脉冲波形的产生和整形主题知识讲座.pptx

脉冲波形的产生和整形主题知识讲脉冲波形的产生和整形主题知识讲座座脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第1页8.1 脉冲电路概述脉冲电路概述脉冲电路主要作用是产生脉冲信号和进行脉冲信脉冲电路主要作用是产生脉冲信号和进行脉冲信脉冲电路主要作用是产生脉冲信号和进行脉冲信脉冲电路主要作用是产生脉冲信号和进行脉冲信号变换。号变换。号变换。号变换。几个常见脉冲波形几个常见脉冲波形几个常见脉冲波形几个常见脉冲波形脉冲波形参数脉冲波形参数脉冲波形参数脉冲波形参数V Vm m 脉冲最大幅度脉冲最大幅度脉冲最大幅度脉冲最大幅度t tr r 脉冲上升时间脉冲上升时间脉冲上升时间脉冲上升时间t tf f 脉冲下降时间脉冲下降时间脉冲下降时间脉冲下降时间t tP P 脉冲宽度脉冲宽度脉冲宽度脉冲宽度TT周期周期周期周期ff频率频率频率频率DD占空比占空比占空比占空比脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第2页8.2 集成集成555定时器定时器555555定时器是一个中规模集成定时电路（也称定时器是一个中规模集成定时电路（也称定时器是一个中规模集成定时电路（也称定时器是一个中规模集成定时电路（也称555555时基电路），时基电路），时基电路），时基电路），555555定时电路产品有双极型和定时电路产品有双极型和定时电路产品有双极型和定时电路产品有双极型和CMOSCMOS型两种。型两种。型两种。型两种。1.1.电路形式电路形式电路形式电路形式555555集成电路内部结构框图集成电路内部结构框图集成电路内部结构框图集成电路内部结构框图脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第3页8.2 集成集成555定时器定时器2.功效功效阈值端阈值端阈值端阈值端触发端触发端触发端触发端复复复复位位位位端端端端触发触发触发触发器状器状器状器状态态态态定时器定时器定时器定时器状态状态状态状态三极管状三极管状三极管状三极管状态态态态 2V cc/32V cc/3 V cc/3V cc/31 10 00 0饱和饱和饱和饱和 2V cc/3 V cc/3 V cc/31 1保持保持保持保持保持保持保持保持保持保持保持保持 2V cc/3 2V cc/3 V cc/3 V cc/31 11 11 1截止截止截止截止 0 00 00 0饱和饱和饱和饱和脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第4页8.3 施密特触发器施密特触发器 施密特触发器是一个脉冲信号整形电路，它与施密特触发器是一个脉冲信号整形电路，它与施密特触发器是一个脉冲信号整形电路，它与施密特触发器是一个脉冲信号整形电路，它与普通触发器一样有两个稳定工作状态，但与前面普通触发器一样有两个稳定工作状态，但与前面普通触发器一样有两个稳定工作状态，但与前面普通触发器一样有两个稳定工作状态，但与前面介绍触发器有以下介绍触发器有以下介绍触发器有以下介绍触发器有以下不一样不一样不一样不一样:施密特触发器属于电平触发器，迟缓改变信施密特触发器属于电平触发器，迟缓改变信施密特触发器属于电平触发器，迟缓改变信施密特触发器属于电平触发器，迟缓改变信号也可作触发输入信号，当触发输入信号到达某号也可作触发输入信号，当触发输入信号到达某号也可作触发输入信号，当触发输入信号到达某号也可作触发输入信号，当触发输入信号到达某一特定阈值时，输出电路会发生突变，施密特触一特定阈值时，输出电路会发生突变，施密特触一特定阈值时，输出电路会发生突变，施密特触一特定阈值时，输出电路会发生突变，施密特触发器状态会从一个稳态翻转到另一个稳态。发器状态会从一个稳态翻转到另一个稳态。发器状态会从一个稳态翻转到另一个稳态。发器状态会从一个稳态翻转到另一个稳态。回差特征。回差特征。回差特征。回差特征。无记忆功效无记忆功效无记忆功效无记忆功效:施密特触发器稳态要靠外加信施密特触发器稳态要靠外加信施密特触发器稳态要靠外加信施密特触发器稳态要靠外加信号维持，信号撤除会造成电路状态改变。号维持，信号撤除会造成电路状态改变。号维持，信号撤除会造成电路状态改变。号维持，信号撤除会造成电路状态改变。脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第5页8.3.1 由由555定时器组成施密特触发器定时器组成施密特触发器1.