脉冲波形的整形与产生.ppt

4. 施密特触发器的应用 波形变换 幅度鉴别 脉冲整形 8.3. 门电路组成的脉冲信号电路和集成脉冲发生器 8.3.1. 多谐振荡器 图8-14 门电路组成的多谐振荡器 在t1时刻，ui1（uo）由0变为1，于是uo1（ui2）由1变为0，uo2由0变为1。由于电容电压不能跃变，故ui3必定跟随ui2发生负跳变。这个低电平保持uo为1，以维持已进入的这个暂稳态。 在这个暂稳态期间，uo2（高电平）通过电阻R对电容C充电，使ui3逐渐上升。在t2时刻，ui3上升到门电路的阈值电压UT，使uo（ui1）由1变为0，uo1（ui2）由0变为1，uo2由1变为0。同样由于电容电压不能跃变，故ui3跟随ui2发生正跳变。这个高电平保持uo为0。至此，第一个暂稳态结束，电路进入第二个暂稳态。 在t2时刻，uo2变为低电平，电容C开始通过电阻R放电。随着放电的进行，ui3逐渐下降。在t3时刻，ui3下降到UT，使uo（ui1）又由0变为1，第二个暂稳态结束，电路返回到第一个暂稳态，又开始重复前面的过程。 电路的振荡周期： 2 石英晶体多谐振荡器 石英晶体具有很好的选频特性。石英晶体接入电路后,只有当信号频率为晶体固有的谐振频率f0时,晶体的等效阻抗最小,信号最容易通过,其他频率的信号均被晶体严重衰减。因此,电路的振荡频率等于石英晶体固有谐振频率f0。 图8-16石英晶体多谐振荡器 图8-15石英晶体频率特性 8.3.2. 单稳态触发器 图8-18 微分型单稳态触发器 * * 第8章 脉冲波形的产生与整形 　　本章内容： 　　以中规模集成电路555定时器为典型电路，讨论由555定时器、逻辑门构成的多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器的原理及应用。 引 言 脉冲波形是指所有的离散信号波形，其中以矩形脉冲波(方波)最具代表性，它是数字系统的工作波形。矩形脉冲波及其主要参数如图8-1所示。 图8-1 矩形脉冲波形及参数 8.1. 集成555定时器 555定时器是一种多用途的单片中规模集成电路。 该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成多谐、单稳和施密特触发器。 在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器和电子玩具等许多领域中都得到了广泛的应用。 目前生产的定时器有双极型和CMOS两种类型，其型号分别有NE555（或5G555）和C7555等多种。 8.1.1. 555定时器的电路结构及工作原理 1. 555定时器的电路结构 图8-2 555定时器逻辑结构图 当ui1 ，ui2 时，比较器 A1输出高电平，A2也输出高电平，即基本RS触发器R=“1”，S=“1”，触发器状态不变，电路亦保持原状态不变。 当ui1 ，ui2 时，比较器 A1输出高电平，A2输出低电平，基本RS触发器被置“1”，放电三极管VT截止，输出端uO为高电平，即uo=“1”。 2. 555定时器的工作原理 当ui1 ，ui2 时，比较器 A1输出低电平，A2输出高电平，基本RS触发器被置“0”，放电三极管VT导通，输出端uO为低电平，即uo=“0”。 3. 555定时器的功能 8.2. 555定时器构成脉冲的产生与整形电路 多谐振荡器是一种常用的脉冲波形发生器，在接通电源后，不需外加输入信号，能自动产生矩形波的自激振荡器。因矩形波中含有多种谐波成分，故称多谐振荡器。 8.2.1. 555定时器构成的多谐振荡器 多谐振荡器振荡后，电路没有稳态，只有两个暂稳态在作交替变化，是一种无稳态电路 1. 电路结构 图8-3 多谐振荡器电路图 我们把uc从 上升到 这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间为t1。t1的长短与电容的充电时间有关，充电时间常数τ1=(R1+R2)C。 2. 工作原理 假定零时刻电容初始电压为零，零时刻接通电源后，因电容两端电压不能突变，则有uTH= =uc=0V ＜ ，输出uo= “1”，放电管VTD截止电源通过电阻R1、R2向电容C充电，电容电压开始上升。当电容两端电压uc≥ 时，uTH= = uc≥ ，输出uo = “0”，放电管VTD导通。 放电管VT导通后，电容器不再充电，反而通过电阻R2和放电管VTD向电源地端放电，电容电压开始下降。当电容两端电压uc≤ 时，uTH= =uc≤ ，那么输出由uo=“0”变为uo=“1”，同时放电管VTD截止。我们把uc从 下降到 这段时间内电路的状态称为第二暂稳态，其维持时间为t2，t2的长短与电容的放电时间有关，放电