zch脈沖波形的產(chǎn)生與變換

1、1會計學(xué)zch脈沖波形的產(chǎn)生與變換脈沖波形的產(chǎn)生與變換2多諧振蕩器 -用于產(chǎn)生脈沖單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器-用于脈沖波形的變換和定時施密特觸發(fā)器-用于脈沖波形的變換，尤其是 將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字波形3 教學(xué)基本要求教學(xué)基本要求4定時器定時器應(yīng)用舉例 電路的組成二、 用555定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 一、 用555定時器組成多諧振蕩器 三、 用555定時器組成施密特觸發(fā)器 工作原理 555定時器是一種應(yīng)用方便的中規(guī)模集成電路,只需外接少量的阻容元件就可以構(gòu)成單穩(wěn)、多諧和施密特觸發(fā)器。廣泛用于信號的產(chǎn)生、變換、控制與檢測。 5定時器定時器 電路的組成 工作原理導(dǎo)通00截止11CC31V CC32V 導(dǎo)通01CC3

2、1V CC32V 保持1CC31V CC32V 保持CC31V CC32V 截止禁止1閾值vI1觸發(fā)vI2復(fù)位RD輸出vO放電T101010110016定時器定時器一、 多諧振蕩器電路1、電路的組成 ；2、工作原理 ；3、技術(shù)指標(biāo)7 一、一、 用用555定時器組成定時器組成多諧振蕩器多諧振蕩器 定時器應(yīng)用 VCC vC vO 0.01 F C 8 4 555 7 6 2 3 5 1 R1R2v 2 3 VCC 1 3 VCC vC 0 t1 t2 tPLtPHtPL=R2C1n20.7R2C tpH = (R1+R2)C1n20.7(R1+R2)C PLPH1211.43(2)fttRR C

3、不變不變導(dǎo)通0截止1導(dǎo)通0 T VOVI2VI1輸 出輸 入CC31V CC31V CC31V CC32V CC32V CC32V 截止導(dǎo)通8 一、一、 用用555定時器組成定時器組成多諧振蕩器多諧振蕩器 定時器應(yīng)用v 2 3 VCC 1 3 VCC vC 0 t1 t2 tPLtPHtPL=R2C1n20.7R2C tpH = (R1+R2)C1n20.7(R1+R2)C PLPH1211.43(2)fttRR C 9 VCC R1 vO 0.01F C RB 8 4 555 7 6 2 3 5 1 R2 RA RB R3 D2 + vC D1 tPL=RBC1n20.7RBC tpH =

4、RAC1n20.7RAC PLPH11.43()ABfttRR CAAB(%)100%RQRR占空比可調(diào) 用555定時器組成多諧振蕩器定時器應(yīng)用舉例10 定時器應(yīng)用定時器應(yīng)用三、 施密特電路1、電路的組成 ；2、工作原理 ；3、技術(shù)指標(biāo)11定時器應(yīng)用舉例定時器應(yīng)用舉例 用555定時器組成施密特觸發(fā)器 VCC VCC1 8 4 555 6 2 vI R vO2 vO1 VIC 0.01F 7 3 5 1 t vO 1 VO H 0 t 1 3 VCC 2 3 VCC vI 0 不變不變導(dǎo)通0截止1導(dǎo)通0 T VOVI2VI1輸 出輸 入CC31V CC31V CC31V CC32V CC32V

5、CC32V 013VCC23VCCvIvOVOH128.1 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器二、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路1、電路的組成 ；2、工作原理 ；3、技術(shù)指標(biāo)13 t vO VOH o vI o t vC o 1 3 VCC 2 3 VCC t t2 t1 0 定時器應(yīng)用定時器應(yīng)用 VCC vI R vO 0.01 F C vC 8 4 555 7 6 2 3 5 1 C1_C2+不變不變導(dǎo)通0截止1導(dǎo)通0 T VOVI2VI1輸 出輸 入CC31V CC31V CC31V CC32V CC32V CC32V b、當(dāng)輸入信號下降沿到達(dá)時, 電路進入暫穩(wěn)態(tài) C1+tWtw=RC1n31.1RC c、電容

6、放電, 電路自動返回到穩(wěn)態(tài) 1、工作原理142、用555定時器組成可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)，即心電信號檢測器 55576218435RR1CT+-vovIVCC0.01 F定時器應(yīng)用定時器應(yīng)用*電容器上電壓大于2VCC/3、RSFF置0，電路輸出為0，電容器放電為0， 。 15 組成特點: 開關(guān)電路 - 如門電路、電壓比較器等，產(chǎn)生高、低電平； 反饋延遲環(huán)節(jié) -將輸出電壓恰當(dāng)?shù)胤答伣o開關(guān)器件使之改變輸出狀態(tài)； 多諧振蕩器是一種自激振蕩器， 電路在接通電源后，無需外加觸發(fā)信號就能產(chǎn)生一定頻率和幅值的矩形波、脈沖波或方波。 無穩(wěn)態(tài)：輸出 Q 從0、1、0，兩個狀態(tài)都是暫穩(wěn)。門電路組成的多諧振蕩器石英晶體振蕩

