第7章脈沖信號的產(chǎn)生與整形

1、 數(shù)字電路數(shù)字電路 7.1 概述概述 主要要求：主要要求： 一、了解脈沖信號產(chǎn)生與整形的方法一、了解脈沖信號產(chǎn)生與整形的方法 二、了解施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的邏輯二、了解施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的邏輯 功能、工作特點、典型應(yīng)用功能、工作特點、典型應(yīng)用 三、了解多諧振蕩器的常用電路及其工作原理三、了解多諧振蕩器的常用電路及其工作原理。 數(shù)字電路數(shù)字電路 7.2 555定時器的電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能定時器的電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能 7.2.1 555定時器的邏輯功能定時器的邏輯功能 一、一、555定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī) 模集成器件。模集成器件。 二

2、、二、555 定時器的電源電壓范圍寬，可在定時器的電源電壓范圍寬，可在 4.5V16V 工作，輸出驅(qū)動電流約為工作，輸出驅(qū)動電流約為 200mA，可輸出一定，可輸出一定 的功率直接驅(qū)動微電機(jī)、指示燈、揚聲器等。的功率直接驅(qū)動微電機(jī)、指示燈、揚聲器等。 三、雙定時器三、雙定時器556/7556。 數(shù)字電路數(shù)字電路 7.2.2 555定時器的電路結(jié)構(gòu)定時器的電路結(jié)構(gòu) 圖圖7.1 555邏輯圖和邏輯功能示意圖邏輯圖和邏輯功能示意圖 數(shù)字電路數(shù)字電路 表表1： 555定時器功能表定時器功能表 數(shù)字電路數(shù)字電路 7.3 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器 7.3.1 用用555定時器組成施密特觸發(fā)器（圖定時器組成

3、施密特觸發(fā)器（圖7.2） 數(shù)字電路數(shù)字電路 正向閥值電壓：正向閥值電壓： 輸入電壓輸入電壓u uI I上升使電路狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)時的值，稱上升使電路狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)時的值，稱為正向閥值電壓，用為正向閥值電壓，用U UT+T+ 表示，由表示，由555555定時器組成施定時器組成施密特觸發(fā)器的密特觸發(fā)器的U UT+T+ = = 負(fù)向閥值電壓：負(fù)向閥值電壓： 輸入電壓輸入電壓u uI I下降到使電路狀態(tài)發(fā)生另一次翻轉(zhuǎn)時下降到使電路狀態(tài)發(fā)生另一次翻轉(zhuǎn)時的值，稱為負(fù)向閥值電壓，用的值，稱為負(fù)向閥值電壓，用UT- 表示，由表示，由555555定時器定時器組成施密特觸發(fā)器的組成施密特觸發(fā)器的UT- = = 數(shù)字電路

4、數(shù)字電路 回差電壓：回差電壓： 圖圖7.3 施密特觸發(fā)器的電壓傳輸特性和邏輯符號施密特觸發(fā)器的電壓傳輸特性和邏輯符號 數(shù)字電路數(shù)字電路 7.3.2 施密特觸發(fā)器應(yīng)用施密特觸發(fā)器應(yīng)用 1 1、波形變換、波形變換 2 2、波形整形（圖、波形整形（圖7.47.4） 3 3、幅度鑒別、幅度鑒別 數(shù)字電路數(shù)字電路 7.4 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有一個穩(wěn)定狀態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有一個穩(wěn)定狀態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)， 7.4.1 用用555定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（圖定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（圖7.5） 數(shù)字電路數(shù)字電路 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作波形（圖單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作波形（圖7.6） 數(shù)字電路數(shù)字電路

