第五章-脉冲波形的产生与整形PPT资料.ppt
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1RS5k5k5k12VRC-VTROUTDDD
(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位TH阈值输入控制电压触发输入(7)DISVT放电端
(1)G1G2G3G212658437DISTRTHC-VVDDOUT555DR二二逻辑功能逻辑功能
(1)4脚为复位输入脚为复位输入端(端(RD),当),当RD为低电平时,不管为低电平时,不管其他输入端的状态其他输入端的状态如何,输出如何,输出vo为低为低电平。
正常工作时,电平。
正常工作时,应将其接高电平。
应将其接高电平。
(22)5脚为电压控制脚为电压控制端,当其悬空时,端,当其悬空时,比较器比较器C1和和C2的比的比较电压分别为较电压分别为2/3VCC和和1/3VCC。
1/3VCC2/3VCCCC&
1RS5k5k5k12VRC-VTROUTDDD
(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位TH阈值输入控制电压触发输入(7)DISVT放电端
(1)G1G2G3G2(3)2脚为触发输入端,脚为触发输入端,6脚为阈值输入端,两端的电位高低脚为阈值输入端,两端的电位高低控制比较器控制比较器C1和和C2的输出,从而控制的输出,从而控制RS触发器,决定输出触发器,决定输出状态。
状态。
1/3VCC2/3VCC阈值阈值输入输入阈值阈值输入输入复复位位输输出出vI1vI2RDvo2/3VCC2/3VCC2/3VCC1/3VCC1/3VCC1/3VCC0111010不变不变功能表功能表CC&
1RS5k5k5k12VRC-VTROUTDDD
(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位TH阈值输入控制电压触发输入(7)DISVT放电端
(1)G1G2G3G25.2555定时器的应用定时器的应用一一.用用555定时器构成的施密特触发器定时器构成的施密特触发器施施密密特特触触发发器器具具有有回回差差电电压压特特性性,能能将将边边沿沿变变化化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。
缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。
(一)
(一)电路组成及工作原理电路组成及工作原理1/3VCC2/3VCC电路符号电路符号COUT5kS1
(2)2/3V(7)(6)v&
放电端I1(3)GV&
vCC(4)TCCCI2(8)5k5k2RCC
(1)&
11/3VVO21RvIvCC22.电压滞回特性和主要参数电压滞回特性和主要参数
(2)主主要要静静态态参参数数(a)上限阈值电压上限阈值电压VT+vI上上升升过过程程中中,输输出出电电压压vO由由高高电电平平VOH跳跳变变到到低低电电平平VOL时时,所所对对应应的的输输入入电电压压值值。
VT+=2/3VCC。
(b)下限阈值电压下限阈值电压VTvI下下降降过过程程中中,vO由由低低电电平平VOL跳跳变变到到高高电电平平VOH时时,所所对对应的输入电压值。
应的输入电压值。
VT=1/3VCC。
(3)回差电压回差电压VTVT=VT+VT=1/3VDD
(1)电压滞回特性)电压滞回特性1/3VCCVoVi0传输特性传输特性VOHVOL2/3VCC1/3VCC2/3VCCVT+VTVTVT+VTVTvItO1vt电路符号电路符号O2vtO1vtVCC21265VCCRDO5553Ov7vvI2I1vIC8412IvDDVVCCRvVoutvO1C5kS1
(2)2/3V(7)(6)v&
vDD(4)TCCCI2(8)5k5k2RCC
(1)&
11/3VVO21RvIvCC