7、器 電路的組成及工作原理 振蕩周期的計算16)(IOufu iD+VDDB1G1D1S1+uI -uOTNTPB2D2S2G2VSSABCDEFUTNVDDUTHUTP0uO /VuI /V轉(zhuǎn)折電壓閾值電壓：UTH閾值電壓:UTH =0.5( VDD)(IOufu 17 1 1 vI vO1 vO2 C R G1 G2 圖由CMOS門電路組成的多諧振蕩器 vI D1 D2 TP TN vO1 R C D4 D3 TP TN vO2 G1 G2 +VDD VC 組成特點: 開關(guān)電路 - 如門電路、電壓比較器等，產(chǎn)生高、低電平； 反饋延遲環(huán)節(jié) -將輸出電壓恰當(dāng)?shù)胤答伣o開關(guān)器件使之改變輸出狀態(tài)；01

8、010118 vI D1 D2 TP TN vO1 R C D4 D3 TP TN vO2 G1 G2 +VDD VC設(shè)vI = 0, vo1=1, vo2=0010 t t1 t2 t t vO1VDD0vIVDDVth0vO2VDD0vI vTH vo1 vo2(1) 第一暫穩(wěn)態(tài)及電路的翻轉(zhuǎn) 101進入 第二暫穩(wěn)態(tài) 19 vI D1 D2 TP TN vO1 R C D4 D3 TP TN vO2 G1 G2 +VDD VC010 t t1 t2 t t vO1VDD0vIVDDVth0vO2VDD02 DDO0thVVVVFFNvI vTH vo1 vo2(1) 第一暫穩(wěn)態(tài)及電路的翻轉(zhuǎn)

9、101(2) 第二暫穩(wěn)態(tài)及電路的翻轉(zhuǎn) 回到 第一暫穩(wěn)態(tài) TT2T120 t t1 t2 t t vO1VDD0vIVDDVth0vO2VDD0TT2T1T=T1(充電)+T2(放電) ththDD221)(lnVVVVRCTTTDD2 DDthVV TRC1n41.4RC 周期T取決于RC 和 Vth，頻率穩(wěn)定性較差。 21工作原理：特點：頻率穩(wěn)定，精度高。1. 符號和選頻特性符號當(dāng) f = f0 時,電抗 X = 0fXf0電感性電容性2. 石英晶體多諧振蕩器1. 反相器靜態(tài)工作在轉(zhuǎn)折區(qū)（放大）2. 石英晶體 X = 0, 回路構(gòu)成正反饋;電阻取值范圍：TTL反相器：R1= R2 = 0.7

10、 2 kCMOS反相器：R1= R2 =10 100 M223. CMOS 石英晶體多諧振蕩器為保證 CMOS 反相器靜態(tài)時工作在轉(zhuǎn)折區(qū)，偏置電阻RF 取值為 :RF =10 100 MC1RFC2uo11100 M20 pF5 50 pF f04. 秒信號發(fā)生器RC1C211C1C1C1C1FF0FF1FF14FF15Q0Q1Q14Q15T觸發(fā)器32768 Hz16384 Hz1 Hz2 Hz23 1 2 1 & 石 英 晶 體 振 蕩 器 1J 1K VCC CP vO Q Q & C1 CPQ1224門電路組成的施密特觸發(fā)器集成施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器的應(yīng)用 施密特觸發(fā)器

11、屬于電平觸發(fā)器件，適用于緩慢變化的信號，當(dāng)輸入信號達(dá)到某一定電壓值時，輸出電壓會發(fā)生突變。 電路有兩個閾值電壓。 輸入信號增加和減少時，電路的閾值電壓不同，電路具有如下圖所示的傳輸特性 。 o vI vO VOH VOL VT- VT+ o vI vO1 VOH VOL VT- VT+ 1 vovI 1 vovI25普通反相器和施密特反相器的比較AY1普通反相器uAUTHuYTTL： 1.4 VCMOS：DD21V施密特反相器AYuAUT+UT上限閾值電壓下限閾值電壓uY回差電壓： TTTUUU26UTHTTL：1.4 VCMOS：DD21VUT+UT上限閾值電壓下限閾值電壓回差電壓： TTT

12、UUU27UT+UT上限閾值電壓下限閾值電壓回差電壓： TTTUUU28集成施密特觸發(fā)器集成施密特觸發(fā)器CC401061A1Y2A2Y3A3Y6A6Y5A5Y4A4YVDDVSS1234567141312111098CC40933A3B3Y4Y4A4BVDDVSS12345671413121110 9 81A1Y1B2A2Y2B29施密特觸發(fā)器的應(yīng)用施密特觸發(fā)器的應(yīng)用vIVT+VT 0tvOVOHVOL 0ttpovOvI1 vovIvovT2vT1ttt合理選擇回差電壓，可消除干擾信號。 為去掉干擾信號回差電壓應(yīng)如何選擇？30施密特觸發(fā)器的應(yīng)用 vovI00ttVth(VT+)31施密特觸發(fā)