5、7.4.2 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應(yīng)用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應(yīng)用 1 1、脈沖整形、脈沖整形 2 2、脈沖定時（圖、脈沖定時（圖7.77.7） 3 3、脈沖展寬、脈沖展寬 數(shù)字電路數(shù)字電路 7.5 7.5 多諧振蕩器多諧振蕩器 多諧振蕩器沒有穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。多諧振蕩器沒有穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。 7.5.1 555 7.5.1 555 定時器組成多諧振蕩器（圖定時器組成多諧振蕩器（圖7.87.8） 數(shù)字電路數(shù)字電路 圖圖7.9 7.9 多諧振蕩器的工作波形多諧振蕩器的工作波形 數(shù)字電路數(shù)字電路多諧振蕩器的震蕩周期多諧振蕩器的震蕩周期T T為：為： T=tw1+tw2T=tw1+tw2 tw1 tw1為

6、電容為電容C C上的電壓由充到所需的時間，充電回上的電壓由充到所需的時間，充電回路的時間常數(shù)為（路的時間常數(shù)為（R R1 1+R+R2 2）C C。 tw1tw1可用下是估算：可用下是估算： tw1=tw1=（R R1 1+R+R2 2）C ln 2 0.7C ln 2 0.7（R R1 1+R+R2 2）C C（式（式7.17.1） tw2tw2為電容為電容C C上的電壓由降到所需的時間，放電回上的電壓由降到所需的時間，放電回路的時間常數(shù)為路的時間常數(shù)為R R2 2C C。tw2tw2可用下是估算：可用下是估算： tw2=Rtw2=R2 2C ln 2 0.7RC ln 2 0.7R2 2C

7、 C （式（式7.2） 數(shù)字電路數(shù)字電路 多諧式振蕩器的振蕩周期多諧式振蕩器的振蕩周期T T為：為： T=tw1+tw2 0.7T=tw1+tw2 0.7（R R1 1+2R+2R2 2）C C （式（式7.3） 7.5.2 7.5.2 石英晶體多諧振蕩器石英晶體多諧振蕩器 石英晶體具有很好的選頻特性，當(dāng)振蕩信號的頻石英晶體具有很好的選頻特性，當(dāng)振蕩信號的頻率和石英晶體的固有振蕩頻率率和石英晶體的固有振蕩頻率f f0 0相同時，石英晶體呈相同時，石英晶體呈現(xiàn)很低的阻抗，信號很容易通過，而其他頻率的信號現(xiàn)很低的阻抗，信號很容易通過，而其他頻率的信號則被衰減掉，這時，振蕩頻率只取決于石英晶體的固則

8、被衰減掉，這時，振蕩頻率只取決于石英晶體的固有振蕩頻率有振蕩頻率f f0 0，而與，而與RCRC無關(guān)。無關(guān)。 數(shù)字電路數(shù)字電路 本章小結(jié)本章小結(jié) 1、555定時器是一種多用途的集成電路。只需外接定時器是一種多用途的集成電路。只需外接少量阻容元件便可構(gòu)成施密特觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸少量阻容元件便可構(gòu)成施密特觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器。發(fā)器和多諧振蕩器。2、施密特觸發(fā)器有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，這兩個穩(wěn)定狀態(tài)、施密特觸發(fā)器有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，這兩個穩(wěn)定狀態(tài)是靠兩個不同的輸入電平來維持的。正向閾值電是靠兩個不同的輸入電平來維持的。正向閾值電壓壓UT+和負(fù)向閾值電壓和負(fù)向閾值電壓UT-的值不同，施密特觸發(fā)的值不同，施密特觸發(fā)器具有回差特性，回差電壓器具有回差特性，回差電壓UT= UT+- UT- 數(shù)字電路數(shù)字電路3、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有一個穩(wěn)定狀態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)，沒、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有一個穩(wěn)定狀態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)，沒 有外加觸發(fā)信號輸入時，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，再有外加觸發(fā)信號輸入時，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，再 外加觸發(fā)器信號作用下，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，經(jīng)一外加觸發(fā)器信號作用下，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，經(jīng)一 段時間后，又自動返回到穩(wěn)定狀態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)維持段時間后，又自動返回到穩(wěn)定狀態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)維持 的時間為輸出脈沖寬度，由電路的的時間