電子技術(shù)第19講(脈沖產(chǎn)生與整形).ppt

1、第19講,第16章 脈沖信號的產(chǎn)生與整形,16.1 由門電路構(gòu)成的多諧振蕩器和 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 16.2 集成單穩(wěn)74123 16.3 集成定時器555,第16章 脈沖波形的產(chǎn)生與整形,16.1 由門電路構(gòu)成的多諧振蕩器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 16.1.1由門電路構(gòu)成的多諧振蕩器 16.1.2由門電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 16.2 集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS123 16.2.1集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS123的功能 16.2.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS123的應(yīng)用舉例 16.3集成定時器555 16.3.1 555定時器的工作原理 16.3.2 555定時器的應(yīng)用,16.1由門電路構(gòu)成的多諧振蕩器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)

2、器,一、由奇數(shù)個非門組成的多諧振蕩器,利用門電路的傳輸延遲時間，將奇數(shù)個非門首尾相接，就可以構(gòu)成一個簡單的多諧振蕩器（環(huán)行振蕩器）:,缺點: 因門電路傳輸延遲時間很短（10nS左右），所以振蕩頻率太高,并且不可調(diào)整。,16.1.1由門電路構(gòu)成的多諧振蕩器,二、帶RC延時電路的多諧振蕩器,時間常數(shù) RC門電路傳輸延遲時間,RS：限流電阻，幾百,輸出,假設(shè)：開始時u3=0,當uAUT時，u3不反轉(zhuǎn),帶RC延時電路的環(huán)行振蕩器分析,當uA=UT時，u3反轉(zhuǎn)，u1、u2也同時反轉(zhuǎn),由于電容電壓不能 突變,當u1 發(fā)生下跳時,uA有一突變。,u2u1，電容反向充電 , uA上升。,當uA=UT 時，u3

3、、u1、u2反轉(zhuǎn),由于u1上跳，電容電壓不能突變，所以uA上跳，然后uA下降，進入下一個周期。,可以推導，輸出信號的周期近似為:,T 2.2 RC,三、RC耦合式振蕩器,當R1=R2=R , C1=C2=C時 輸出信號的周期近似為:,T 1.4 RC,四、石英晶體振蕩器,輸出方波uO的頻率 = 石英晶體的固有諧振頻率,R1=R2=1k C=0.1F,優(yōu)點：振蕩頻率穩(wěn)定，精度高，常用作基準信號源,單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器: 輸出端只有一個穩(wěn)定狀態(tài), 另一個狀態(tài)則是暫穩(wěn)態(tài)。加入觸發(fā)信號后，它可以由穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)入暫穩(wěn)態(tài)，經(jīng)過一定時間以后，它又會自動返回原來的穩(wěn)定狀態(tài)。,16.1.2 由門電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,一

4、、由門電路構(gòu)成的積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,t1,當ui=0時,ui：外部觸發(fā)脈沖,當ui上跳時， u1下跳,因uA不能突變，所以u2下跳,u1下跳后，C放電，uA下降,UT,TW=1.1RC,當uA=UT時，u2上跳，輸出一個寬度為TW的負脈沖,當ui下跳時，u1上跳，C再充電， uA上升為高電平。,缺點： 若C的放電太慢，在 t1- t3期間, uAUT , 失去對 u2 低電平寬度的控制作用,u2將隨著ui變?yōu)?而變?yōu)?,( a ),( b ),改進型電路,u1,uA,u2,ui,ui,改進的積分型單穩(wěn)觸發(fā)器工作原理,特點: 輸出脈沖寬度不受輸入脈沖寬度的影響,二、由門電路構(gòu)成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)

5、器(略),16.2 集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS123,74LS123 內(nèi)部包括兩個獨立的單穩(wěn)。單穩(wěn)輸出脈沖的寬度，主要由外接的定時電阻( RT )和定時電容( CT )決定。單穩(wěn)的翻轉(zhuǎn)時刻決定于 A、B、CLR 三個輸入信號。,16.2.1 集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS123的功能,觸發(fā),74LS123功能表,清0,觸發(fā),TW = 0.45 RT CT,RT,CT,CT,RT,16.2.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS123應(yīng)用舉例,例1.用單穩(wěn)進行彩燈的延時控制,發(fā)光二極管,串行移位寄存器,單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,彩燈控制,過程:全亮由左到右逐個滅全滅延時全亮,周而復始,例2.用單穩(wěn)進行波形的整形、用晶體振蕩器產(chǎn)

6、生計數(shù)器的計數(shù)脈沖(數(shù)字測速系統(tǒng)),16.3 集成定時器555,16.3.1 555定時器的工作原理 一、內(nèi)部電路組成,內(nèi)部電路組成: (1)分壓器(3個R) (2)電壓比較器 (A1、A2） (3)RS觸發(fā)器 (4)反相器 (5)晶體管T,1端GND 地 2端TR 低電平觸發(fā)輸入 3端UO 輸出 4端RD 直接清0 5端CV 電壓控制，不用 時經(jīng)0.01F電容 接地 6端TH 高電平觸發(fā)輸入 7端D 三極管集電極 8端VCC 電源(4.5V18V),16.3.1 555定時器的工作原理(續(xù)),二、引腳功能,16.3.1 555定時器的工作原理(續(xù)),三、工作原理 各部分的功能,(1)分壓器為

7、比較器提供基準電壓，A1的基準電壓為 ，A2的基準電壓為 。,（2）閾值端（TH）和觸發(fā)端（TR）的外加輸入信號和兩基準電壓比較。當TH 時，A1輸出高電平；當TR 時，A2輸出高電平。反之，兩比較器輸出低電平。,（3）A1、A2的輸出作為RS觸發(fā)器的輸入。R=1時，Q=0；S=1時，Q=1,（4）RS觸發(fā)器的反相輸出端經(jīng)反相驅(qū)動后輸出UO,即UO=Q,(5)當Q=0時,T導通；Q=1時，T截止。,16.3.1 555定時器的工作原理(續(xù)),三、工作原理 功能表,16.3.2 555定時器的應(yīng)用,一、由555定時器構(gòu)成多諧振蕩器,T截止,0.01F,16.3.2 555定時器的應(yīng)用(續(xù)),一、

8、由555定時器構(gòu)成多諧振蕩器,uo保持1,16.3.2 555定時器的應(yīng)用(續(xù)),一、由555定時器構(gòu)成多諧振蕩器,16.3.2 555定時器的應(yīng)用(續(xù)),一、由555定時器構(gòu)成多諧振蕩器,uo保持0,16.3.2 555定時器的應(yīng)用(續(xù)),一、由555定時器構(gòu)成多諧振蕩器,T截止,16.3.2 555定時器的應(yīng)用(續(xù)),一、由555定時器構(gòu)成多諧振蕩器,周期:,占空比:,16.3.2 555定時器的應(yīng)用,二、由555定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,上電清0：由于CS的作用，上電后uo=0，T導通，uc=0,16.3.2 555定時器的應(yīng)用,二、由555定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,當ui為高電平時， uo保持，仍為uo=0,16.3.2 555定時器的應(yīng)用,二、由555定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,當ui由高電平變?yōu)榈碗娖綍r， uo=1,T截止，C開始充電,ui脈沖很窄, ui變?yōu)楦唠娖胶? uo保持為1,C繼續(xù)充電,16.3.2 555定時器的應(yīng)用,二、由55