数字电子技术基础课件(第7章 脉冲产生与整形电路).ppt

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时间:2020-07-26

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1、第7章脉冲波形的产生与整形一、555定时器的电路结构由以下几部分组成:(1)三个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器。(2)两个电压比较器C1和C2。8.1集成555定时器电压比较器的功能:v+>v-,vO=1v+

2、位高低控制比较器C1和C2的输出,从而控制RS触发器,决定输出状态。7.2施密特触发器施密特触发器——具有回差电压特性,能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。一.用555定时器构成的施密特触发器1.电路组成及工作原理2.电压滞回特性和主要参数(1)电压滞回特性(2)主要静态参数(a)上限阈值电压VT+——vI上升过程中,输出电压vO由高电平VOH跳变到低电平VOL时,所对应的输入电压值。VT+=2/3VCC。(b)下限阈值电压VT———vI下降过程中,vO由低电平VOL跳变到高电平VOH时,所对应的输入电压值。VT—=1/3VCC。(3

3、)回差电压ΔVTΔVT=VT+-VT—=1/3VCC二.集成施密特触发器1.CMOS集成施密特触发器CC401062.TTL集成施密特触发器74LS14三.施密特触发器的应用举例1.用作接口电路——将缓慢变化的输入信号,转换成为符合TTL系统要求的脉冲波形。2.用作整形电路——把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。3.用于脉冲鉴幅——从一系列幅度不同的脉冲信号中,选出那些幅度大于VT+的输入脉冲。7.3多谐振荡器多谐振荡器——能产生矩形脉冲波的自激振荡器。一.用555定时器构成的多谐振荡器1.电路组成及工作原理2.振荡频率的估算(1)电容充电时间T1:

4、(用三要素法计算)(2)电容放电时间T2(3)电路振荡周期TT=T1+T2=0.7(R1+2R2)C(4)电路振荡频率f(5)输出波形占空比q二.占空比可调的多谐振荡器电路利用半导体二极管的单向导电特性,把电容C充电和放电回路隔离开来,再加上一个电位器,便可构成占空比可调的多谐振荡器。可计算得:T1=0.7R1CT2=0.7R2C占空比:三.石英晶体多谐振荡器1.石英晶体的选频特性有两个谐振频率。当f=fs时,为串联谐振,石英晶体的电抗X=0;当f=fp时,为并联谐振,石英晶体的电抗无穷大。由晶体本身的特性决定:fs≈fp≈f0(晶体的标称频率)石英

5、晶体的选频特性极好,f0十分稳定,其稳定度可达10-10~10-11。2.石英晶体多谐振荡器(1)串联式振荡器R1、R2的作用——使两个反相器在静态时都工作在转折区,成为具有很强放大能力的放大电路。对于TTL门,常取R1=R2=0.7~2kΩ,若是CMOS门则常取R1=R2=10~100MΩ;C1=C2是耦合电容。石英晶体工作在串联谐振频率f0下,只有频率为f0的信号才能通过,满足振荡条件。因此,电路的振荡频率=f0,与外接元件R、C无关,所以这种电路振荡频率的稳定度很高。(2)并联式振荡器RF是偏置电阻,保证在静态时使G1工作转折区,构成一个反相放

6、大器。晶体工作在略大于fS与fP之间,等效一电感,与C1、C2共同构成电容三点式振荡电路。电路的振荡频率=f0。反相器G2起整形缓冲作用,同时G2还可以隔离负载对振荡电路工作的影响。四.多谐振荡器应用实例1.简易温控报警器2.双音门铃。3.秒脉冲发生器CMOS石英晶体多谐振荡器产生f=32768Hz的基准信号,经T/触发器构成的15级异步计数器分频后,便可得到稳定度极高的秒信号。这种秒脉冲发生器可做为各种计时系统的基准信号源。7.4单稳态触发器单稳态触发器——有一个稳态和一个暂稳态;在触发脉冲作用下,由稳态翻转到暂稳态;暂稳状态维持一段时间后,自动返

7、回到稳态。一.用555定时器组成单稳态触发器1.电路组成及工作原理(1)无触发信号输入时电路工作在稳定状态当vI=1时,电路工作在稳定状态,即vO=0,vC=0。(2)vI下降沿触发当vI下降沿到达时,vO由0跳变为1,电路由稳态转入暂稳态。(3)暂稳态的维持时间在暂稳态期间,三极管T截止,VCC经R向C充电。时间常数τ1=RC,vC由0V开始增大,在vC上升到2/3VCC之前,电路保持暂稳态不变。(4)自动返回(暂稳态结束)时间当vC上升至2/3VCC时,vO由1跳变0,三极管T由截止转为饱和导通,电容C经T迅速放电,电压vC迅速降至0V,电路由暂

8、稳态重新转入稳态。(5)恢复过程当暂稳态结束后,电容C通过饱和导通的放电三极管T放电,时间常数τ2=RCES

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