电路组成电路组成由定时器组成施密特触发器由定时器组成施密特触发器由定时器组成施密特触发器由定时器组成施密特触发器脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第6页 8.3.2 回差电压可调施密特触发器回差电压可调施密特触发器回差电压可调施密特触发器回差电压可调施密特触发器回差电压可调施密特触发器回差电压可调施密特触发器脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第7页 8.3.3 施密特触发器应用施密特触发器应用 波形变换波形变换 波形变换波形变换波形变换波形变换脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第8页8.3.3 施密特触发器应用施密特触发器应用 2.波形整形波形整形波形整形波形整形波形整形波形整形脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第9页8.3.3 施密特触发器应用施密特触发器应用 3.幅度判别幅度判别幅度判别幅度判别幅度判别脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第10页8.4 单稳态触发器单稳态触发器8.4.1 由由555定时器组成单稳态触发器定时器组成单稳态触发器 1.电路组成电路组成555555定时电路组成单稳态触发器定时电路组成单稳态触发器定时电路组成单稳态触发器定时电路组成单稳态触发器脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第11页8.4 单稳态触发器单稳态触发器8.4.1 8.4.1 由由由由555555定时器组成单稳态触发器定时器组成单稳态触发器定时器组成单稳态触发器定时器组成单稳态触发器2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理 单稳态触发器工作过程普通分为五个阶段：单稳态触发器工作过程普通分为五个阶段：单稳态触发器工作过程普通分为五个阶段：单稳态触发器工作过程普通分为五个阶段：（1 1）稳态）稳态）稳态）稳态（2 2）触发翻转）触发翻转）触发翻转）触发翻转（3 3）暂稳态）暂稳态）暂稳态）暂稳态（4 4）自动返回）自动返回）自动返回）自动返回（5 5）恢复阶段）恢复阶段）恢复阶段）恢复阶段脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第12页8.4 单稳态触发器单稳态触发器8.4.1 由由555定时器组成单稳态触发器定时器组成单稳态触发器3.主要参数主要参数 （1 1）输出脉冲宽度）输出脉冲宽度）输出脉冲宽度）输出脉冲宽度t tpOpO（2 2）恢复时间）恢复时间）恢复时间）恢复时间t trere （3 3）最高工作频率）最高工作频率）最高工作频率）最高工作频率f fmaxmax脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第13页8.4.2 集成单稳态电路集成单稳态电路1.不可重复触发单稳态触发器不可重复触发单稳态触发器74121 （1）图形符号及逻辑功效表）图形符号及逻辑功效表7412174121图形符号图形符号图形符号图形符号脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第14页8.4.2 集成单稳态电路集成单稳态电路若若若若T T R-AR-A 、T T R-BR-B 、T T R+R+全为全为全为全为高电平，高电平，高电平，高电平，T TR-AR-A 及及及及T TR-BR-B 中有一个中有一个中有一个中有一个或两个产生由高到低负跳变。或两个产生由高到低负跳变。或两个产生由高到低负跳变。或两个产生由高到低负跳变。若若若若T TR-AR-A 、T TR-BR-B 输入中有一个输入中有一个输入中有一个输入中有一个或两个为低电平，或两个为低电平，或两个为低电平，或两个为低电平，T TR+R+发生由发生由发生由发生由低到高正跳变。低到高正跳变。低到高正跳变。低到高正跳变。1.1.不可重复触发单稳态触发器不可重复触发单稳态触发器不可重复触发单稳态触发器不可重复触发单稳态触发器7412174121（2 2）触发）触发）触发）触发电路可由稳态电路可由稳态电路可由稳态电路可由稳态翻转到暂稳态翻转到暂稳态翻转到暂稳态翻转到暂稳态脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第15页8.4.2 集成单稳态电路集成单稳态电路1.不可重复触发单稳态触发器不可重复触发单稳态触发器74121（3 3）定时）定时）定时）定时 7412174121一经触发进入暂稳态，其定时时间仅一经触发进入暂稳态，其定时时间仅一经触发进入暂稳态，其定时时间仅一经触发进入暂稳态，其定时时间仅取决于定时电阻取决于定时电阻取决于定时电阻取决于定时电阻R R和定时电容和定时电容和定时电容和定时电容C C大小，不再受输入大小，不再受输入大小，不再受输入大小，不再受输入影响。