18信号产生与转换电路61剖解.pptx

Your Text 数字系统中需要各种矩形脉冲，以实现各种数字系统中需要各种矩形脉冲，以实现各种控制。如时钟脉冲、基准脉冲等。控制。如时钟脉冲、基准脉冲等。获取矩形脉冲的途径：获取矩形脉冲的途径：一一 脉冲信号与脉冲电路脉冲信号与脉冲电路6.1 555定时器及其应用定时器及其应用第六章第六章 信号产生与转换电路信号产生与转换电路（1）自激振荡电路直接产生矩形脉冲。自激振荡电路直接产生矩形脉冲。-由由多谐振荡器多谐振荡器来实现来实现（2）将已有波形（将已有波形（正弦波、锯齿波正弦波、锯齿波等）整形为等）整形为 矩形脉冲。矩形脉冲。-由由施密特触发器施密特触发器和和单稳态触发器单稳态触发器来实现来实现Your Text(2)脉冲周期脉冲周期 T：两个相邻脉冲相对应点的时间间隔；两个相邻脉冲相对应点的时间间隔；脉冲频率脉冲频率 f=1/T。(1)脉冲幅度脉冲幅度Vm:脉冲电压的最大变化幅度。脉冲电压的最大变化幅度。(3)脉冲宽度脉冲宽度tw：从上升沿从上升沿0.5 Vm至下降沿至下降沿0.5 Vm间间 的时间。的时间。一一 脉冲信号与脉冲电路脉冲信号与脉冲电路Your Text(5)下降时间下降时间tf：从从0.9Vm下降到下降到0.1Vm所需的时间。所需的时间。(6)占空比占空比D：脉冲宽度与脉冲周期的比值脉冲宽度与脉冲周期的比值：D=tw/T(4)上升时间上升时间tr：从从0.1Vm上升到上升到0.9Vm所需的时间。所需的时间。一一 脉冲信号与脉冲电路脉冲信号与脉冲电路Your Text555定时器为数字定时器为数字-模拟模拟混合集成电路。混合集成电路。555定时器引脚图定时器引脚图二二 555定时器定时器555定时器有双极型和定时器有双极型和CMOS两种类型。双极型产两种类型。双极型产品型号最后的品型号最后的3位数码都是位数码都是555；CMOS产品型号最后产品型号最后4位数码都是位数码都是7555；功能和外；功能和外部引脚排列完全相同部引脚排列完全相同 555 定时器定时器是构成多谐振荡器、施密特触发器和是构成多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器的既经济又简单实用的器件。单稳态触发器的既经济又简单实用的器件。Your Text1 555定时器的电路结构定时器的电路结构基本组成：基本组成：比较器比较器分压器分压器SR锁存器锁存器放电三极管放电三极管输出缓冲器输出缓冲器RSYour Text当当VCO悬空悬空:工作原理：工作原理：VCO接固定电压接固定电压:1 555定时器的逻辑功能定时器的逻辑功能Your TextvC1 =R=0vC2 =S=1Q=0TD导通导通vO=VOL 假设假设VCO悬空悬空1 555定时器的逻辑功能定时器的逻辑功能RSYour Text假设假设UCO悬空悬空vC1 =R=1vC2 =S=0Q=1TD截止截止vO=VOH 1 555定时器的逻辑功能定时器的逻辑功能RSYour Text假设假设UCO悬空悬空vC1 =R=1vC2 =S=1Q 保持保持TD维持不变维持不变vO 维持不变维持不变1 555定时器的逻辑功能定时器的逻辑功能RSYour Text555定时器功能表定时器功能表1 555定时器的逻辑功能定时器的逻辑功能Your Text 为常用的脉冲波形整形变换电路，有两个稳态，为常用的脉冲波形整形变换电路，有两个稳态，在性能上有两个重要特点。在性能上有两个重要特点。(1)电平触发；电平触发；缓慢变化缓慢变化的信号也可作为输入，输的信号也可作为输入，输 入达到某一特定值时，输出电平就会发生突变。入达到某一特定值时，输出电平就会发生突变。(2)输入从低电平上升和从高电平下降，电路状态输入从低电平上升和从高电平下降，电路状态 转换时对应的转换时对应的输入电平不同输入电平不同。二二 施密特触发器施密特触发器1 施密特触发器的特点施密特触发器的特点VT：正向阈值电压。正向阈值电压。VT：负向阈值电压。负向阈值电压。回差电压回差电压VT=VT+VT-施密特触发器的电压传输特性施密特触发器的电压传输特性Your Text同相输出同相输出 反相输出反相输出1 施密特触发器的特点施密特触发器的特点同相输出逻辑符号同相输出逻辑符号 反相输出逻辑符号反相输出逻辑符号Your Text1.vI从低电平上升从低电平上升2 555构成的施密特触发器构成的施密特触发器Your Text2.vI从高电平下降从高电平下降2 555构成的施密特触发器构成的施密特触发器Your Text3 施密特触发器的典型应用施密特触发器的典型应用(1)用于波形变换用于波形变换将三角波、正弦波及其它不规则信号变换成矩形脉冲。将三角波、正弦波及其它不规则信号变换成矩形脉冲。