第8章 脉冲信号的产生与整形

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1、第8章脉冲信号的产生与整形在数字技术的各种应用中,经常要用到矩形波、方波、锯齿波等脉冲波形，其中矩形波和方波是较重要的波形。介绍施密特触发电路、单稳态触发电路和多谐振荡器。施密特触发电路能对已有信号进行变换;单稳态触发电路可用于脉冲信号的定时、延时；多谐振荡器能直接产生脉冲信号。8.1555集成定时器555集成定时器是一种将模拟和数字电路集成于一体的电子器件,通过外加少量的阻容元件,能构成多种用途的电路。555集成定时器的型号较多，但所有双极型产品型号后的3位数字都是555，CMOS产品型号最后的4位数字都是7555。而且，它们的功能和外部引脚的排列完全相同。为了提高集成度,随后

2、又生产了双定时器产品556（双极型）和7556（CMOS型）。8.1.1555定时器的电路结构VCCRD845kΩC1∞G1CO5UVCO+C1&QTHG3Vi1-61OUT组成：5kΩC23Vo∞TRU&1.分压器Vi2+C22Q-G2.比较器23.RS锁存器5kΩD7TD4.三极管放电开关V’o5.输出缓冲器18.1.2定时器的逻辑功能当R=1时：DVCCRD1）Vi1>2/3VCC845kΩVi2>1/3VCCC1Vo=0∞G1VCOCO5+UC12）V<2/3V&Qi1CCVi1TH-G3Vi2<1/3VCC615kΩC23VoVo=1∞TRU&Vi2+C23）Vi1<2

3、/3VCC2Q-GV>1/3V2i2CCVo不变5kΩTD7D*Q的高低确定TV’oD1管是否导通。称TH为高电平触发端；TR低电平触发端。特点：555定时器能在很宽的电源电压范围内工作，并可承受较大的负载电流。双极型555定时器的电源电压范围为5~16V，最大的负载电流达200mA。CMOS型7555定时器的电源电压范围为3~18V，但最大负载电流在4mA以下。8.2施密特触发器施密特触发器(SchmittTrigger)逻辑符号及电压传输特性VoVoHViVoVoL同相输出施密特触发电路0VVViT-T+VT+称作为上触发电平或正向阈值电压;V称作为下触发电平或负向阈值电压;

4、T-当输入信号高于V时,电路处于一个稳定状态;当T+输入信号低于VT-时,电路处于另一个稳定状态;当输入信号处于两触发电平之间时,其输出保持原状态不变。VoVoHVVioVoL反相输出施密特触发电路0VVViT-T+特点：1）有两个稳定状态VOH和VOL,但稳态要靠输入电平来维持；2）具有滞回电压传输特性.当输入信号高于VT+时,电路处于一个稳定状态;当输入信号低于V时,电路处于另一T-个稳定状态;当输入信号处于两触发电平之间时,其输出保持原状态不变。8.2.1用555定时器构成施密特触发电路VCCRD1.电路组成·845kΩC1VCC∞G1CO5U+C1&QVTH-G3i·61

5、845kΩC2Vi6∞3VoVTR&5553o+2Q2-UC2G2155kΩTD7D12.工作原理首先分析输入电压Vi由0逐渐VCCRD·升高的过程845kΩC11)当Vi<1/3VCC时,∞G1CO5UV=V;+C1&QOOHVTH-G3i·615kΩC22)当1/3VCC2/3VCC时,D7TDVO=VOL.1其次分析输入电压Vi从2/3VCCVCCRD·逐渐开始下降的过程845kΩC14)当1/3VCC

6、H-G3i·615kΩC25)当Vi<1/3VCC时,∞3VoTR&+VO=VOH.2Q-UC2G25kΩTD7D1Vi2/3VCCV=2/3VT+CC1/3VCC0tVT-=1/3VCCVOΔVT=VT+－VT-=1/3VCCVOHVOLt0例:下列电路图为由555定时器构成的施密特触发电路(1)当R为无穷大时,试根据Vi输入波形画出输出波形;(2)欲使△VT=6V,则R应取多大?VCC(15V)·RDV84iR5kΩ15VC1CO∞G110V5U+C1&Q5VVTH-G30ti·615kΩC2∞3VoVOTR&+2Q-UC2G25kΩT0tD7DR=5K18.2.2集成施密特

7、触发电路由于施密特触发电路的应用非常广泛，集成施密特触发电路的种类较多，有施密特非门74HC/HCT14、CC40106，施密特与非门74HC/HCT132、CC4093等。CC40106阈值电压数值表参数V/V最小值/V最大值/VDD52.23.6V104.67.1T+156.810.850.31.6V101.23.4T-151.65.08.2.3施密特触发电路的应用Vi1.波形变换VT+VT-0tVVioVO带反相器0t可以把边沿变化缓慢的周期性信号变换为同频率的矩形脉冲.2