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时间:2019-06-01
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1、第11章脉冲产生及变换电路11.1引言本章主要介绍矩形脉冲的产生和整形电路。首先介绍施密特触发器和单稳态触发器,其次介绍用施密特触发器构成的多谐振荡器和石英晶体振荡器,最后介绍用555定时器构成的单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器和压控振荡器。主要内容:1.施密特触发器和单稳态触发器2.施密特触发器构成多谐振荡器和石英晶体振荡器3.555定时器11.2矩形脉冲的主要参数ttrf0.9Um0.5UmUm0.1UmtwT1.脉冲周期T2.脉冲幅度UW3.脉冲宽度时间tw4.脉冲上升时间tr5.脉冲下降时间tf11.3施密特触发器回顾:运放构成的施密特比较器uOUZ
2、UNRui4Auo−U+UTHTHUPuIOR3R2UZUZR2U=⋅UTHZR+R2311.3施密特触发器11.3.1用门电路构成的施密特触发器1.电路组成R2R1uIuou′IGG12u′o用CMOS反相器构成的施密特触发器,2.工作原理R2CMOS反相器的阈值电压U,TH且R3、UU=(1+1)UOHT+THR2UOLOt(c)2RR∆=−=UUU11U=VTT+T-THDDRR22讨论:为什么要求R14、-UT-OtOtuuOOUOHUOHUOLUOLOtOtuIUT+UT-OtuOUOHUOLOt,2.波形变换uIUT+UT-uIuOOtuOUOHUOLOt3.脉冲鉴幅uIUT+UT-uIuOtuOUOHUOLt,11.3.3集成施密特触发器CMOS:六反相器CD40106,74HC14四二输入与非门CD4093TTL:六反相器74LS14四二输入与非门74LS132CD1010674LS132A1114VDDA1114VCCY1213A6B1213A4A2312Y6Y1312B4Y2411A5A2411Y4A3510Y5B2510A3Y369A4Y269B3V5、SS78Y4GND78Y3CMOS六反相器TTL四2输入与非门,11.4集成单稳态触发器触发输出1010双稳态触发器触发输出1010tw单稳态触发器1010多谐振荡器可重触发和不可重触发单稳态触发器无效边沿有效边沿uiui00ttQQtwtwtwtw00tt不可重触发可重触发,11.4.1集成单稳态触发器的逻辑功能74LS122:可重触发管脚功能1113914CextRextRintVCCR清零端1A1/CextA、A触发输入2A2QQ8123B1B1、B2触发输入4B62QQ、Q输出5RRRint内置电阻10kΩGNDRext/Cext外接电阻、电容774LS16、22逻辑功能示意图,74LS122集成单稳态触发器功能表RA1A2B1B2QQ0××××01×11××011113914清零×××0×01CextRextRintVCC1××××001A1/Cext2AQ810×↑132QB110×1↑4B62Q1×0↑11×01↑5RR11↓11输出GND1↓↓1171↓111↑0×11↑×01174LS122实用电路VCCVCC10pF~105kΩµF~260kΩCextCextRextVCCVCC11139141113914CextRextRintVCCR1ACextextRintVCC1/Cext12A8A1/Cext2Q7、Quo2A8u3B2QQo13B4B261Q4B26Q5RGND5R7GND7内部电阻外部电阻集成单稳态触发器的应用:1.脉冲整形2.定时和延时3.脉冲展宽11.5多谐振荡器回顾:矩形波发生电路R1RC回uUNR4iu路AoCUPR3R2UZ滞回比较器11.5.1用施密特触发器构成的多谐振荡器R1.电路组成uIuoC2.工作原理uIUT+UT-OtuoT1T2UOHUOLOtuIUT+UT-OtuoT1T2UOHUOLOtt−utu()=()[(0)∞+u−u()]∞eτCCCCVU−DDT-T=RCln1VU−DDT+UT+T=RCln2UT-VU−UDDT-T8、+T=+=
