模块六-脉冲信号的产生与整形课件.ppt
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- 关 键 词:
- 模块 脉冲 信号 产生 整形 课件
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1、模块六模块六 脉冲信号的产生与整形脉冲信号的产生与整形项目项目8 变音门铃电路变音门铃电路项目项目9 警铃电路警铃电路工作任务任务1:多谐振荡器的制作任务2:施密特触发器的制作任务3:变音门铃电路的设计与仿真任务4:警铃电路的设计与仿真学习目标1、掌握施密特触发器电路工作原理2、掌握单稳态触发器电路工作原理3、掌握多谐振荡器电路工作原理4、掌握应用555集成定时器的应用主要要求:主要要求:了解脉冲信号产生与整形的方法。了解脉冲信号产生与整形的方法。了解多谐振荡器的常用电路及其工作原理。了解多谐振荡器的常用电路及其工作原理。6.1 概概 述述了解了解施密特触发器和单稳态触发器的逻辑施密特触发器和
2、单稳态触发器的逻辑功能、工作特点和典型应用功能、工作特点和典型应用。常用的有施密特触发器和单稳态触发器。常用的有施密特触发器和单稳态触发器。一、脉冲信号产生与整形的方法一、脉冲信号产生与整形的方法 获取脉冲信获取脉冲信号的方法号的方法 脉冲信号产生与脉冲信号产生与整形电路整形电路的实现的实现是一种多用途集成电路,只要外接少量阻容是一种多用途集成电路,只要外接少量阻容元件就可构成施密特触发器、单稳态触发器和多元件就可构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等,使用方便、灵活,应用广泛。谐振荡器等,使用方便、灵活,应用广泛。用多谐振荡器直接产生。用多谐振荡器直接产生。用用整形电路整形电路对已有波
3、形进行整形、变换。对已有波形进行整形、变换。施密特触发器施密特触发器主要用以主要用以将缓慢变化将缓慢变化或快速变化的或快速变化的非矩形脉冲变换非矩形脉冲变换成陡峭的矩形脉冲。成陡峭的矩形脉冲。单稳态触发器单稳态触发器 主要用以将宽度不符合要求的脉主要用以将宽度不符合要求的脉冲变换成符合要求的矩形脉冲。冲变换成符合要求的矩形脉冲。用门电路构成。用门电路构成。用专用的集成电路。用专用的集成电路。用用 555 定时器定时器构成。构成。UOLUOH二、施密特触发器二、施密特触发器(一一)施密特触发器的特性和符号施密特触发器的特性和符号 UT=UT+-UT-回差电压回差电压施密特触发施密特触发器工作特点
4、器工作特点(1)允许输入信号允许输入信号为为缓慢变化缓慢变化的信号。的信号。(2)有有两个阈值两个阈值电压。电压。(3)有两个稳态。有两个稳态。UT+OuOuIUT-正向阈值电压正向阈值电压负向阈值电压负向阈值电压 当当 uI 从小增大时,从小增大时,经过经过 UT+处才能使输处才能使输出发生跃变。出发生跃变。当当uI从大减小从大减小时,经过时,经过UT-处才能处才能使输出发生跃变。使输出发生跃变。Schmitt TriggerUOLUOHUT+OuOuIUT-uOuI具有施密特特具有施密特特性的与非门符号性的与非门符号OuItuOUT+UT-Ot(二二)施密特触发器应用举例施密特触发器应用举
5、例 波形变换波形变换 将三角波、正弦波和其它将三角波、正弦波和其它不规则信号变换成矩形脉冲。不规则信号变换成矩形脉冲。UOHUOL uI UT+后,后,uO=UOL,只有当只有当 uI下降到经过下降到经过 UT-时,时,uO 才会发生跃变。才会发生跃变。uI 2/3VCC时时电压传输特性为反相输出的滞回特性电压传输特性为反相输出的滞回特性uIuO当当TH=TR=uI1/3VCC时时1/3VCC0当当1/3VCC TH=TR=uI2/3VCC时时当当uI1/3VCC时时当当uI由高电平逐渐下降,由高电平逐渐下降,且且1/3VCC uI 1/3 VCC)。当当 uC 2/3 VCC 时,满足时,满
6、足TR=uI 1/3 VCC,TH=uI 2/3 VCC,因因此此 uO 为低电平,为低电平,V 导通,电容导通,电容 C 经放经放电管电管 V 迅速放电完毕,迅速放电完毕,uC 0 V。这时这时TR=UIH 1/3 VCC,TH=uC 0 2/3 VCC,uO 保持保持低电平不变。因此,低电平不变。因此,稳态时稳态时 uC 0 V,uO 为低电平。为低电平。充电充电工作原理工作原理 导通导通放电放电VuCOtOuOtUOLUOHtWOCC32VOtUIHCC31VuItWIVCC0VUOLUIH 2.触发进入暂稳态触发进入暂稳态 (二二)工作原理、工作波形与参数估算工作原理、工作波形与参数估