(二)
(二)施密特触发器的应用施密特触发器的应用1.用用作作接接口口电电路路将将缓缓慢慢变变化化的的输输入入信信号号,转转换换成成为为符符合合TTL系统要求的脉冲波形。
系统要求的脉冲波形。
2.用作整形电路用作整形电路把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。
把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。
输入输入输出输出VT+VT-3.用用于于脉脉冲冲鉴鉴幅幅从从一一系系列列幅幅度度不不同同的的脉脉冲冲信信号号中中,选出那些幅度大于选出那些幅度大于VT+的输入脉冲。
的输入脉冲。
0vctvo0t二、二、多谐波发生器多谐波发生器多谐波发生器多谐波发生器能产生矩形脉冲波的自激振荡器。
能产生矩形脉冲波的自激振荡器。
(一)
(一)电路组成及工作原理电路组成及工作原理2/3VCC1/3VCC振荡频率的估算振荡频率的估算
(1)电容充电时间)电容充电时间T1:
(:
(用三要素法计算)用三要素法计算)
(2)电容放电时间电容放电时间T2(3)电电路路振振荡荡周周期期TT=T1+T2=0.7(R1+2R2)C(5)输出波形占空比输出波形占空比q(4)电路振荡频率电路振荡频率fvctv0UTt2/3VDDTT1T2001/3VDD占空比可调的多谐波发生器占空比可调的多谐波发生器利利用用二二极极管管的的单单向向导导电电性性,把把电电容容C充充电电和和放放电电回回路路隔隔离离开开,再加上一个电位器,便可构成占空比可调的多谐振荡器。
再加上一个电位器,便可构成占空比可调的多谐振荡器。
可计算得:
T1=0.7R1CT2=0.7R2C占空比:
占空比:
26VCCRDOUT5553vI2I1v84v7VCCC150.01FC1vCDD12RPPR”
(二)多谐波发生器的应用
(二)多谐波发生器的应用1.简易温控报警器简易温控报警器2.双音门铃双音门铃。
三三.单稳态触发器单稳态触发器单稳态触发器单稳态触发器有一个稳态和一个暂稳态;
在触发脉有一个稳态和一个暂稳态;
在触发脉冲作用下,由稳态翻转到暂稳态;
暂稳状态维持一段时间冲作用下,由稳态翻转到暂稳态;
暂稳状态维持一段时间后,自动返回到稳态。
后,自动返回到稳态。
(1)无无触触发发信信号号输输入入时时电电路路工工作作在稳定状态在稳定状态当当vI=1时时,电电路路工工作作在在稳稳定定状状态态,即即vO=0,vC=0。
(一)
(一)电路组成及工作电路组成及工作原理原理
(2)vI下降沿触发下降沿触发当当vI下降沿到达时,下降沿到达时,vO由由0跳变为跳变为1,电路由稳态转入暂稳态。
,电路由稳态转入暂稳态。
(3)暂稳态的维持时间)暂稳态的维持时间在暂稳态期间,三极管在暂稳态期间,三极管T截止,截止,VCC经经R向向C充电。
充电。
时间常数时间常数1=RC,vC由由0V开始增大,在开始增大,在vC上升到上升到2/3VCC之前,电路保持暂稳态不变。
之前,电路保持暂稳态不变。
(4)自动返回时间)自动返回时间当当vC上升至上升至2/3VCC时,时,vO变变0,电路由暂稳态重新,电路由暂稳态重新转入稳态。
转入稳态。
(5)恢恢复复过过程程当当暂暂稳稳态态结结束束后后,C通通过过饱饱和和导导通通的的T放放电电,时时间间常常数数2=RCESC,由于由于RCES很小,所以放电很快。
很小,所以放电很快。
C放电完毕,恢复过程结束。
放电完毕,恢复过程结束。
主要参数估算主要参数估算
(1)输出脉冲宽度输出脉冲宽度Tw(用三要素法计算)用三要素法计算)
(2)恢复时间恢复时间tretre=(35)2(3)最高工作频率最高工作频率fmaxvI周期的最小值:
周期的最小值:
Tmin=tWtre最高工作频率最高工作频率:
TTW
(二)单稳态触发器的应用
(二)单稳态触发器的应用1.延时与定时延时与定时
