电子技术基础与实训 教学课件 作者 黎兆林 第7章 脉冲信号的产生与变换.ppt

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1、第7章脉冲信号的产生与变换在数字电路或系统中,常常需要各种脉冲波形，例如时序电路的时钟脉冲信号、控制过程中的定时信号等。本章介绍几种常用的脉冲信号产生以及脉冲波形变换的基本单元电路，如施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器等，重点讨论集成555定时器在这些方面的应用。7.1施密特触发器知识点（1）施密特触发器的原理与应用。（2）555定时器的组成及基本功能。技能点掌握施密特触发器的应用。7.1.1施密特触发器组成及工作原理施密特触发器有两个不同的门限电压（也称为阈值电压），能够将变化非常缓慢的输入脉冲波形，整形为所需要的矩形脉冲信号。1、施密特触发器的组成由TTL门

2、电路和二极管组成的施密特触发器如图7-a所示。其中的与非门G2和G3构成一个基本RS触发器。2.施密特触发器的工作原理设输入信号是三角波信号，电路的工作波形如图7-1b所示。a)逻辑电路b)工作波形图7-1施密特触发器的结构和原理（1）当ui=0时，被拉低为0.7V，而端为高电平，即：=1，=0，RS触发器被置位，输出为高电平，uo=1。这是电路的第1种稳态。（2）当ui上升，但没有达到非门G1的阈值电压（1.4V）时，端保持为高电平不变，端上升为高电平，即：=1，=1，触发器处于保持功能，电路仍维持在第1种稳态。（3）当ui继续上升到=1.4V时，非门G1状态翻转

3、，则端为低电平，端为高电平不变，即：=1，=0，RS触发器复位，状态翻转，输出为低电平，uo=0，这是第2种稳态。（4）当ui上升到最大值再下降，若下降到低于1.4V，高于0.7V时，由于非门的作用，为高电平，端电压仍大于1.4V，即：=1，=1，RS触发器处于保持功能，电路仍维持在第2种稳态。（5）ui继续下降到低于0.7V时，端变为低电平，则有：=1，=0，RS触发器翻转，uo=1为高电平，电路返回第1种稳态。3．施密特触发器的传输特性从以上的分析可看出，在输入信号ui的变化过程中，电路的输出有高电平、低电平两种稳态，电路状态的翻转对应着不同的输入电压，我们分别

4、将其称为上限阀值电压和下限阀值电压，分别用UT+和UT-表示，并把两次触发电压之差定义为回差电压，即：△UT=UT+-UT-显然，本电路的UT+=1.4V、UT-=0.7V，则回差电压为：△UT=1.4V－0.7V=0.7V施密特触发器的传输特性曲线如图7-2a所示，图7-2b为其逻辑符号。a)传输特性曲线b)逻辑符号图7-2施密特触发器的特性和逻辑符号7.1.2555集成定时器的结构和工作原理555集成定时器是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙地结合在一起的中规模集成电路，电路功能灵活，应用范围广，只要外接少量元件，就可以构成多谐振荡器、单稳态触发器或施密特触发器等电路

5、，因而在定时、检测、控制、报警等方面都有广泛的应用。1、555集成定时器的组成555集成定时器的内部结构框图和引脚排列如图7-3所示。其内部含有一个由3个5kΩ电阻组成的分压器（555由此而得名），基本RS触发器，电压比较器A1和A2、放电三极管V等。其中，引脚CO称为电压控制端、TH为高电平触发端、为低电平触发端、为复位端，D称为放电端，uo为电压输出端。由图7-3可知，当5脚悬空时，比较器A1和A2的参考电压分别为2UCC/3和UCC/3。图7-3555集成定时器7.1.3555集成定时器组成的施密特触发器555定时器的④端接电源，将TH⑥端和②端连在一起，作为

6、外加信号输入端，便构成了施密特触发器，如图7-4a所示。当电路的CO⑤端悬空时，若输入正弦波电压信号，根据定时器的功能表分析可得工作波形如图7-4b所示。a）电路图b）波形图图7-4555定时器构成的施密特触发器当ui=0时，即UTH<2UCC/3，2UCC/3，>UCC/3，电路状态翻转，输出uo=0，放电管V饱和导通，uo1=0；ui继续上升，达到峰值后下降，未下降到UCC/3时，电路输出低电平

7、的状态保持不变。当ui下降到低于UCC/3时，即UTH<2UCC/3，