第8章脉冲波形的产生和整形.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,8,章,脉冲波形的产生和整形,本章导读,通过本章的学习，使读者了解：,在数字电路中，提供时钟脉冲信号,CP,及各种不同频率的脉冲信号一般有两种方法，一是由矩形波振荡器提供，二是利用整形电路将已有的信号变换成所需要的脉冲波形（如矩形波、尖脉冲波、锯齿波等）。本章主要介绍集成,555,定时器、施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器和相应的集成电路产品及其应用等。,8.1,脉冲电路概述,脉冲电路的主要作用是产生脉冲信号和进行脉冲信号的变换。,几种常用的脉冲波形,脉冲波形的参数,V,m,脉冲最大幅度,t,r,脉冲上升时间,t,f,脉冲下降时间,t,P,脉冲宽度,T,周期,f,频率,D,占空比,8.2,集成,555,定时器,555,定时器是一种中规模集成定时电路（也称,555,时基电路），,555,定时电路的产品有双极型和,CMOS,型两种。,1.,电路形式,555,集成电路内部结构框图,8.2,集成,555,定时器,2.,功能,阈值端,触发端,复位端,触发器状态,定时器状态,三极管状态,2V cc/3,V cc/3,1,0,0,饱和,V cc/3,1,保持,保持,保持,2V cc/3,V cc/3,1,1,1,截止,0,0,0,饱和,8.3,施密特触发器,施密特触发器是一种脉冲信号整形电路，它与一般触发器一样有两个稳定工作状态，但与前面介绍的触发器有如下,不同,:,施密特触发器属于电平触发器，缓慢变化的信号也可作触发输入信号，当触发输入信号达到某一特定阈值时，输出电路会发生突变，施密特触发器的状态会从一个稳态翻转到另一个稳态。,回差特性。,无记忆功能,:,施密特触发器的稳态要靠外加信号维持，信号撤除会导致电路状态的改变。,8.3.1,由,555,定时器构成的施密特触发器,1.,电路组成,由定时器构成的施密特触发器,8.3.2,回差电压可调的施密特触发器,回差电压可调的施密特触发器,8.3.3,施密特触发器的应用,波形变换,波形变换,8.3.3,施密特触发器的应用,2.,波形整形,波形整形,8.3.3,施密特触发器的应用,3.,幅度鉴别,幅度鉴别,8.4,单稳态触发器,8.4.1,由,555,定时器构成的单稳态触发器,1.,电路组成,555,定时电路构成的单稳态触发器,8.4,单稳态触发器,8.4.1,由,555,定时器构成的单稳态触发器,2.,工作原理,单稳态触发器的工作过程一般分为五个阶段：,（,1,）稳态,（,2,）触发翻转,（,3,）暂稳态,（,4,）自动返回,（,5,）恢复阶段,8.4,单稳态触发器,8.4.1,由,555,定时器构成的单稳态触发器,3.,主要参数,（,1,）输出脉冲宽度,t,pO,（,2,）恢复时间,t,re,（,3,）最高工作频率,f,max,8.4.2,集成单稳态电路,1.,不可重复触发单稳态触发器,74121,（,1,）图形符号及逻辑功能表,74121,图形符号,8.4.2,集成单稳态电路,若,T,R-A,、,T,R-B,、,T,R+,全为高电平，,T,R-A,及,T,R-B,中有一个或两个产生由高到低的负跳变。,若,T,R-A,、,T,R-B,输入中有一个或两个为低电平，,T,R+,发生由低到高的正跳变。,1.,不可重复触发单稳态触发器,74121,（,2,）触发,电路可由稳态翻转到暂稳态,8.4.2,集成单稳态电路,1.,不可重复触发单稳态触发器,74121,（,3,）定时,74121,一经触发进入暂稳态，其定时时间仅取决于定时电阻,R,和定时电容,C,的大小，不再受输入的影响。,8.4.2,集成单稳态电路,2.,可重复触发单稳态触发器,74122,（,1,）图形符号及逻辑功能表,74122,图形符号,8.4.2,集成单稳态电路,2.,可重复触发单稳态触发器,74122,（,2,）触发,集成单稳态触发器,74122,在被触发，由稳定的“,0”,态翻转到暂稳态的两种情况。,（,3,）定时,74122,集成单稳的脉冲宽度,t,pO,的大小可以通过三种方式来控制。,不可重复触发的单稳,:,在稳态情况下一旦进入暂稳态，暂稳态维持时间仅取决于定时元件的参数，与暂稳态期间是否再受到其他触发信号的作用无关，即输出脉冲宽度是固定的。,可重复触发的单稳,:,即使受到前面信号的触发，电路进入暂稳态，后来的触发信号仍可对它起作用，再触发后，电路还可以在暂稳态期间继续维持由定时元件所决定的时间，也就是说，单稳电路输出脉宽可展宽，其展宽的脉冲宽度是第一个触发信号与这个触发信号间的时间间隔。,两类单稳态触发器的区别,8.4.2,集成单稳态电路,3.,单稳态触发器的应用,（,1,）整形,（,2,）定时,（,3,）延时,8.4.2,集成单稳态电路,4.,微分型单稳态触发器,（,1,）微分型单稳触发器电路组成,微分型单稳态触发器,8.4.2,集成单稳态电路,4.,微分型单稳态触发器,（,2,）工作原理,稳态,触发翻转,暂稳态,自动返回,恢复阶段,8.4.2,集成单稳态电路,4.,微分型单稳态触发器,（,3,）主要参数,输出脉冲宽度,t,pO,恢复时间,t,re,最高工作频率,f,max,8.5,多谐振荡器,多谐振荡器是能产生矩形脉冲波的自激振荡器。多谐振荡器一旦振荡起来后，电路没有稳态，只有两个暂稳态。这两种暂稳态交替变化输出矩形脉冲信号，因此又被称作无稳电路。多谐振荡器常用来作为脉冲信号源。,多谐振荡器定性符号,8.5.1,由,555,定时器构成的多谐振荡器,1.,电路形式,由,555,定时器构成的多谐振荡器,8.5.1,由,555,定时器构成的多谐振荡器,2.,工作原理,（,1,）暂稳态,1,（,2,）自动翻转,1,（,3,）暂稳态,2,（,4,）自动翻转,2,3.,特性参数,暂稳态维持时间,振荡周期,振荡频率,占空比,8.5.1,由,555,定时器构成的多谐振荡器,4.555,定时器构成的振荡器的应用举例,（,1,）模拟声响电路,（,2,）电压频率变换器,8.5.2,由两个集成单稳态触发器构成的多谐振荡器,1.,电路结构,由两个集成单稳态触发器构成的多谐振荡器,8.5.3,石英晶体振荡器,石英晶体振荡器,石英晶体阻抗频率特性,8.5.4,环形多谐振荡器,1.,电路组成,RC,环形多谐振荡器,8.5.4,环形多谐振荡器,2.,工作原理,两暂稳态等效电路,8.5.4,环形多谐振荡器,3.,振荡周期的估算,RC,环形多谐振荡器的振荡频率取决于,R,、,C,值的大小。通常采用波段开关换接电容,C,实现频率的粗调，而用电位器,R,实现频段内频率的细调。,本章小结,1,、施密特触发器和单稳态触发器是最常用的两种整形电路。,2,、自激的脉冲振荡器，它们不需要外加输入信号，只要接通供电电源，就自动产生矩形脉冲信号。,3,、,555,定时器是一种用途很广的集成电路，除了能组成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器以外，还可以接成各种应用电路。,