(1)延时)延时图中,图中,v/O的下降沿比的下降沿比vI的下的下降沿滞后了时间降沿滞后了时间tW。
(2)定时定时当当v/O=1时,与门打开,时,与门打开,vO=vF。
当。
当v/O=0时,时,与门关闭,与门关闭,vO为低电平。
为低电平。
与门打开的时间是单稳与门打开的时间是单稳输出脉冲输出脉冲v/O的宽度的宽度tW。
*附加附加:
2.整形整形单单稳稳态态触触发发器器能能够够把把不不规规则则的的输输入入信信号号vI,整整形形成成为为幅幅度度和和宽宽度度都都相相同同的的标标准准矩矩形形脉脉冲冲vO。
vO的的幅幅度度取取决决于于单单稳稳态态电电路输出的高、低电平,宽度路输出的高、低电平,宽度tW决定于暂稳态时间。
决定于暂稳态时间。
3.触摸定时控制开关触摸定时控制开关555定定时时器器构构成成单单稳稳态态触触发发器器。
只只要要用用手手触触摸摸一一下下金金属属片片P,由由于于人人体体感感应电压相当于在触发应电压相当于在触发输入端(管脚输入端(管脚2)加入一个负)加入一个负脉冲,脉冲,555输出端输出高电平,输出端输出高电平,灯泡(灯泡(RL)发光,当暂稳态发光,当暂稳态时间(时间(tW)结束时,结束时,555输出输出端恢复低电平,灯泡熄灭。
端恢复低电平,灯泡熄灭。
该触摸开关可用于夜间定时该触摸开关可用于夜间定时照明,定时时间可由照明,定时时间可由RC参数参数调节。
调节。
4.触摸、声控双功能延时灯触摸、声控双功能延时灯555和和T1、R3、R2、C4组组成成单单稳稳定定时时电电路路,定定时时(即即灯灯亮亮)时时间间约约为为1分分钟钟。
当当击击掌掌声声传传至至压压电电陶陶瓷瓷片片时时,HTD将将声声音音信信号号转转换换成成电电信信号号,经经T2、T1放大,触发放大,触发555,使,使555输出高电平,触发导通晶闸管输出高电平,触发导通晶闸管SCR,电灯亮;
电灯亮;
同同样样,若若触触摸摸金金属属片片A时时,人人体体感感应应电电信信号号经经R4、R5加加至至T1基基极极,也也能能使使T1导通,触发导通,触发555,达到上述效果。
,达到上述效果。
5.3CMOS多谐波发生器多谐波发生器一、电路的组成一、电路的组成11G21GR100kRC二、电路的工作原理二、电路的工作原理因为CMOS电路的输入阻抗很高,其输入电流近似为0,又因为,其输出高、低电平分别接近UDD和OV,所以CMOS反相器可以看作是一个电压控制的电子开关。
T=T1+T2=2RCln1.4RC振荡周期为2.基本特性1.结构结构:
极板间加电场极板间加机械力晶体机械变形晶体产生电场压电效应:
压电效应:
交变电压机械振动交变电压机械振动的固有频率与晶片尺寸有关,稳定性高。
当交变电压频率=固有频率时,振幅最大符号压电谐振(三)石英晶体(三)石英晶体有两个谐振频率。
当有两个谐振频率。
当f=fs时,为串联谐振,石英晶体的电抗时,为串联谐振,石英晶体的电抗X=0;
当当f=fp时,为并联谐振,石英晶体的电抗无穷大。
时,为并联谐振,石英晶体的电抗无穷大。
由晶体本身的特性决定:
fsfpf0(晶体的标称频率)晶体的标称频率)石英晶体的选频特性极好,石英晶体的选频特性极好,f0十分稳定,其稳定度可达十分稳定,其稳定度可达10-1010-11。
3.石英晶体的选频特性石英晶体的选频特性X感性感性0容性容性4.石英晶体的等效电路与频率特性石英晶体的等效电路与频率特性等效电路:
(1)串联谐振频率特性:
晶体等效纯阻且阻值0
(2)并联谐振通常所以X感性感性0容性容性本章小结本章小结11多多谐谐振振荡荡器器是是一一种种自自激激振振荡荡电电路路,不不需需要要外外加加输输入入信信号号,就就可可以以自自动动地地产产生生出出矩矩形形脉脉冲冲。
用用555555定定时时器器可可以以组组成成多多谐谐振振荡荡器器,用用石石英英晶晶体体也也定定时时器器可可以以组组成成多多谐谐振振荡荡
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- 第五 脉冲 波形 产生 整形