正弦波正弦波 矩形波矩形波三角波三角波 矩形波矩形波Your Text3 施密特触发器应用施密特触发器应用(2)用于脉冲整形用于脉冲整形 把不规则的输入信号把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。整形成为矩形脉冲。在数字系统中，矩形脉在数字系统中，矩形脉冲经传输后往往发生冲经传输后往往发生波形畸波形畸变变，或者，或者边沿产生振荡边沿产生振荡等。等。可利用施密特触发器的回差可利用施密特触发器的回差特性，将受到干扰的信号整特性，将受到干扰的信号整形较好的矩形脉冲。形较好的矩形脉冲。Your Text3 施密特触发器的典型应用施密特触发器的典型应用(3)用于脉冲鉴幅用于脉冲鉴幅将幅值大于将幅值大于UT+的脉冲选出的脉冲选出 将一系列幅度各异的脉冲信号加到施密特触发器的输入将一系列幅度各异的脉冲信号加到施密特触发器的输入端，只有那些端，只有那些幅度大于幅度大于UT+的脉冲才会在输出端产生输出信的脉冲才会在输出端产生输出信号。可见，施密特触发器具有脉冲鉴幅能力。号。可见，施密特触发器具有脉冲鉴幅能力。Your Text(1)有有稳态稳态和和暂稳态暂稳态两个不同的工作状态。两个不同的工作状态。(2)在触发脉冲作用下，能从在触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态稳态翻转到暂稳态，在在暂稳态暂稳态维持一定时间后，维持一定时间后，自动返回稳态自动返回稳态。(3)暂稳态维持的时间取决于电路本身的参数，暂稳态维持的时间取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。与触发脉冲的宽度和幅度无关。三三 单稳态触发器单稳态触发器1 单稳态触发器的特点单稳态触发器的特点Your Text滤波电容滤波电容RC:定时元件定时元件下降沿触发下降沿触发2 555构成的单稳态触发器构成的单稳态触发器Your Text工作原理工作原理(1)稳态稳态vI=VIH，无触发，无触发 电路处于稳态电路处于稳态2 555构成的单稳态触发器构成的单稳态触发器Your Text工作原理工作原理(2)暂稳态暂稳态假设通电后假设通电后Q=1，VCC 经经R 给给C 充电充电 Q=0，vO=VOL TD导通，导通，C 通过通过TD放电，直到放电，直到vC=0，电路进入稳态，电路进入稳态2 555构成的单稳态触发器构成的单稳态触发器Your Text(3)触发到来触发到来Q=0，vO=VOLTD截止，电源通过截止，电源通过R向向C充电充电当当vI 下降沿到达时下降沿到达时Q=1，进入暂稳态，进入暂稳态,vO=VOH TD导通，暂稳态结束，导通，暂稳态结束，回到稳态回到稳态2 555构成的单稳态触发器构成的单稳态触发器Your Text输出脉冲宽度输出脉冲宽度tW =RC，Vc(0+)=0 Vc()=VCC vc(tW)=2 555构成的单稳态触发器构成的单稳态触发器Your Text单稳态触发器的主要应用是整形、定时和延时。单稳态触发器的主要应用是整形、定时和延时。单稳电路的延时作用单稳电路的延时作用 如果需要延迟脉冲的触发时间，可利用单稳如果需要延迟脉冲的触发时间，可利用单稳电路来实现。电路来实现。uO的下降沿比的下降沿比uI的下降沿延迟了的下降沿延迟了tw的时间。的时间。3 单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用(1)用于脉冲延时用于脉冲延时Your Text单稳态触发器能够产生一定宽度单稳态触发器能够产生一定宽度t tw w的矩形脉冲，的矩形脉冲，利用这个脉冲去控制某一电路，则可使它在利用这个脉冲去控制某一电路，则可使它在t tw w时间时间内动作内动作(或者不动作或者不动作)。脉冲定时脉冲定时3 单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用(2)用于脉冲定时用于脉冲定时Your Text 多多谐谐振振荡荡器器是是一一种种在在接接通通电电源源后后，就就能能产产生生一一定定频频率率和和一一定定幅幅值值矩矩形形脉脉冲冲波波的的自自激激振振荡荡，常常用用来做脉冲信号源。来做脉冲信号源。多多谐谐振振荡荡器器一一旦旦起起振振之之后后，电电路路没没有有稳稳态态，只只有有两两个个暂暂稳稳态态，它它们们做做交交替替变变化化，输输出出连连续续的的矩矩形脉冲信号，因此它又称作形脉冲信号，因此它又称作无稳态电路无稳态电路。多谐振荡器的逻多谐振荡器的逻辑符号辑符号 三三 多谐振荡器多谐振荡器1 多谐振荡器的特点多谐振荡器的特点Your Text电路组成电路组成2 555构成的多谐振荡器构成的多谐振荡器 Your TextT=T1+T2=0.7(R1+2R2)C2 555构成的多谐振荡器构成的多谐振荡器 作业题作业题 P200：6.2 6.5 6.6预习预习:6.2