数字电子技术06-脉冲波形的产生和整形课件.ppt

1、第第6 6章章 脉冲波形的产生和整形脉冲波形的产生和整形6.16.1脉冲信号脉冲信号6.26.2555555集成定时器集成定时器6.36.3施密特触发器施密特触发器6.46.4单稳态触发器单稳态触发器6.56.5多谐振荡器多谐振荡器6.66.6555555定时器的实际应用电路定时器的实际应用电路1、理解理解555定时器的工作原理；定时器的工作原理；2、理解单稳态触发器、施密特触发器、理解单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器的特点及应用；多谐振荡器的特点及应用；教学要求：教学要求：3、掌握由掌握由555构成的单稳态触发器、施密特触发器、构成的单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器的工作原理及参

2、数计算。多谐振荡器的工作原理及参数计算。6.1脉冲信号脉冲信号一、什么是脉冲信号？一、什么是脉冲信号？持续时间较短、有特定变化规律的电压或电流信号持续时间较短、有特定变化规律的电压或电流信号尖顶脉冲信号尖顶脉冲信号三角波信号三角波信号矩形脉冲信号矩形脉冲信号二、获取矩形脉冲的方法二、获取矩形脉冲的方法1.脉冲波形发生电路脉冲波形发生电路 多谐振荡器多谐振荡器2.脉冲波形整形电路脉冲波形整形电路 施密特触发器、单稳态触发器施密特触发器、单稳态触发器三、三、描述矩形脉冲特性的主要参数描述矩形脉冲特性的主要参数T:脉冲周期脉冲周期Vm：脉冲幅度脉冲幅度tw：脉冲宽度脉冲宽度tr：上升时间：上升时间

3、tf：下降时间：下降时间q：占空比占空比 q=tw/T一、电路结构一、电路结构6.2555集成定时器二、工作原理及功能表二、工作原理及功能表输 入输 出00导通10导通1不变 不变11截止11截止CCV32CCV31CCV32CCV32CCV32CCV31CCV31CCV31DR1IV2IVOVVT三、逻辑符号与引脚图三、逻辑符号与引脚图四、主要参数四、主要参数1、电源电压：、电源电压：516V(TTL)/318V(CMOS)2、最大负载电流：、最大负载电流：200mA(TTL)/4mA(CMOS)6.3 施密特触发器施密特触发器一、施密特触发器（一、施密特触发器（Schmitt Trigge

4、r）的特点）的特点1、输入信号在上升和下降过程中的电路状态发、输入信号在上升和下降过程中的电路状态发生转换对应的输入电平不同。生转换对应的输入电平不同。2、电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形、电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边沿变陡。边沿变陡。二、施密特触发器的电压传输特性与符号二、施密特触发器的电压传输特性与符号回差特性回差特性三、施密特触发器的类型三、施密特触发器的类型1、电路构成、电路构成电路状态变化的过程电路状态变化的过程,)2(,)1(IIVV2、工作原理、工作原理2、工作原理、工作原理?,?,TITIVVVV值使电路状态发生转变的值使电路状态发生转变的回差电压：回差电压：

5、VT=VT+-VT-=(1/3)VCCOHVOLV逻辑电路图：逻辑电路图：改变改变VcoVco可改变回可改变回差电压大小差电压大小提高内部比较器参考电压提高内部比较器参考电压V VR1R1和和V VR2R2的稳定性的稳定性1、波形变换、波形变换2、鉴幅、鉴幅3、脉冲整形、脉冲整形6.4 单稳态触发器单稳态触发器一、单稳态触发器（一、单稳态触发器（One-shot）的特点）的特点1.有一个有一个稳态稳态和一个和一个暂稳态暂稳态2.在触发脉冲的作用下能从在触发脉冲的作用下能从稳态稳态暂稳态暂稳态，在暂稳态持续，在暂稳态持续一段时间后，再一段时间后，再自动返回到稳态自动返回到稳态。3.暂稳态维持时间

