第7章-脉冲电路课件.ppt

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1、第7章脉冲波形的产生与变换数字电路与系统中，有时需要一些脉冲信号，如时钟脉冲等。本章主要讨论几种脉冲波形的产生和变换电路，包括施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。首先介绍一种基本的电路单元——555定时器。7.1555定时器555定时器应用极为广泛，是一种模拟、数字混合式中规模集成电路。该电路使用灵活方便，只要在555定时器芯片外部某些引脚处加上适当的电阻电容定时元件，就可方便地构成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器等电路，从而方便地形成脉冲波形的产生与变换电路。1图7.1给出了555定时器的芯片内部电路图、管脚图及符号图。图7.1(a)中，三个阻值皆为5kΩ的

2、电阻R组成对电源Vcc的分压器，形成(2/3)Vcc、（1/3)Vcc参考电压。C1、C2是两个比较器，触发器是具有异步清零功能的、由两个与非门组成的基本RS触发器。晶体管T为放电管，G为缓冲器。在不使用控制电压输入端Vco（⑤脚。即Vco悬空或通过电容接地）时，Vcc在三个R上分压，C1的比较电平为(2/3)Vcc，另一端（⑥脚）是阈值输入（TH），C2的比较电平为（1/3)Vcc，另一端（②脚）是触发输入端（）。(1)THVccRD&＋－C1＋－C2&&1VcoDISTR(4)(8)(7)(2)(6)(5)(3)RSGT5k5k5k图7.1555定时器5556

3、21845732当阈值端电压V6<(2/3)Vcc，触发端电压V2<（1/3)Vcc时，比较器C1=1，比较器C2=0，触发器置1，T截止；当V6<(2/3)Vcc时，C1=1，C2=1，触发器保持原状态；当V6>(2/3)Vcc，V2>（1/3)Vcc时，C1=0，C2=1，触发器置0，T饱和导通。由此得到555定时器的功能表如表7.1所示。如果使用控制电压输入端Vco，则比较器C1和C2的比较电平分别为Vco和（1/2)Vco。37.2施密特触发器施密特触发器（SchmittTrigger）是脉冲波形变换中经常使用的一种电路,它具有以下几个特点：1）具有两个稳定状态

4、。2）具有回差电压ΔV。当输入信号增加和减少时，电路有不同的阈值电压，其电压传输特性和逻辑符号如图7.2所示。VoViVT+VT-VOHVOL1(a)电压传输特性(b)逻辑符号图7.2施密特触发器传输特性和逻辑符号47.2.1555定时器构成的施密特触发器将555定时器的阈值输入端（⑥脚）和触发输入端（②脚）接在一起并作为电路输入端，放电端（⑦脚）通过上拉电阻RL接到电源VDD，Vco（⑤脚）悬空，即可构成如图7.3(a)所示的施密特触发器。当输入Vi加入如图7.3(b)所示的三角波时，555输出端Vo就会得到整形后的矩形脉冲波形。VCCVDD55562Vi184573

5、VoVCOVo’RLtViVccVotVOHVOL00(a)逻辑电路图(b)工作波形图7.3555定时器构成的施密特触发器5下面分析电路的工作过程。6TTL集成施密特触发器74LS132是一种典型的集成施密特触发器，其内部包括4个相互独立的两输入施密特触发器与非门。下图为集成施密特触发器74LS132的逻辑符号图和一个施密特与非门的电路图。电路由输入极、施密特电路极（中间极）和输出极三部分组成。输入极是两输入的二极管与门电路；中间极是具有回差特性的施密特触发器；输出极具有逻辑非的功能。&YAB图7.6TTL集成施密特触发器74LS1327.2.3集成施密特触发器77.2

6、.4施密特触发器的应用1．脉冲波形整形脉冲信号在传输过程中经常发生畸变，例如，会在上升沿或下降沿产生振荡而使上升沿、下降沿发生畸变。利用施密特触发器，可对畸变了的波形进行整形，得到有理想上升沿、下降沿的矩形波。图7.7为用施密特触发器对畸变的矩形波进行整形的效果。图7.7施密特触发器对畸变的矩形波整形82．波形变换利用施密特触发器的回差特性，可将正弦波等缓慢变化的波形变换成矩形脉冲，如图7.8所示。图7.8施密特触发器进行波形变换93．幅度鉴别幅度鉴别是从一连串幅度不等的波形中，利用施密特触发器的回差特性，鉴别出幅度较大的波形来。图7.9示出的输入波形Vi为一串视频信号

7、，视频信号在传输中，会有干扰信号（一般幅度较小）叠加在视频信号上，如图7.9中虚线部分所示。可适当选择施密特触发器的VT-大于干扰信号幅度，VT+小于视频信号幅度，当视频信号通过施密特触发器后，即可得到矩形波形输出V。图7.9施密特触发器用于幅度鉴别10【例7.2】555定时器构成的施密特触发器用做光控路灯开关。图7.11示出了555定时器构成的施密特触发器用做光控路灯开关的电路图，图中RT为2MΩ的可变电阻，Ri为光敏电阻，白天有光照时，其阻值约为几十kΩ，晚上无光照时，其阻值约为几十MΩ。H为继电器，D为续流二极管，H中有电流，K吸合