脉冲波形的产生与整形.docx
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脉冲波形的产生与整形
第六章 脉冲波形的产生与整形
教学要求:
掌握施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的电路结构及工作原理;
理解上述三种电路的应用场合;
了解555集成定时器的典型应用。
教学重点:
脉冲整形电路、脉冲振荡电路。
555定时器工作原理与应用。
6.5.1.555定时器的电路结构及其功能
一.结构框图(图6.5.1双极型)
1.模拟功能部件:
⑴电阻分压器)、Vcc经3个5kΩ电阻分压后提供基准电压:
表5.5.1定时器5G555的功能表
6.5.2555定时器组成单稳态触发器
一、电路结构
思路:
外触发→自动返回
1.外触发(高触发置0端TH)置0→
得到正脉冲
图6.5.2用555构成的单稳态触发器
二、工作原理
1.稳定状态
3.自动返回稳定状态
6.5.3施密特触发器
一、工作原理
1.特点:
⑴施密特触发器有两个稳定状态,其维持和转换完全取决于输入电压的大小。
⑵电压传输特性特殊,有两个不同的阈值电压(正向阈值电压和负向阈值电压)
⑶状态翻转时有正反馈过程,从而输出边沿陡峭的矩形脉冲。
2.电压传输特性
有两种情况:
左图中输入与输出为反相关系,右图中输入与输出为同相关系
3.回差
可见:
施密特触发器的电压传输特性具有滞后特性。
4.逻辑符号
左图中输入与输出为反相关系,又称作施密特触发器与非门
右图中输入与输出为同相关系,又称作施密特触发器与门
5.工作波形
为施密特触发器与门的波形,为施密特触发器与非门的波形
二、施密特触发器的应用
1.用于波形变换
三角波、正弦波及其它不规则信号→矩形脉冲。
图6.5.3所示为用施密特触发器将正弦波变换成同周期的矩形脉冲。
图6.5.3
2.用于脉冲整形
当传输的信号受到干扰而发生畸变时,可利用施密特触发器的回差特性,将受到干扰的信号整形成较好
的矩形脉冲,如图所示。
3.用于脉冲幅度鉴别
如输入信号为一组幅度不等的脉冲,可将输入幅度大于的脉冲信号选出来,而幅度小于
的脉冲信
号则去掉了。
6.5.4多谐振荡器特点:
1.多谐振荡器没有稳定状态,只有两个暂稳态。
2.通过电容的充电和放电,使两个暂稳态相互交替,从而产生自激振荡,无需外触发。
3.输出周期性的矩形脉冲信号,由于含有丰富的谐波分量,故称作多谐振荡器。
提问:
TTL门电路的输入电阻特性?
二、工作原理
该电路是利用RC电路的充、放电分别控制G1和G2的开通与关闭来实现自激振荡的。
电路进入第二暂稳态。
宽度与间隔时间相等。
三.石英晶体多谐振荡器
前面介绍的多谐振荡器的一个共同特点就是振荡频率不稳定,容易受温度、电源电压波动和RC参数误
差的影响。
而在数字系统中,矩形脉冲信号常用作时钟信号来控制和协调整个系统的工作。
因此,控制
信号频率不稳定会直接影响到系统的工作,显然,前面讨论的多谐振荡器是不能满足要求的,必须采用
频率稳定度很高的石英晶体多谐振荡器。
石英晶体具有很好的选频特性。
当振荡信号的频率和石英晶体
的固有谐振频率相同时,石英晶体呈现很低的阻抗,信号很容易通过,而其它频率的信号则被衰减掉。
因此,将石英晶体串接在多谐振荡器的回路中就可组成石英晶体振荡器,这时,振荡频率只取决于石
英晶体的固有谐振频率f0,而与RC无关。
本章小结:
一、施密特触发器
输出高低电平随输入信号而变化。
由于滞回特性,可以明显改善输出波形的边沿。
二、单稳态触发器
输出完全取决于电路参数,输入信号至起触发作用,所以输出可以产生固定宽度的脉冲信号。
三、多谐振荡器
它不需要外加输入信号,工作电源接通,就可以自动产生矩形脉冲信号。
四、555集成定时器
通过不同的连接,配合少量的外部元件,可以实现上述三种电路。
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