7、算 uCOtOuOtUOLUOHtWOCC32VOtUIHCC31VuItWIVCC当输入当输入 uI 由高电平跃变为低电平由高电平跃变为低电平(应应 1/3 VCC)时,使时,使 TR=UIL1/3 VCC而而TH=uC 0 V 2/3 VCC,因此,因此 uO 跃变为跃变为高电平,进入暂稳态高电平,进入暂稳态,这时放电管,这时放电管 V截止,截止,VCC 又经又经 R 向向 C 充电,充电,uC 上升上升。UILUOH充电充电 3.自动返回稳定状态自动返回稳定状态 (二二)工作原理、工作波形与参数估算工作原理、工作波形与参数估算 uCOtOuOtUOLUOHtWOCC32VOtUIHCC3
8、1VuItWIVCC 2.触发进入暂稳态触发进入暂稳态 UIHUOL TH2/3 VCC放电放电V当输入当输入 uI 由高电平跃变为低电平由高电平跃变为低电平(应应 1/3 VCC)时,使时,使 TR=UIL1/3 VCC 而而TH=uC 0 V 1/3 VCC),因此,因此 uO 重新跃变重新跃变为低电平。为低电平。同时,放电管导通,同时,放电管导通,C 经经 V 迅速放电迅速放电 uC 0 V,放电完毕放电完毕后,电路返回稳态。后,电路返回稳态。例例 用上述单稳态电路输出定时用上述单稳态电路输出定时时间为时间为1 s 的的正脉冲,正脉冲,R=27 k,试确定定时元件试确定定时元件 C 的取
9、值。的取值。(二二)工作原理、工作波形与参数估算工作原理、工作波形与参数估算 uCOtOuOtUOLUOHtWOCC32VOtUIHCC31VuItWIVCC输出脉冲宽度输出脉冲宽度 tW 即为暂稳态维持时即为暂稳态维持时间,主要取决于充放电元件间,主要取决于充放电元件 R、C。该单稳态触发器为不可重复触发器,该单稳态触发器为不可重复触发器,且要求输入脉宽且要求输入脉宽 tWI 小于输出脉宽小于输出脉宽 tWO。解:解:因为因为 tWO 1.1 RC故故可取标称值可取标称值 33 F。F33.7k271.1S11.1WO RtC估算公式估算公式 tWO 1.1 RCGNDVCCRDOUTCO5
10、55THTRDISVCC0.01 FR1CuOuC-+R2四、用四、用 555 定时器组成多谐振荡器定时器组成多谐振荡器 (一一)电路结构电路结构 DISVCCR1THTRGNDVCCRDCO0.01 FOUTuOCuC-+R2(二二)工作原理、工作波形与周期估算工作原理、工作波形与周期估算 uCOtOuOtUOLUOHtWHtWLCC32VCC31V 充电充电UOHTH=TR=uC 很小很小接通接通 VCC 后后,开始时,开始时 TH=TR=uC 0 0,uO 为高电平,为高电平,放电管截止,放电管截止,VCC 经经 R1、R2 向向 C 充电,充电,uC 上升上升,这时,这时电电路路处于暂
11、稳态处于暂稳态。工作原理工作原理 (二二)工作原理、工作波形与周期估算工作原理、工作波形与周期估算 uCOtOuOtUOLUOHtWHtWLCC32VCC31V UOLTH=TR 2/3 VCC当当 uC 上升到上升到 TH=TR=uC 2/3 VCC 时,时,uO 跃变为低电平,跃变为低电平,同时放电管同时放电管 V 导通,导通,C 经经 R2 和和 V 放电,放电,uC 下降下降,电路进入电路进入暂稳态暂稳态。工作原理工作原理 接通接通 VCC 后后,开始时,开始时 TH=TR=uC 0,uO 为高电平,为高电平,放电管截止,放电管截止,VCC经经 R1、R2 向向 C 充电,充电,uC
12、上升上升,这时,这时电电路路处于暂稳态处于暂稳态。放电放电当当 uC 下降到下降到 TH=TR=uC 1/3 VCC 时,时,uO 重新跃变为高电平重新跃变为高电平,同时,同时放电管放电管 V 截止,截止,C 又被又被充电,充电,uC 上升上升,电路又电路又返回到暂稳态返回到暂稳态。(二二)工作原理、工作波形与周期估算工作原理、工作波形与周期估算uCOtOuOtUOLUOHtWHtWLCC32VCC31V TH=TR1/3VCC工作原理工作原理 当当 uC 上升到上升到 TH=TR=uC 2/3 VCC时,时,uO 跃变为低电平,跃变为低电平,同时放电管同时放电管 V 导通,导通,C 经经 R
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