华中科技大学电信系数电件apter9脉冲单元电路.pptx

脉冲信号周期周期T脉冲宽度脉冲宽度Tw0.5Vm0.9Vm0.1Vm占空比占空比 q=Tw/T上升时间上升时间下降时间下降时间第1页/共41页施密特触发器施密特触发器施密特触发器的工作特点：施密特触发器的工作特点：施密特触发器属于电平触发器件，适用于缓慢变化的信号，施密特触发器属于电平触发器件，适用于缓慢变化的信号，当输入信号达到某一定电压值时，输出电压会发生突变。当输入信号达到某一定电压值时，输出电压会发生突变。电路有两个阈值电压。电路有两个阈值电压。输入信号增加和减少时，电路的阈值电输入信号增加和减少时，电路的阈值电压不同，电路具有如下图所示的传输特性压不同，电路具有如下图所示的传输特性。VT+VT_VT+VT_vovIvovI第2页/共41页集成门构成的施密特触发器第3页/共41页门电路组成的施密特触发器门电路组成的施密特触发器vIVT+VT_vO00tt0vIvOVT+VT_VDD(a)工作波形工作波形(b)传输特性曲线传输特性曲线1.4V0.7V第4页/共41页回差特性nVTH，上限触发电平nVTL，下限触发电平n回差电压：VTH VTL第5页/共41页整形、波形变换要求回差小回差电压设置合适，回差电压设置合适，可以完成波形整形可以完成波形整形回差电压设置不合适，回差电压设置不合适，得不到相应输出得不到相应输出第6页/共41页消除干扰要求一定的回差第7页/共41页施密特触发器的应用施密特触发器的应用1.波形的整形及变换波形的整形及变换 vovIvovT2vT1ttt合理选择回差电压，可消除干扰信号。合理选择回差电压，可消除干扰信号。2.干扰抑制干扰抑制第8页/共41页3.幅度鉴别幅度鉴别vovI00ttVth(VT+)第9页/共41页集成运放构成的施密特触发器+-R1R2ViVpV0VTH=VOH R2/(R1+R2)VTL=VOL R2/(R1+R2)回差：回差：VTL=（VOH-VOL）R2/(R1+R2)方便调节方便调节第10页/共41页集成运放构成的施密特触发器第11页/共41页单稳触发器n一个稳定状态（及一个暂稳状态）n无触发信号加入，电路处于稳定状态n外加触发信号，电路转换到另一个状态赞稳状态；维持一段事件后，电路自动返回稳态。第12页/共41页集成运放构成的单稳触发器+VwFVwVdFVw VdFVw Vi Vd，Tw：0.69RC恢复时间：取R1=R2，Tr：0.41RC第14页/共41页集成单稳态触发器集成单稳态触发器vOvItwtwvOvItwtw不可重复触发不可重复触发可重复触发可重复触发被重复触发被重复触发不可重复触发不可重复触发第15页/共41页74121两种触发方式两种触发方式第16页/共41页74121的应用不外接定时元件，输出脉宽30ns或35ns外接定时元件，输出脉宽0.7RTCT（40ns28S）第17页/共41页74121的主要参数的主要参数 (1)输出脉冲宽度输出脉冲宽度tW 使用外接定时元件：使用外接定时元件：tW 0.7RextC 不使用外部定时元件：不使用外部定时元件：tW 35ns35ns（2）输入触发脉冲最小周期）输入触发脉冲最小周期Tmin Tmin=tWtre tre是恢复时间。是恢复时间。74121内部内部电阻电阻=2k，外接电阻外接电阻Rext可在可在1.440k之间选择，之间选择，外接电容外接电容C可在可在10pF10F之间选择，之间选择，当当R=2k时，时，最大占空比最大占空比qmax为为67%；当当R=40k时，时，最大占空比最大占空比qmax可达可达90%。第18页/共41页74122第19页/共41页74122第20页/共41页74122第21页/共41页单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用定时定时 twt w第22页/共41页延时延时 vO1vO2vRvIvDDvDDvDD+vthtttttpivthtwt1t2第23页/共41页RCCextCext/Rext7412174121vovccB A1 A2vIC1DR组成噪声消除电路组成噪声消除电路 噪声噪声 vovIDCP(R)vovI噪声多表现为尖脉冲，宽度较窄，而有用的信号的宽度较宽。噪声多表现为尖脉冲，宽度较窄，而有用的信号的宽度较宽。注意：单稳触发器的输出脉宽应大于噪声宽度注意：单稳触发器的输出脉宽应大于噪声宽度 而小于信号脉宽，才可消除噪声。而小于信号脉宽，才可消除噪声。