6、暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数的长短取决于电路本身的参数自动返回自动返回二、单稳态触发器的类型和符二、单稳态触发器的类型和符号号稳态：稳态：V VO O=0=0工作期：工作期：V VO O=1=1，电容充电，电容充电恢复期：恢复期：V VO O=0=0，电容放电，电容放电t0t1VOVcVit2tw利用一阶电路的三要素法：RCVUUCCCC充)(0)0(WtCCCWCeUUUtU)()0()()(当23VCCCU时，UO=0，电容开始放电)()()0()(lnWCCCCWtUUUURCtCCCCCCVVVRC320lnRCRC1.13ln脉冲宽度脉冲宽度t tw w暂稳态输出的宽度暂

7、稳态输出的宽度RCtw1.1小结小结 定时时间只与定时时间只与R和和C有关有关 由于比较器输入电阻较大，所以外界由于比较器输入电阻较大，所以外界电阻电阻R取值范围较大，可以从几百欧姆到几兆欧取值范围较大，可以从几百欧姆到几兆欧姆，电容几百皮法到几百微法，定时时间为几个姆，电容几百皮法到几百微法，定时时间为几个微秒到几分钟微秒到几分钟恢复时间恢复时间CrtR放)53(分辨时间分辨时间RWdttt1 1、延时、延时2 2、定时、定时vIvF1&vIvO1单稳与门vFOvOvtWvO13 3、整形、整形IvvOtWCPU复位端复位端CPU某一某一I/O4 4、看门狗、看门狗6.5 多谐振荡器多谐振荡

8、器一、什么是多谐振荡器？一、什么是多谐振荡器？不需要外加触发信号，便能不需要外加触发信号，便能自动产生自动产生矩形脉冲信号的电路。矩形脉冲信号的电路。特点：自激振荡器；特点：自激振荡器；无稳态电路，从一种暂态自动翻转到另一种暂态。无稳态电路，从一种暂态自动翻转到另一种暂态。二、多谐振荡器的类型二、多谐振荡器的类型对称式多谐振荡器对称式多谐振荡器非对称非对称多谐振荡器多谐振荡器6 石英晶体多谐振荡器年美国 卡第提出用石英压电效应调制电磁振荡的频率。巴黎广播电台首先用严济慈制作的石英振荡片实现了无线电播音中的稳频，随后各国相继采用，使无线广播振荡电磁回路稳频成为压电晶体的最重要应用之一。输 入输

9、出00导通10导通1不变 不变11截止11截止CCV32CCV31CCV32CCV32CCV32CCV31CCV31CCV31DR1IV2IVOVDT（1）接通电源时，VO=1，电容充电CRRVUUCCCC)()(0)0(21充（2）当UC上升至23VCC13VCC UCVO=1，电容充电13VCC23VCCT1 T23、当UC上升至23VCC时，VO=0，电容放电CRCrRUVUdCCCC22)(0)(32)0(放4、当UC下降至23VCC13VCC UC时，UO=0，电容放电5、当UC下降至13VCCUO=1，电容充电2ln)2(00lnln)(1221221CRRVVCRVVVVCRRT

10、TTTTTCCTCC%5022121RRRRq15VCO555RDVCCDISCTRTHOUTGND487623VCCR1CvoR2VI例：分析下图例：分析下图(1)说明图中两个说明图中两个555分别接成什么电路？分析工作原理。分别接成什么电路？分析工作原理。(2)改变电路中什么参数可以改变喇叭的响声持续时间？改变电路中什么参数可以改变喇叭的响声持续时间？(3)改变电路中什么参数可以改变喇叭的响声音调高低？改变电路中什么参数可以改变喇叭的响声音调高低？1VCO555RDVCCDISCTRTHOUTGND487623VCCR1Cvo11VCO555RDVCCDISCTRTHOUTGND487623R3Cvo2R4R5550.01uF0.01uF21R2S(1)(2)C3将上图中第二个将上图中第二个555改成如下电路，则改成如下电路，则电路效果如何？电路效果如何？思思考考题题15VCO555RDVCCDISCTRTHOUTGND487623VCCR1C0.01uFvo1R215VCO555RDVCCDISCTRTHOUTGND487623R3Cvo2R4R5R6tw设计一模拟声响电路：设计一模拟声响电路：按一定的时间间隔发出某种频率的声音。按一定的时间间隔发出某种频率的声音。（呜（呜呜间隙声响）呜间隙声响）思思考考题题