6.數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)之脈沖波形的產(chǎn)生和整形教程

1、電子技術(shù)數(shù)字電路局部第六章 脈沖波形發(fā)生器和整形電路1第一頁(yè)，共三十三頁(yè)。第六章 脈沖波形發(fā)生器與整形電路6.1 555定時(shí)器極其應(yīng)用 6.3 連續(xù)矩形脈沖波的產(chǎn)生6.2 單脈沖的產(chǎn)生6.4 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器6.5 555定時(shí)器的原理和應(yīng)用2第二頁(yè)，共三十三頁(yè)。6.1 555定時(shí)器極其應(yīng)用555定時(shí)器的優(yōu)點(diǎn)：1定時(shí)的精度、工作速度和可靠性高；2使用的電源電壓范圍寬，從 2V 18V，能 和數(shù)字電路直接連接；3有一定的輸出功率，可驅(qū)動(dòng)微電機(jī)、指示 燈、揚(yáng)聲器等；4結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用靈活，用途廣泛。3第三頁(yè)，共三十三頁(yè)。用途：可組成各種波形的脈沖振蕩器、定時(shí)延時(shí)電路、檢測(cè)電路、電源變換電路、頻率變換電路。

2、4第四頁(yè)，共三十三頁(yè)。6.1.1 555定時(shí)器的結(jié)構(gòu)及工作原理控制電壓復(fù)位控制置位控制放電端DIS地GNDDIS5第五頁(yè)，共三十三頁(yè)。1.電路結(jié)構(gòu)共有 8 條腿。1比較器由運(yùn)算放大器組成。作用：將輸入的模擬電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。 輸入為模擬信號(hào)，輸出為數(shù)字信號(hào)。6第六頁(yè)，共三十三頁(yè)。+VAVBUfUiVO同相比較器： Ui Uf ， VO =1 VA VB Ui Uf ， VO =0 VA Uf ， VO =0 Ui 1/3 VCC)。 當(dāng) uC 2/3 VCC 時(shí)，滿(mǎn)足TR = uI 1/3 VCC，TH = uI 2/3 VCC,因此 uO 為低電平，V 導(dǎo)通，電容 C 經(jīng)放電管 V 迅

3、速放電完畢，uC 0 V。這時(shí)TR = UIH 1/3 VCC，TH = uC 0 2/3 VCC，uO 保持低電平不變。因此，穩(wěn)態(tài)時(shí) uC 0 V，uO 為低電平。充電工作原理 導(dǎo)通放電VuCOtOuOtUOLUOHtWOOtUIHuItWIVCC0VUOLUIH16第十六頁(yè)，共三十三頁(yè)。 2. 觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài) (二)工作原理、工作波形與參數(shù)估算 uCOtOuOtUOLUOHtWOOtUIHuItWIVCC當(dāng)輸入 uI 由高電平躍變?yōu)榈碗娖?應(yīng) 1/3 VCC )時(shí)，使 TR = UIL1/3 VCC而TH = uC 0 V 2/3 VCC，因此 uO 躍變?yōu)楦唠娖剑M(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，這時(shí)放電管

4、V截止，VCC 又經(jīng) R 向 C 充電，uC 上升。UILUOH充電17第十七頁(yè)，共三十三頁(yè)。工作波形與參數(shù)估算 18第十八頁(yè)，共三十三頁(yè)。uOuIVCC0uC02VCC/ 3VCCuO三、主要參數(shù)1. 輸出脈沖寬度 twtwuC0+ = 0,uC = VCC ,uCtw = 2VCC / 362784153555RC+VCC0.01 FuI+uC19第十九頁(yè)，共三十三頁(yè)。電路組成及工作原理工作原理 uItUOH uOtUOLOOuI 上升時(shí)與 2VCC/3 比uI 下降時(shí)與 VCC/3 比6.1.3 用555定時(shí)器接成施密特觸發(fā)器20第二十頁(yè)，共三十三頁(yè)。滯回特性及主要參數(shù)(一) 滯回特性U

5、TOuIuOUOHUOLUT+uI 增大時(shí)與上限閾值比特點(diǎn):uI 減小時(shí)與下限閾值比上限閾值電壓(二) 主要靜態(tài)參數(shù)回差電壓下限閾值電壓回差電壓UT = UT+ UT21第二十一頁(yè)，共三十三頁(yè)。6.1.4 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器+VCCuO83165724&1TDR1R2CuC uCtUOH uOtUOL一、電路組成和工作原理 62784153555R1C1+R2C2+VCC22第二十二頁(yè)，共三十三頁(yè)。二、振蕩頻率的估算和占空比可調(diào)電路62784153555R1C+R2C2+VCC1. C 充電時(shí)間 tw1uC0+ = VCC / 3,uC = VCC充電時(shí)間常數(shù)1= R1+R2C2.

