数字电子技术课件作者卢庆林第六章节.ppt

第六章 脉冲信号的产生与整形 第一节 集成555定时器 第二节 施密特触发器 第三节 单稳态触发器 第四节 多谐振荡器 本章小结 三、集成单稳态触发器74121 A1和A2是两个下降沿有效的触发信号输入端，B是上升沿 有效的触发信号输入端。 集成单稳态触发器74121的外部元件连接方法:（a）使用外部电阻Rext且电路为下降沿触发的连接方式. （b）使用内部电阻Rint且电路为上升沿触发的连接方式。 74121的主要参数 (1) 输出脉冲宽度tW 使用外接电阻： tW ≈0.7RextC 使用内部电阻： tW ≈0.7RintC （2）输入触发脉冲最小周期Tmin Tmin= tW＋tre tre是恢复时间。 （3）周期性输入触发脉冲占空比q 定义： q = tW/T 最大占空比： qmax= tW/ Tmin 74121内部电阻=2kΩ，外接电阻Rext可在1.4～40kΩ之间选择， 外接电容C可在10pF～10μF之间选择， 所以，当R=2kΩ时， 最大占空比qmax为67%； 当R=40kΩ时，最大占空比qmax可达90%。 2. 延时与定时 （1）延时 3. 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。 4. 触摸、声控双功能延时灯 555和T1、R3、R2、C4组成单稳定时电路，定时（即灯亮）时间约为1分钟。当击掌声传至压电陶瓷片时，HTD将声音信号转换成电信号，经T2、T1放大，触发555，使555输出高电平，触发导通晶闸管SCR，电灯亮；同样，若触摸金属片A时，人体感应电信号经R4、R5加至T1基极，也能使T1导通，触发555，达到上述效果。 占空比可调的振荡器 四、 石英晶体多谐振荡器 1.石英晶体的选频特性 有两个谐振频率。当f=fs时，为串联谐振，石英晶体的电抗X=0； 当f=fp时，为并联谐振，石英晶体的电抗无穷大。 由晶体本身的特性决定： fs≈ fp≈ f0（晶体的标称频率） 石英晶体的选频特性极好，f0十分稳定，其稳定度可达10-10～10-11。 2. 石英晶体多谐振荡器 （1）串联式振荡器 （2）并联式振荡器 RF是偏置电阻，保证在静态时使G1工作转折区，构成一个反相放大器。 晶体工作在略大于fS与 fP之间，等效一电感，与C1、C2共同构成电容三点式振荡电路。电路的振荡频率= f0。 反相器G2起整形缓冲作用，同时G2还可以隔离负载对振荡电路工作的影响。 五、多谐振荡器应用实例1. 简易温控报警器 3. 双音门铃。 4. 秒脉冲发生器 CMOS石英晶体多谐振荡器产生f=32768Hz的基准信号，经T/触发器构成的15级异步计数器分频后，便可得到稳定度极高的秒信号。这种秒脉冲发生器可做为各种计时系统的基准信号源。 本章小结 1）本章介绍了集成555定时器及施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器。讨论了它们的结构、功能及构成整形电路和脉冲振荡电路的方法。 2）施密特触发器的输出状态取决于输入信号的电平大小，且输入触发信号存在回差电压，若输入触发信号在回差电压之内，电路保持状态不变，因此具有较强的抗干扰能力，主要用于把变化缓慢的输入脉冲信号整形为数字电路所需的矩形脉冲。 3）单稳态触发器及多谐振荡器在结构上都属于反馈结构，电路的状态通过电路内部电容的充放电来决定，单稳态触发器有一个稳态，而多谐振荡器没有稳定状态，无需外加触发脉冲，用于产生脉冲输出，现常用集成石英晶体振荡器提供脉冲。 4）555定时器是一种应用广泛的集成元件，多用于构成脉冲的产生、整形及定时电路。本章应重点掌握555定时器的功能，以及由定时器构成的施密特触发器、单稳态触发器及多谐振荡器的方法。 　　接通VCC后瞬间，VCC通过R对C充电，当uc上升到2VCC/3时，比较器C1输出为0，将触发器置0，uo＝0。这时Q=1，放电管T导通，C通过T放电，电路进入稳态。 　　ui到来时，因为ui＜VCC/3，使C2＝0，触发器置1，uo又由0变为1，电路进入暂稳