影响。影响。影响。脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第16页8.4.2 集成单稳态电路集成单稳态电路2.可重复触发单稳态触发器可重复触发单稳态触发器74122 （1）图形符号及逻辑功效表）图形符号及逻辑功效表7412274122图形符号图形符号图形符号图形符号脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第17页8.4.2 集成单稳态电路集成单稳态电路2.可重复触发单稳态触发器可重复触发单稳态触发器74122（2）触发）触发 集成单稳态触发器集成单稳态触发器集成单稳态触发器集成单稳态触发器7412274122在被触发，由稳在被触发，由稳在被触发，由稳在被触发，由稳定定定定“0”0”态翻转到暂稳态两种情况。态翻转到暂稳态两种情况。态翻转到暂稳态两种情况。态翻转到暂稳态两种情况。（3）定时）定时 74122集成单稳脉冲宽度集成单稳脉冲宽度tpOpO 大小能够经大小能够经大小能够经大小能够经过三种方式来控制。过三种方式来控制。过三种方式来控制。过三种方式来控制。脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第18页 不可重复触发单稳不可重复触发单稳不可重复触发单稳不可重复触发单稳:在稳态情况下一旦在稳态情况下一旦在稳态情况下一旦在稳态情况下一旦进入暂稳态，暂稳态维持时间仅取决进入暂稳态，暂稳态维持时间仅取决进入暂稳态，暂稳态维持时间仅取决进入暂稳态，暂稳态维持时间仅取决于定时元件参数，与暂稳态期间是否于定时元件参数，与暂稳态期间是否于定时元件参数，与暂稳态期间是否于定时元件参数，与暂稳态期间是否再受到其它触发信号作用无关，即输再受到其它触发信号作用无关，即输再受到其它触发信号作用无关，即输再受到其它触发信号作用无关，即输出脉冲宽度是固定。出脉冲宽度是固定。出脉冲宽度是固定。出脉冲宽度是固定。可重复触发单稳可重复触发单稳可重复触发单稳可重复触发单稳:即使受到前面信即使受到前面信即使受到前面信即使受到前面信号触发，电路进入暂稳态，以后触发号触发，电路进入暂稳态，以后触发号触发，电路进入暂稳态，以后触发号触发，电路进入暂稳态，以后触发信号仍可对它起作用，再触发后，电信号仍可对它起作用，再触发后，电信号仍可对它起作用，再触发后，电信号仍可对它起作用，再触发后，电路还能够在暂稳态期间继续维持由定路还能够在暂稳态期间继续维持由定路还能够在暂稳态期间继续维持由定路还能够在暂稳态期间继续维持由定时元件所决定时间，也就是说，单稳时元件所决定时间，也就是说，单稳时元件所决定时间，也就是说，单稳时元件所决定时间，也就是说，单稳电路输出脉宽可展宽，其展宽脉冲宽电路输出脉宽可展宽，其展宽脉冲宽电路输出脉宽可展宽，其展宽脉冲宽电路输出脉宽可展宽，其展宽脉冲宽度是第一个触发信号与这个触发信号度是第一个触发信号与这个触发信号度是第一个触发信号与这个触发信号度是第一个触发信号与这个触发信号间时间间隔。间时间间隔。间时间间隔。间时间间隔。两类单稳态两类单稳态两类单稳态两类单稳态触发器区分触发器区分触发器区分触发器区分脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第19页8.4.2 集成单稳态电路集成单稳态电路 3.单稳态触发器应用单稳态触发器应用（1 1）整形）整形）整形）整形（2 2）定时）定时）定时）定时（3 3）延时）延时）延时）延时脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第20页8.4.2 集成单稳态电路集成单稳态电路 4.微分型单稳态触发器微分型单稳态触发器（1）微分型单稳触发器电路组成）微分型单稳触发器电路组成微分型单稳态触发器微分型单稳态触发器微分型单稳态触发器微分型单稳态触发器脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第21页8.4.2 集成单稳态电路集成单稳态电路4.微分型单稳态触发器微分型单稳态触发器 （2）工作原理）工作原理 稳态稳态 触发翻转触发翻转 暂稳态暂稳态 自动返回自动返回 恢复阶段恢复阶段脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第22页8.4.2 集成单稳态电路集成单稳态电路4.