时器构成施密特触发器 工作原理 当vi ＜V R1 时， 输出vO 为高电平， vi 上升到VR1和 VR2 之间时，输出vO仍保持高电平，直到vi ＞ VR2后， vO才降为低电平。 vi 上升到最大值后开始下降，当vi 下降到VR1和 VR2 之间时， 输出vO仍保持低电平，直到vi ＜ VR2后，vO 又恢复为高电平。 电压传输特性曲线（输出电压与输入电压之间的关系曲线 V R1 和VR2分别为上、下阈值电压，两电压之差为回差电压。 3. 施密特触发器的应用 7.4.2 单稳态触发器 1、概述 单稳态电路有一个稳态， 在外加触发脉冲的作用下，电路进入暂稳态，经过（tW）时间后， 能自动返回稳态。其中暂稳态维持的时间仅取决于电路本身元件的参数，与触发脉冲的宽度无关。通过触发脉冲产生矩形波。 2、用555定时器构成单稳态触发器 工作原理 工作波形 脉冲宽度的计算 脉冲宽度（tW）为电容充电时从0到上阈值所需的时间，如果上阈值为2VCC/3，根据三要素法，计算如下： 3、集成单稳态触发器及应用 74121 — TTL集成单稳态触发器，其中，A1、A2和B为触发脉冲输入端，可以选择上升沿触发或下降沿触发，为输出。外接Rext、Cext 充、放电元件，也可选用内部电阻（2KΩ左右）。 输出脉冲的宽度为： 集成单稳态触发器74121的功能表 7.4.3 多谐振荡器 1、概述 多谐振荡器有两个暂稳态，不需要外加输出（或触发）信号，就能在两个暂稳态之间连续交替转换，产生矩形脉冲信号。 2、用555定时器构成多谐振荡器 3、工作原理 无稳定状态，电源接通时输出应为随机状态。 输出高电平时，内部三极管截止，电源通过R1、R2向C 充电。uC指数规律增加。当uC≥VR1时，输出为低电平，三极管截止。 C通过R2放电， uC指数规律下降。当uC≥VR2时，输出再次为高电平 · · · · · ·形成矩形波。 4、工作波形 5、参数计算 T1 — uC从VR2到VR1的充电时间 τ充 =（ R1 + R2）C、 uC（0）=VR1、 uC（∞）=VCC 如：VR1=2VCC/3、 VR2=VCC/3，则： T2 — uC从VR1到VR2的放电时间 τ放 = R2C、uC（0）=VR2、 uC（∞）= 0 如：VR1=2VCC/3、 VR2=VCC/3，则： 频率与占空比 输出脉冲的周期、频率 6