脉冲波形的产生与变换课件.ppt

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1、第9章脉冲波形的产生与变换9.1矩形脉冲9.2555定时器9.3多谐振荡器9.4施密特触发器9.5单稳态触发器习题9.1矩形脉冲时序电路中的时钟信号即为矩形脉冲波。时钟脉冲的特性直接关系着系统能否正常工作。实际的矩形脉冲波形如图9.1.1所示，其特性可用以下指标来描述：脉冲周期T——周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲间的时间间隔。脉冲频率f=1/T,表示单位时间内脉冲重复的次数。脉冲幅度Um——脉冲电压的最大变化幅度。脉冲宽度TW——从脉冲前沿上升到0.5Um开始，到脉冲后沿下降到0.5Um为止的一段时间。上升时间tr——脉冲前沿从0.1Um上升到

2、0.9Um所需要的时间。下降时间tf——脉冲后沿从0.9Um下降到0.1Um所需要的时间。图9.1.1实际的矩形脉冲波形9.2555定时器555定时器是目前在工业自动控制、仿声、电子乐器、防盗报警等方面获得了广泛应用的一种时基电路，用它可以构成多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器等脉冲产生和波形变换电路。目前的集成定时器产品中，CMOS型的有CC7555、CC7556等，器件的电源电压为4.5～18V，能提供与TTL、CMOS电路相兼容的逻辑电平;双极型的有5G555（NE555）。下面以CC7555为例，介绍555定时器的功能。CC7555为双列直插式封

3、装，共有8个引脚。图9.2.1（a）为CC7555的电路结构图，图9.2.1（b）是它的外引脚排列图。图9.2.1集成定时器CC7555（a）电路结构;（b）外引脚排列1．CC7555的组成（1）分压器：由3个5kΩ的电阻R构成电阻分压器（故得名555定时器），它向比较器A和B提供参考电压：。电压控制端CO也可外加控制电压改变参考电压值。CO端不用时，可外接0.01μF的去耦电容，以消除干扰，保证参考电压不变。（2）比较器：集成运算放大器A、B组成两个电压比较器，每个比较器的两个输入端标有+号和-号。当U+＞U-时，比较器输出高电平;当U+

4、较器输出低电平。（3）基本RS触发器：R、S的值取决于比较器A、B的输出。R端为RS触发器的复位端，该端为低电平时，Q=0，OUT端为低电平。（4）放电管V（也称开关管）和输出缓冲器门2和门3：V为N沟道增强型MOS管，当OUT为低电平时，V的栅极电位为高电平，V导通;当OUT为高电平时，V的栅极电位为低电平，V截止。门2和门3为输出缓冲器，用来提高定时器的带负载能力，同时也隔离负载对定时器的影响。2．CC7555的功能表9.2.1是CC7555的功能表。CC7555的静态电流约80μA，输入电流约0.1μA，输入阻抗很高。表9.2.1CC7555的功能

5、表3.555定时器应用举例【例9.2.1】图9.2.2为CC7555接成的逻辑电平分析仪，待测信号为ui，调节CC7555的CO端电压uA＝3V，试问：（1）当ui>3V时，哪个发光二极管亮？（2）当ui小于多少伏时，该逻辑电平仪表示低电平输入？这时哪一个发光二极管亮？图9.2.2例9.2.1电路图解由图9.2.2和表9.2.1可知，由于电压控制端CO外加控制电压uA=3V，改变了CC7555的比较器A、B的参考电压值，使之分别变为3V（高触发端TH比较电压）和1.5V（低触发端TR比较电压）。由于图9.2.2电路中的高触发端TH（6脚）和低触发端TR（

6、2脚）接在一起,因此：（1）当ui>3V时，输出OUT为L，LED1亮;（2）当ui<1.5V时，输出OUT为H，LED2亮。9.3多谐振荡器多谐振荡器是产生矩形脉冲波的自激振荡器，由于矩形脉冲波中除基波外，还有丰富的谐波成分，故得名多谐振荡器。产生矩形脉冲的电路很多，例如用TTL与非门构成的基本多谐振荡器和RC环形振荡器;用CMOS或非门组成的多谐振荡器。本节主要介绍用集成定时器构成的多谐振荡器和频率稳定性高的石英晶体振荡器。多谐振荡器的符号如图9.3.1所示。图9.3.1多谐振荡器符号9.3.1由555定时器构成的多谐振荡器1．工作原理图9.3.2（a

7、）所示为由CC7555构成的多谐振荡器电路，R1、R2和C是外接定时元件。电路的工作波形如图9.3.2（b）所示。图9.3.2由CC7555定时器构成的多谐振荡器（a）电路;（b）工作波形电路的工作原理如下：由图9.2.1和表9.2.1可知，接通电源瞬间，TH和TR端的电位uC=0，基本RS触发器的R=0，S=1，触发器置1，输出OUT（uo）为高电平，MOS管截止，电源经R1、R2对C充电，uC逐渐升高。当uC＞　　　时，比较器A输出，即RS触发器的R端跳变为高电平，比较器B输出,即RS触发器的S端跳变为低电平，使RS触发器置0，输出OUT（uo）跳

8、变为低电平，MOS管导通，电容C通过R