微分型单稳态触发器微分型单稳态触发器（3）主要参数）主要参数 输出脉冲宽度输出脉冲宽度输出脉冲宽度输出脉冲宽度t tpOpO 恢复时间恢复时间恢复时间恢复时间t trere 最高工作频率最高工作频率最高工作频率最高工作频率f fmaxmax脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第23页8.5 多谐振荡器多谐振荡器多谐振荡器是能产生矩多谐振荡器是能产生矩多谐振荡器是能产生矩多谐振荡器是能产生矩形脉冲波自激振荡器。形脉冲波自激振荡器。形脉冲波自激振荡器。形脉冲波自激振荡器。多谐振荡器一旦振荡起多谐振荡器一旦振荡起多谐振荡器一旦振荡起多谐振荡器一旦振荡起来后，电路没有稳态，来后，电路没有稳态，来后，电路没有稳态，来后，电路没有稳态，只有两个暂稳态。这两只有两个暂稳态。这两只有两个暂稳态。这两只有两个暂稳态。这两种暂稳态交替改变输出种暂稳态交替改变输出种暂稳态交替改变输出种暂稳态交替改变输出矩形脉冲信号，所以又矩形脉冲信号，所以又矩形脉冲信号，所以又矩形脉冲信号，所以又被称作无稳电路。多谐被称作无稳电路。多谐被称作无稳电路。多谐被称作无稳电路。多谐振荡器常见来作为脉冲振荡器常见来作为脉冲振荡器常见来作为脉冲振荡器常见来作为脉冲信号源。信号源。信号源。信号源。多谐振荡器定性符号多谐振荡器定性符号多谐振荡器定性符号多谐振荡器定性符号脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第24页8.5.1 由由555定时器组成多谐振荡器定时器组成多谐振荡器1.电路形式电路形式由由由由555555定时器组成多谐振荡器定时器组成多谐振荡器定时器组成多谐振荡器定时器组成多谐振荡器脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第25页8.5.1 由由555定时器组成多谐振荡器定时器组成多谐振荡器2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理（1 1）暂稳态）暂稳态）暂稳态）暂稳态1 1（2 2）自动翻转）自动翻转）自动翻转）自动翻转1 1（3 3）暂稳态）暂稳态）暂稳态）暂稳态2 2（4 4）自动翻转）自动翻转）自动翻转）自动翻转2 23.3.特征参数特征参数特征参数特征参数 暂稳态维持时间暂稳态维持时间暂稳态维持时间暂稳态维持时间 振荡周期振荡周期振荡周期振荡周期 振荡频率振荡频率振荡频率振荡频率 占空比占空比占空比占空比 脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第26页8.5.1 由由555定时器组成多谐振荡器定时器组成多谐振荡器 4.555定时器组成振荡器应用举例定时器组成振荡器应用举例 （1）模拟声响电路）模拟声响电路 （2）电压频率变换器）电压频率变换器脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第27页8.5.2 由两个集成单稳态触发器组成由两个集成单稳态触发器组成多谐振荡器多谐振荡器1.电路结构电路结构由两个集成单稳态触发器组成多谐振荡器由两个集成单稳态触发器组成多谐振荡器由两个集成单稳态触发器组成多谐振荡器由两个集成单稳态触发器组成多谐振荡器脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第28页8.5.3 石英晶体振荡器石英晶体振荡器石英晶体振荡器石英晶体振荡器石英晶体振荡器石英晶体振荡器石英晶体阻抗频率特征石英晶体阻抗频率特征石英晶体阻抗频率特征石英晶体阻抗频率特征脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第29页8.5.4 环形多谐振荡器环形多谐振荡器1.电路组成电路组成RCRC环形多谐振荡器环形多谐振荡器环形多谐振荡器环形多谐振荡器脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第30页8.5.4 环形多谐振荡器环形多谐振荡器2.工作原理工作原理两暂稳态等效电路两暂稳态等效电路两暂稳态等效电路两暂稳态等效电路脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第31页8.5.4 环形多谐振荡器环形多谐振荡器3.振荡周期估算振荡周期估算 RC RC环形多谐振荡器振荡频率取决于环形多谐振荡器振荡频率取决于环形多谐振荡器振荡频率取决于环形多谐振荡器振荡频率取决于R R、C C值大小。通值大小。通值大小。通值大小。通常采取波段开关换接电容常采取波段开关换接电容常采取波段开关换接电容常采取波段开关换接电容C C实现频率粗调，而用电位器实现频率粗调，而用电位器实现频率粗调，而用电位器实现频率粗调，而用电位器R R实现频段内频率细调。实现频段内频率细调。实现频段内频率细调。实现频段内频率细调。脉冲波形的产生和整形主题知识讲座第32页