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时间:2020-08-05
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1、第8章脉冲波形的变换与产生(一)§8.1概述§8.2555定时器§8.3施密特触发器§8.4多谐振荡器§8.5单稳态触发器一、脉冲信号的定义三角波:锯齿波:微分窄脉冲:§8.1概述方波:脉冲信号是指一种持续时间极短的电压或电流波形。矩形波:A0.9A0.5A0.1ATwtrtfT实际的矩形波脉冲幅度A脉冲上升沿tr脉冲周期T脉冲下降沿tf脉冲宽度Tw占空比q二、脉冲信号的参数§8.2555定时器555定时器是一种应用广泛的集成电路,它将模拟和数字电路集成在同一片硅片上,用于脉冲信号的产生、波形的变换和整形,定时、检测、控制等领域。
2、555定时器加上适当的阻容元件即可构成多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器等电路,完成脉冲信号的产生、定时和整形等功能。常用集成定时器555有5G555(TTL)和CC7555(CMOS)。一、电路结构与逻辑功能1.电路组成分压器、比较器、基本RS触发器、放电三极管和输出缓冲器组成。QVR1VR22/3VCC1/3VCC各引脚功能(1)1脚—接地端(2)2脚(VI2)----触发输入端,与6脚(VI1)阈值输入端共同控制比较器C1和C2的输出,从而控制RS锁存器,决定输出状态。(3)3脚—输出端(4)4脚(RD)----复位输入
3、端,当RD=0,RS锁存器被复位,输出vo为低电平。正常工作时,应将其接高电平。(5)5脚(VIC)——电压控制端,当其悬空时,比较器C1和C2的比较电压分别为2/3VCC和1/3VCC。(6)6脚—阈值输入端(7)7脚—放电端(8)8脚—电源端工作原理1.当RD=0时,Vo=0,T导通2.当RD=1时Q=1,T截止,Vo=1Q=0,T导通,Vo=0Q、T保持,输出保持不变+-C2S1/3VccvI2②+-C1R2/3VccvI1⑥2.电路功能当VIC无外接电源时,§8.3施密特触发器施密特触发器特点:(1)输出有两种状态(输出
4、为数字信号);(2)输入采用电平触发(输入为模拟信号);(3)电路具有回差特性:对于正向增加和负向减小的输入信号,电路有不同的阈值电平(VT+和VT-)。什么是施密特触发器?施密特触发器是具有滞后特性的数字传输门。逻辑符号同相传输反相传输施密特触发器的电压传输特性用555构成的施密特触发器电路结构QVR1VR22/3Vcc1/3VccvI0tvO0t(1)当vI<1/3Vcc时,R=1,S=0,Q=1,vO=1;(2)当1/3Vcc<vI<2/3Vcc时,R=1,S=1,Q=1,vO=1;(3)当vI>2/3Vcc时,R=
5、0,S=1,Q=0,vO=0;(4)当1/3Vcc<vI<2/3Vcc时,R=1,S=1,Q=0,vO=0;(5)当vI<1/3Vcc时,R=1,S=0,Q=1,vO=1;原理分析+-C2S1/3VccvI②+-C1R2/3VccvI⑥0vIvO主要参数1.阈值电平正向阈值电压VT+=2/3Vcc负向阈值电压VT-=1/3Vcc2.回差电压=VT+-VT-=1/3Vcc1、用于波形变换施密特触发器应用举例vot02.用于脉冲整形、抗干扰3.用于脉冲鉴幅§8.4多谐振荡器什么是多谐振荡器?多谐振荡器是一种自激振荡器,在接通电源
6、后,不需要外加触发信号,能自动地产生矩形脉冲。由于输出的矩形波中含有很多谐波分量,故称它为多谐振荡器,又称方波发生器。用555构成的多谐振荡器电路结构工作原理1.上电时,vC=0,得R=1,S=0,Q=1,T截止,vO=1。3.当vC>2/3Vcc时,R=0,S=1,基本RS锁存器被置0,Q=0,T导通,vO=0。2.当Vcc通过R1、R2向C充电,vC逐渐上升;+-C2S1/3VccvI②+-C1R2/3VccvI⑥5.当vC下降到vC<1/3Vcc时,R=1,S=0,RS锁存器置成1态,Q=1,T截止,vO=1。对电容C充
7、电又重新开始。4.电容C将通过R2和T放电,vC逐渐下降;+-C2S1/3VccvI2②+-C1R2/3VccvI1⑥工作波形T1T2tt00OvCv3V10/3V5/2、振荡频率的估算(1)电容充电时间T1:(用三要素法计算)(2)电容放电时间T2(3)电容振荡周期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占空比任意可调的多谐振荡器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。占空比可变的多谐振荡器参数有两种状态:0
8、态和1态,但只有一种状态能长久保持,故名单稳态触发器。单稳态触发器的特点:(1)有稳态和暂稳态两种状态;(2)平时处于稳态,在外部触发脉冲作用下,由稳态进入暂稳态;(3)暂稳态维持一定时间后自动回到稳态。§8.5单稳态触发器什么是单稳态触发器?一.
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