3、UU=(1+1)UOHT+THR2UOLOt(c)2RR∆=−=UUU11U=VTT+T-THDDRR22讨论:为什么要求R14、-UT-OtOtuuOOUOHUOHUOLUOLOtOtuIUT+UT-OtuOUOHUOLOt,2.波形变换uIUT+UT-uIuOOtuOUOHUOLOt3.脉冲鉴幅uIUT+UT-uIuOtuOUOHUOLt,11.3.3集成施密特触发器CMOS:六反相器CD40106,74HC14四二输入与非门CD4093TTL:六反相器74LS14四二输入与非门74LS132CD1010674LS132A1114VDDA1114VCCY1213A6B1213A4A2312Y6Y1312B4Y2411A5A2411Y4A3510Y5B2510A3Y369A4Y269B3V5、SS78Y4GND78Y3CMOS六反相器TTL四2输入与非门,11.4集成单稳态触发器触发输出1010双稳态触发器触发输出1010tw单稳态触发器1010多谐振荡器可重触发和不可重触发单稳态触发器无效边沿有效边沿uiui00ttQQtwtwtwtw00tt不可重触发可重触发,11.4.1集成单稳态触发器的逻辑功能74LS122:可重触发管脚功能1113914CextRextRintVCCR清零端1A1/CextA、A触发输入2A2QQ8123B1B1、B2触发输入4B62QQ、Q输出5RRRint内置电阻10kΩGNDRext/Cext外接电阻、电容774LS16、22逻辑功能示意图,74LS122集成单稳态触发器功能表RA1A2B1B2QQ0××××01×11××011113914清零×××0×01CextRextRintVCC1××××001A1/Cext2AQ810×↑132QB110×1↑4B62Q1×0↑11×01↑5RR11↓11输出GND1↓↓1171↓111↑0×11↑×01174LS122实用电路VCCVCC10pF~105kΩµF~260kΩCextCextRextVCCVCC11139141113914CextRextRintVCCR1ACextextRintVCC1/Cext12A8A1/Cext2Q7、Quo2A8u3B2QQo13B4B261Q4B26Q5RGND5R7GND7内部电阻外部电阻集成单稳态触发器的应用:1.脉冲整形2.定时和延时3.脉冲展宽11.5多谐振荡器回顾:矩形波发生电路R1RC回uUNR4iu路AoCUPR3R2UZ滞回比较器11.5.1用施密特触发器构成的多谐振荡器R1.电路组成uIuoC2.工作原理uIUT+UT-OtuoT1T2UOHUOLOtuIUT+UT-OtuoT1T2UOHUOLOtt−utu()=()[(0)∞+u−u()]∞eτCCCCVU−DDT-T=RCln1VU−DDT+UT+T=RCln2UT-VU−UDDT-T8、+T=+=
4、-UT-OtOtuuOOUOHUOHUOLUOLOtOtuIUT+UT-OtuOUOHUOLOt,2.波形变换uIUT+UT-uIuOOtuOUOHUOLOt3.脉冲鉴幅uIUT+UT-uIuOtuOUOHUOLt,11.3.3集成施密特触发器CMOS:六反相器CD40106,74HC14四二输入与非门CD4093TTL:六反相器74LS14四二输入与非门74LS132CD1010674LS132A1114VDDA1114VCCY1213A6B1213A4A2312Y6Y1312B4Y2411A5A2411Y4A3510Y5B2510A3Y369A4Y269B3V
5、SS78Y4GND78Y3CMOS六反相器TTL四2输入与非门,11.4集成单稳态触发器触发输出1010双稳态触发器触发输出1010tw单稳态触发器1010多谐振荡器可重触发和不可重触发单稳态触发器无效边沿有效边沿uiui00ttQQtwtwtwtw00tt不可重触发可重触发,11.4.1集成单稳态触发器的逻辑功能74LS122:可重触发管脚功能1113914CextRextRintVCCR清零端1A1/CextA、A触发输入2A2QQ8123B1B1、B2触发输入4B62QQ、Q输出5RRRint内置电阻10kΩGNDRext/Cext外接电阻、电容774LS1
6、22逻辑功能示意图,74LS122集成单稳态触发器功能表RA1A2B1B2QQ0××××01×11××011113914清零×××0×01CextRextRintVCC1××××001A1/Cext2AQ810×↑132QB110×1↑4B62Q1×0↑11×01↑5RR11↓11输出GND1↓↓1171↓111↑0×11↑×01174LS122实用电路VCCVCC10pF~105kΩµF~260kΩCextCextRextVCCVCC11139141113914CextRextRintVCCR1ACextextRintVCC1/Cext12A8A1/Cext2Q
7、Quo2A8u3B2QQo13B4B261Q4B26Q5RGND5R7GND7内部电阻外部电阻集成单稳态触发器的应用:1.脉冲整形2.定时和延时3.脉冲展宽11.5多谐振荡器回顾:矩形波发生电路R1RC回uUNR4iu路AoCUPR3R2UZ滞回比较器11.5.1用施密特触发器构成的多谐振荡器R1.电路组成uIuoC2.工作原理uIUT+UT-OtuoT1T2UOHUOLOtuIUT+UT-OtuoT1T2UOHUOLOtt−utu()=()[(0)∞+u−u()]∞eτCCCCVU−DDT-T=RCln1VU−DDT+UT+T=RCln2UT-VU−UDDT-T
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