脉冲波形的产生与整形授课计划教学教材.ppt

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1、脉冲波形的产生与整形授课计划3、学时分配：共4学时第1、2学时：555时基集成电路第3、4学时：555时基集成芯片的应用7.1集成555定时器（第1、2学时）7.1.1555时基集成电路的分类555时基集成电路按内部元件分类，可分为TTL型555（电源电压为4.5V~＋5V）和CMOS型555（电源电压为2V~18V）两大类，按芯片内包含的定时器的个数可分为单时基定时器555和双时基定时器556两种类型。按封装分类又可分为8脚T0~99型，8脚双列直插型（见图）和14脚双列直插型三种（见图）由以下几部分组成：（1）三个阻值为5kΩ的电阻

2、组成的分压器。（2）两个电压比较器C1和C2。7.1.2555定时器的电路的组成电压比较器的功能：v+>v-，vO=1v+

3、，从而控制RS触发器，决定输出状态。比较TTL型555和CMOS555，从表7.2可以看出两者的差异是：1、CMOS型555的功耗权为TTL型555的几十分之一，静态电流仅为120μA左右，为微功耗器件；2、CMOS型555的电源电压可低到2~3V，高至18V，各输入功能端电流均为PA量级；3、CMOS型555的输入阻抗比TTL型555要高出几个数量级，高达1010Ω；4、CMOS型555的输出脉冲的上升沿和下降沿比TTL型要陡，转换时间短；5、CMOS型555的驱动功能力差，输出电流仪为1~3mA，而TTL型555的输出驱动电流可达2

4、00mA。一般说来，在要求定时长、功耗小，负载轻的场合，宜选用CMOS型的555，而在负载重，要求驱动电流大，电压高的场合，宜选用TTL型555。CMOS型555的输入阻抗高达1010Ω数量级远比TTL型高，非常适合于做长时间的延时电路，RC时间常数一般很大。7.2555时基集成芯片的应用（第3、4学时）7.2.1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）主要静态参数（a）上限阈值电压VT+——vI上升过程中，输出电压

5、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）回差电压ΔVTΔVT=VT+－VT—=1/3VCC2.电压滞回特性和主要参数（1）电压滞回特性二．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2.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。1.用作整形电路——把不

6、规则的输入信号整形成为矩形脉冲。7.2.2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

7、，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=RCESC，经过（3～5）τ2后，电容C放电完毕，恢复过程结束。2.主要参数估算(1)输出脉冲宽度Tw（用三要素法计算）上式说明，单稳态触发器输出脉冲宽度tW仅决定于定时元件R、C的取值，与输入触发信号和电源电压无关，调节R、C的取值，即可方便的调节tW。（2）恢复

8、时间tretre=（3～5）τ2（3）最高工作频率fmaxvI周期的最小值：Tmin=tW＋tre因此，单稳态触发器的最高工作频率应为:单稳态触发器的应用图中，v/O的下降沿比vI的下降沿滞后了时间tW。（