数字电子技术 06A第六章 脉冲产生与整形电路.ppt

第六章 脉冲产生与整形电路 6.1.2 施密特触发器的应用： 以下为课件所用素材 三、主要参数及工作波形 t uI t uC t uO 2/3VCC tW (2)恢复时间tre tre tI tre=(3~5)τ放=(3~5)RCESC (3)最高工作频率fmax 若输入信号uI为周期为T的连续脉冲时，为了保证单稳态触发器能够正常工作，应满足以下条件： TtW+tre 因tWtI时，则当uC充电到2/3VCC，有R=0； 而此时2号引脚TR仍为低电平，有S=0,故会出现禁用态。 此时，可在输入负触发脉冲和触发器输入端之间接一个RC微分电路。 因此uI周期有最小值为tW+tre 单稳态触发器最高工作频率为： 6.2.2 单稳态触发器的应用 单稳态触发器每触发一次，电路就会输出一个宽度一定，幅度一定的矩形波。该电路在数字系统中，一般用于定时、延时和整形。 (2)定时——产生一定宽度的方波 (1)延时——把输入信号延迟一定时间后输出 观察uI和uO’下降沿的关系 uO’作用，与门打开的时间是恒定不变的 (3)整形——把不规则的波形转换成宽度、幅度都相等的波形 单稳态触发器能够把不规则的输入信号整形称为宽度幅度都相同的“干净”的矩形脉冲。因为输出波形的幅度仅取决于单稳电路输出的高低电平，其宽度tW只和R、C有关。 6.3 多谐振荡器 多谐振荡器的特点： （1）不需外触发的自激振荡器； （2）无稳定状态，均为暂稳态； （3）矩形波中含有丰富的高次谐波。 多谐振荡器是一种自激振荡电路，当电路连接好之后，只要接通电源，在其输出端便可获得矩形脉冲，由于矩形脉冲中除基波外还含有很多高次谐波，所以该电路被称为多谐振荡器。 6.3.1 用555定时器构成的多谐振荡器 一、电路结构 (1)旁路电容C1 (2)引脚2、6连一起 (3)引脚4、8连一起 (4)附加RC定时元件 二、工作原理 uO tW2 tW1 uC t t ①VCC通过R1、R2向C充电,在 uC 没有充电到 2VCC/3 之 前,Vo 保持 1 不变。 ② 当VC＝2VCC /3时 →Vo由1翻转为 0 。 →T 导通 →电容C 经R2、T放电。 ③当Vc降至VCC /3时，使得 →Vo回到 1 →T截止 →电容C 再充电，进入循环 ... uO tW2 tW1 uC t t 2/3VCC 1/3VCC （1）第一个暂稳态的脉冲宽度tW1，即uC从1/3VCC充电上升到2/3VCC所用时间 （2）第二个暂稳态的脉冲宽度tW2，即uC从2/3VCC放电下降到2/3VCC所用时间 uO tW2 tW1 uC t t 2/3VCC 1/3VCC 振荡周期： 振荡频率： 占空比： 三、占空比可调电路 由前占空比公式 可知，其波形不可能对称且其占空比不易调节。 下面给出一占空比可调电路并对其进行分析： uO VCC R1 C 0.01uF 1 2 3 4 8 7 6 5 R2 R3 RA RB 充电路径：tw1=RACln2 放电路径：tw2=RBCln2 占空比： q=tw1/(tw1+tw2) =RA / (RA+RB) 通过调节R2来调节占空比，与前相比，其特点是将充电和放电回路分开 uO + + - - ＆ ＆ 1 5kΩ Rb TH CO TR uD Q Q +VCC R C1 C2 TD 5kΩ 5kΩ ⑧ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ * * 内容提要 本章首先介绍555定时器，然后以此为基础介绍获得矩形脉冲的两种方法和一些具体电路。一种是将已有波形整形成为矩形脉冲，其具体电路是施密特触发器和单稳态触发器；一种是利用自激振荡电路直接产生矩形脉冲，其具体电路是多谐振荡器。 概述 多谐振荡器----用于产生脉冲 凡是能将不符合数字电路要求的非脉冲信号变成具有一定幅度和宽度的脉冲信号输出（变换）；或者由振荡直接产生一定规格的脉冲波形的电路，都属于本章研究范围。这类电路形式有很多，但基本可以归纳为三类： 单稳态触发器----用于脉冲波形的变换和定时 施密特触发器----用于脉冲波形的变换，尤其是将模 拟量转换成数字波形 预备知识——（电容充放电） (1) 电容两端的电压不能突变，VC(0+)＝ VC(0-) ，电容充放电需要时间， 有过渡过程，其时间长短只与τ＝RC有关,工程上取3τ； （2）开始充放电（换路）瞬间，阻抗很小，相当短路；充放电结束， 电路处于稳态，C支路电流为0，阻抗很大，相当开路； （3）简单RC电路中，各处电压、电流均按指数规律变化； （4）在简单RC电路中 或 555定时器 555