13、器的應(yīng)用 CvovIR112DDTT+DDTTDDTT+DDTT-lnln()lnTTTVVVRCRCRVVVVVCVVVVvovIVT+VT_VOLVOHT1T20t0t32 電路有一個穩(wěn)態(tài)，一個暫穩(wěn)態(tài)。 外來觸發(fā)脈沖使：電路由穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)。 暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間僅僅決定于電路中RC的參數(shù)。門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用定時：產(chǎn)生一定寬度的方波。延時：將輸入信號延遲一定時間后輸出。整形：把不規(guī)則波形變?yōu)閷挾?、幅度都相等的脈沖。33門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 vO1vO2vcRvI&CMOS與非門構(gòu)成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

14、（圖） CMOS或非門構(gòu)成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（圖） vO1vO2vcvI1 1 RVDD34門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器vO1vO2vcvI1 1 RVDD t t t t tpi vI vo1 vR vo2 VDD VDD Vth tw t1 t2 穩(wěn)態(tài) a)無觸發(fā)信號電路處于穩(wěn)態(tài) 01001暫穩(wěn)態(tài)b)外加觸發(fā)信號進入暫穩(wěn)態(tài)100110c)電容充電暫穩(wěn)態(tài)自動穩(wěn)態(tài)00穩(wěn)態(tài) 35 vOvItwtw集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 基本形式：外接定時元件電容C，電阻R（有的內(nèi)含電阻）觸發(fā)信號的形式：正沿觸發(fā)、負(fù)沿觸發(fā)具有兩個對稱互補輸出端 Q 和 /Q定時周期通常在幾十納秒到數(shù)百毫秒之間集成單

15、穩(wěn)型號：非可重復(fù)觸發(fā)型：如LS121、LS221可重復(fù)觸發(fā)型：如LS122、LS123、MC14538不可重復(fù)觸發(fā) vOvItwtw被重復(fù)觸發(fā)36 & 1 & & & 1 1 & 1 1 G9 G8 G7 G6 G5 G4 G2 G1 G3 a B A1 A2 Q Q Rint Cext Rext +VCC 74121觸發(fā)信號控制電路窄脈沖形成微分型單穩(wěn)觸發(fā)器輸出緩沖3774121 & 1 & & & 1 1 & 1 1 G9 G8 G7 G6 G5 G4 G2 G1 G3 a B A1 A2 Q Q Rint C

16、ext Rext +VCC 關(guān)鍵: 窄脈沖形成不可重復(fù)觸發(fā)穩(wěn)態(tài) 0100101A1 A2 B Q Q 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1011暫穩(wěn)態(tài)微分型單穩(wěn)觸發(fā)器00111010穩(wěn)態(tài) A1 A2 B Q Q 0 0 1 1 1 1輸出脈沖寬度： tw0.7RC 38例例: 組成噪聲消除電路組成噪聲消除電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用 (a) 邏輯圖邏輯圖 RCCextCext/RextQ74121vovccB A1 A2vIQC1DR (b) 波形圖波形圖 QvovIDCP(R) (b) 波形圖波形圖 QvovI噪聲多表現(xiàn)為尖脈沖，寬度較窄，而有用的信號的寬度較寬。注意：單穩(wěn)觸發(fā)器的輸出脈寬應(yīng)

17、大于噪聲寬度 而小于信號脈寬，才可消除噪聲。 噪聲 39第八章作業(yè)：、 。40 t vO VOH o vI o t vC o 1 3 VCC 2 3 VCC t t2 t1 0 定時器應(yīng)用定時器應(yīng)用 VCC vI R vO 0.01 F C vC 8 4 555 7 6 2 3 5 1 C1_C2+不變不變導(dǎo)通0截止1導(dǎo)通0 T VOVI2VI1輸 出輸 入CC31V CC31V CC31V CC32V CC32V CC32V b、當(dāng)輸入信號下降沿到達(dá)時, 電路進入暫穩(wěn)態(tài) C1+tWtw=RC1n31.1RC c、電容放電, 電路自動返回到穩(wěn)態(tài) 1、工作原理41 vI D1 D2 TP TN vO1 R C D4 D3 TP TN vO2 G1 G2 +VDD VC010 t t1 t2 t t vO1VDD0vIVDDVth0vO2VDD02 DDO0thVVVVFFNvI vTH vo1 vo2(1) 第一暫穩(wěn)態(tài)及電路的翻轉(zhuǎn) 101(2) 第二暫穩(wěn)態(tài)及電路的翻轉(zhuǎn) 回到 第一暫穩(wěn)態(tài) TT2T142工作原理：特點：頻率穩(wěn)定，精度高。1. 符號和選頻特性符號當(dāng) f = f0 時,電抗 X = 0fXf0電感性電容性2. 石英晶體多諧振蕩器1. 反相器靜態(tài)工作在轉(zhuǎn)折區(qū)（放大）2. 石英晶體 X = 0, 回路構(gòu)成正反饋;電阻取值范圍：TTL反相器：R1= R2 = 0.7 2