第24页/共41页74121的应用不外接定时元件，输出脉宽30ns或35ns外接定时元件，输出脉宽0.7RTCT（40ns28S）第25页/共41页自激多谐振荡器n矩形波（多谐）发生器n两个暂稳态，无需外加触发即能产生矩形脉冲或方波n电路形式多样第26页/共41页 多谐振荡器多谐振荡器 VCC 开开关关电电路路 延时环节延时环节多谐振荡器的基本组成多谐振荡器的基本组成开关器件：开关器件：产生高、低电平产生高、低电平 反馈延迟环节：反馈延迟环节：利用利用RC电路的充放电特电路的充放电特性实现延时，将性实现延时，将 输出电压恰当地反馈给输出电压恰当地反馈给开关器件使之改变输出状态以获得所需开关器件使之改变输出状态以获得所需要的振荡频率。要的振荡频率。第27页/共41页集成运放构成的多谐振荡器第28页/共41页施密特触发器构成多谐振荡器第29页/共41页单稳触发器构成的多谐振荡器第30页/共41页石英晶体振荡器稳定性高第31页/共41页555定时器是一种应用方便的中规模集成电路定时器是一种应用方便的中规模集成电路,只需外接只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。器。广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。555定时器定时器电阻分压器电阻分压器电压比较器电压比较器基本基本RS触发器触发器复位输入端复位输入端(0)输出缓冲反相器输出缓冲反相器集电极开路输出三极管集电极开路输出三极管TvovICvI1vI2voC1C2+-+(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)RS&5 k 5 k 5 k&1RDVCC(8)G1、电路组成、电路组成第32页/共41页0 01 10 09.4.1 555定时器定时器TvovICvI1vI2voC1C2+-+(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)RS&5 k 5 k 5 k&1RDVCC(8)G 如果悬空如果悬空0 01 10 01 10 01 10 01 11 10 01 11 11 1保持保持保持保持2、工作原理、工作原理第33页/共41页 555定时器功能表定时器功能表不变不变不变不变1导通导通01截止截止11导通导通00放电管放电管T输出输出(VO)复位复位(RD)触发输入触发输入(VI2)阈值输入阈值输入(VI1)输输 出出输输 入入9.4.1 555定时器定时器第34页/共41页9.4.2 定时器应用举定时器应用举例例一、一、用用555定时器组成定时器组成单稳态触发单稳态触发器器不可重复触发单稳不可重复触发单稳不变不变不变不变导通导通0截止截止1导通导通0 T VOVI2VI1输输 出出输输 入入 vO vI o v o C t t2 t1 )(-CCVa、接通电源电路进入稳态、接通电源电路进入稳态 O=0t t 2 3 VCC o Vc=0 23 VCC 13 VCC1、工作原理、工作原理第35页/共41页 t vO VOH o vI o t vC o 1 3 VCC 2 3 VCC t t2 t1 0 C1_C2+一、一、用用555定时器组成定时器组成单稳态触发器单稳态触发器不变不变不变不变导通导通0截止截止1导通导通0 T VOVI2VI1输输 出出输输 入入b、当输入信号下降沿到达时、当输入信号下降沿到达时,电路进入暂稳态电路进入暂稳态 C1+tWtw=RC1n31.1RC c、电容放电、电容放电,电路自动返回到稳态电路自动返回到稳态 1、工作原理、工作原理第36页/共41页一、一、用用555定时器组成定时器组成单稳态触发器单稳态触发器2、用用555定时器组成定时器组成可重复触发单稳可重复触发单稳55576218435RR1CT+-vovIVCC0.01 FvIvCvO00 0tttVCCVCCtW第37页/共41页二、二、用用555定时器组成定时器组成多谐振荡器多谐振荡器R1R2v 2 3 VCC 1 3 VCC vC 0 t1 t2 tPLtPHtPL=R2C1n20.7R2C tpH=(R1+R2)C1n20.7(R1+R2)C 不变不变不变不变导通导通0截止截止1导通导通0 T VOVI2VI1输输 出出输输 入入截止截止导通导通第38页/共41页二、二、用用555定时器组成定时器组成多谐振荡器多谐振荡器tPL=RBC1n20.7RBC tpH=RAC1n20.7RAC 占空比可调占空比可调第39页/共41页三、用三、用555定时器组成定时器组成施密特触发器施密特触发器不变不变不变不变导通导通0截止截止1导通导通0 T VOVI2VI1输输 出出输输 入入013VCC23VCCvIvOVOH第40页/共41页作业n9.7n9.8n9.10第41页/共41页