脉冲波形的产生与变换教学文案.ppt

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1、脉冲波形的产生与变换脉冲形成电路的组成应有两大部分：惰性电路和开关。开关是用来破坏稳态，使惰性电路产生暂态的。开关可用不同的电子器件来完成，如可用运算放大器，分立器件晶体三极管或场效应管，也可以用逻辑门。目前用得较多的是555定时电路。惰性电路产生的暂态过程，对一阶问题而言，可用三要素法来描述，获得电压或电流随时间变化的方程6.2555定时电路6.2.1基本组成555集成电路主要由3个5kΩ电阻组成的分压器、两个高精度电压比较器A和B、一个基本RS触发器、一个作为放电通路的管子及输出驱动电路组成。1．分压器分压器由3个5kΩ电阻R组成，它为两个电压比较器提供基准电平。2．比较器比较器A

2、、B是两个结构完全相同的高精度电压比较器。3．基本RS触发器RS触发器由两个或非门组成，它的状态由两个比较器输出控制，根据基本RS触发器的工作原理，就可以决定触发器输出端的状态。4．开关放电管和输出缓冲级放电管V是N沟道增强型的MOS管，其控制栅为0电平时截止，为1电平时导通。两级反相器构成输出缓冲级，反相器的设计考虑了有较大的电流驱动能力，一般可驱动两个TTL门电路。同时，输出级还起隔离负载对定时器影响的作用。6.2.2工作原理及特点THROUTDXX低（L）低（L）接通>2/3UDD>1/3UDD高（H）低（L）接通<2/3UDD>1/3UDD高（H）低（L）原状态X<1/3UDD

3、高（H）高（H）关断6.3单稳态电路6.3.1由CC7555构成的电路单稳态触发器只有一个稳定状态和一个暂稳态，在外界触发脉冲的作用下，电路从稳态翻转到暂态，然后在暂稳态停留一段时间TW后又自动返回到稳态，并在输出端产生一个宽度为TW的矩形脉冲。TW只与电路本身的参数有关，而与触发脉冲无关。我们通常把TW称为脉冲宽度。图6-3CC7555构成的单稳态触发器6.3.2工作原理静止期：触发信号处于高电平，电路处于稳态，根据555工作原理可知为低电平，放电管V导通，定时电容C两端电压为0。工作期：外界触发信号加进来，要求为负脉冲且低电平应小于，比较器输出UB为高电平，UA为低电平，使为高电平

4、，且放电管截止，电源通过定时电阻R对定时电容充电，这是一个暂态问题，只要写出三要素即可。三要素如下：为了使电路能正常工作，要求外加触发脉冲的宽度TIW>rd，所以恢复期很短。图6-4具有微分环节的单稳态触发器6.3.3由门电路构成的单稳态电路1.微分型单稳电路(1)电路组成门1、门2是CMOS或非门，R、C组成微分延时环节。稳态时，门1输出高电平，门2输出低电平，vi1=vi＝0，v01＝VDD、vi2＝

5、VDD、vO2＝0。当vi由0上升到VTH(CMOS或非门的开启电压)时，将引起下列正反馈过程使电路快速翻转到门1输出低电平时，门2输出高电平的暂稳状态。随之VDD通过R及门1的输出电阻(驱动管导通电阻)对电容C充电，vi2逐渐升高，当vi2上升到VTH时，又会产生下列反馈过程(假设此时vi已回到低电平)(2)工作原理TW估算公式如下：典型情况下2.积分型单稳态电路(1)电路组成门1、门2是COMS或非门，R、C构成积分型延时环节。(2)工作原理稳态时门1、门2输出低电平。vi=1、vO1=0、vi2=0、vO=0。当vi负跳变到0时，vO1随之跳变到高电平，但由于电容上电压不能突变，

6、vi2仍为0，故门2也截止，vO正跳变到高电平VDD，进入暂态；此时，电容通过R0(门1的输出电阻)和R充电，vi2逐渐上升，当上升到VT时，门2导通，vO变成低电平，回到稳态；当vi回到高电平后，门1导通，电容放电，电路保持稳状态不变。脉冲宽度TW的估算公式和微分型电路相同，但这种电路要求输入信号vi的脉冲宽度大于输出脉冲vO的宽度TW，否则就成了反相器。6.4多谐振荡器多谐振荡器是一种无稳态电路，它在接通电源后，不需要外加触发信号，电路状态能够自动地不断变换，产生矩形波的输出。由于矩形波中的谐波分量很多，因此这种振荡器冠以“多谐”二字。脉冲周期T：周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉

7、冲的时间间隔。有时也用频率f=1/T表示，f表示单位时间里脉冲重复的次数。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起，到脉冲后沿下降到0．5Um止的一段时间。上升时间tr：脉冲前沿从0．1Um上升到0．9Um所需的时间。下降时间tf：脉冲后沿从0．9Um下降到0．1Um所需的时间。6.4.1电路组成图(a)是用CC7555构成的多谐振荡器。除将A的高电平触发端TH和B的低电平触发端短接外，在放电回路中还串接