[信息与通信]9 脉冲波形的产生与变换.ppt

第八章 脉冲波形的产生与变换 脉冲波形的获取，通常采用两种方法： 一种是利用脉冲信号产生器直接产生； 另一种则是通过对已有信号进行变换 一、555定时器的电路结构 由以下几部分组成： （1）三个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器。 （2）两个电压比较器C1和C2。 二．工作原理 （1）4脚为复位输入端（ RD ），当RD为低电平时，不管其他输入端的状态如何，输出vo为低电平。正常工作时，应将其接高电平。 （2）5脚为电压控制端，当其悬空时，比较器C1和C2的比较电压分别为2/3VCC 和1/3VCC 。 （3）2脚为触发输入端，6脚为阈值输入端，两端的电位高低控制比较器C1和C2的输出，从而控制RS触发器，决定输出状态。 8.2 施密特触发器 施密特触发器特点:(1)能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。(2)具有回差电压特性，当输入信号增加或减少时,有不同的阀值电压. 一. 用555定时器构成的施密特触发器 1. 电路组成及工作原理 2. 电压滞回特性和主要参数（1）电压滞回特性 （2）主要静态参数 （a）上限阈值电压VT+——vI上升过程中，输出电压vO由高电平VOH跳变到低电平VOL时，所对应的输入电压值。VT+=2/3VCC。 （b）下限阈值电压VT — ——vI下降过程中，vO由低电平VOL跳变到高电平VOH时，所对应的输入电压值。VT—=1 /3VCC。 （3）回差电压ΔVT ΔVT= VT+－VT—=1 /3VCC 若在电压控制端VIC（5脚）外加电压VS，则将有VT+=VS、VT—=VS/2、ΔVT= VS/2，而且当改变VS时，它们的值也随之改变。 ３、输出信号的电平变换 uo1为高电平， 放电管T截止， uo2=+Vcc2 uo1为低电平， 放电管T导通， uo2=０ 二． 集成施密特触发器 1. CMOS集成施密特触发器CC40106 三． 施密特触发器的应用举例 1. 用作接口电路——将缓慢 变化的输入信号，转换成为 符合TTL系统要求的脉冲波形。 ４. 用于脉冲鉴幅——从一系列幅度不同的脉冲信号中，选出那些幅度大于VT+的输入脉冲。 8.3 多谐振荡器 多谐振荡器——能产生矩形脉冲波的自激振荡器。 多谐振荡器一旦起振之后，电路没有稳态，只有两个暂稳态，它们做交替变化，输出连续的矩形脉冲信号，因此它又称作无稳态电路，常用来做脉冲信号源。 一． 用555定时器构成的多谐振荡器 1. 电路组成及工作原理 2. 振荡频率的估算 （1）电容充电时间T1：（用三要素法计算） 二． 占空比可调的多谐振荡器电路 利用半导体二极管的单向导电特性，把电容C充电和放电回路隔离开来，再加上一个电位器，便可构成占空比可调的多谐振荡器。 三． 石英晶体多谐振荡器 问题: 上面介绍的多谐振荡器中，由于其工作频率取决于电容C充、放电过程中，电压到达转换值的时间，因此稳定度不够高。一般在对振荡器频率稳定度要求很高的场合，都需要采取稳频措施，其中最常用的一种方法，就是利用石英谐振器—简称石英晶体或晶体，构成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(不讲) 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。 四．多谐振荡器应用实例1. 简易温控报警器 2. 双音门铃。 3. 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。 8.4 单稳态触发器 单稳态触发器——有一个稳态和一个暂稳态；在触发脉冲作用下，由稳态翻转到暂稳态；暂稳状态维持一段时间后，自动返回