6、 C 放電時(shí)間 tw2可求得:放電時(shí)間常數(shù)2 = R2C一 振蕩頻率的估算23第二十三頁(yè)，共三十三頁(yè)。3. 振蕩頻率 f uCtUOH uOtUOLtw1tw2Ttw1= 0.7 (R1+R2) Ctw2 = 0.7R2CT = 0.7R1+2R2C振蕩周期：振蕩頻率：占空比：24第二十四頁(yè)，共三十三頁(yè)。二 占空比可調(diào)電路62784153555R1C+R2C2+VCCD1D2uOtw1= 0.7R1Ctw2 = 0.7R2CT = 0.7R1+R2C25第二十五頁(yè)，共三十三頁(yè)。6.5 555定時(shí)器的原理和應(yīng)用 555定時(shí)器是將模擬電路和數(shù)字電路集成于 一體的電子器件。它使用方便,帶負(fù)載能力較強(qiáng)

7、, 目前得到了非常廣泛的應(yīng)用。 6.5.1 555定時(shí)器的工作原理 555定時(shí)器的內(nèi)部電路包括以下幾局部 : 一個(gè)由三個(gè)相等電阻組成的分壓器; 兩個(gè)電壓比較器: A1、A2 ;一個(gè) RS 觸發(fā)器; 一個(gè)反相器和一個(gè)晶體管T等。具體的 結(jié)構(gòu)見(jiàn)后圖。26第二十六頁(yè)，共三十三頁(yè)。(3) 多諧振蕩器: 簡(jiǎn)易電子琴電路48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCCuC0tVCC /32VCC /3首先說(shuō)明如何用555 定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器:0tuo輸出波形27第二十七頁(yè)，共三十三頁(yè)。 設(shè)電容C 原先未充電, 故 TH = TR VCC /3 , 此時(shí) uo = 1 , 555內(nèi)的晶體管 T 截

8、止 , 電源通過(guò) R1 和 R2 對(duì)電容 C 充電。uC0tVCC /32VCC /30tuo 在 uC 沒(méi)有充電到 2VCC /3 之前, uo 保持 1 不變。48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCC28第二十八頁(yè)，共三十三頁(yè)。uC0tVCC /32VCC /30tuouC一旦充至2VCC /3，那么 TH = TR =2VCC /3 、uo由1翻轉(zhuǎn)為 0 。同時(shí)555內(nèi)的晶體管 T 導(dǎo)通,電容 C 經(jīng) R2 、T放電, 一直至VCC /3 ，使得uo 回到 1 , 進(jìn)入循環(huán) .t1t2t3 在 uC 沒(méi)有充電到 2VCC /3 之前, uo 保持 1 不變。4816235

9、7R1R2CuC555DTHTRuoVCC29第二十九頁(yè)，共三十三頁(yè)。0tuouC0tVCC /32VCC /3T1T2輸出方波的周期 T的計(jì)算:T = T1 + T2 = 0.7 ( R1 + 2R2 ) C 48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCC30第三十頁(yè)，共三十三頁(yè)。0tuouC0tVCC /32VCC /3T1T2如何改變方波的占空比？改變充放電回路的時(shí)間常數(shù)即可。 充電時(shí)間常數(shù)：R1+R2C 放電時(shí)間常數(shù)：R2C48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCC31第三十一頁(yè)，共三十三頁(yè)。48162357R1C555uoVCCR21R28S8S1簡(jiǎn)易電子琴電路圖 簡(jiǎn)易電子琴就是通過(guò)改變R2 的阻值來(lái)改變輸出方波的周期 , 使外接的喇叭發(fā)出不同的音調(diào) 。32第三十二頁(yè)，共三十三頁(yè)。內(nèi)容總結(jié)電子技術(shù)。6.3 連續(xù)矩形脈沖波的產(chǎn)生。6.5 555定時(shí)器的原理和應(yīng)用。6.1 555定時(shí)器極其應(yīng)用。4結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用靈活，用