数字电路课件8

nullnull第 8 章 脉冲信号的产生与整形介绍施密特触发电路、单稳态触发电路和多谐振荡器。多谐振荡器能直接产生脉冲信号。施密特触发电路能对已有信号进行变换;单稳态触发电路可用于脉冲信号的定时、延时； 在数字技术的各种应用中,经常要用到矩形波、方波、锯齿波等脉冲波形，其中矩形波和方波是较重要的波形。null8.1 555集成定时器 555集成定时器是一种将模拟和数字电路集成于一体的电子器件,通过外加少量的阻容元件,能构成多种用途的电路。 555集成定时器的型号较多，但所有双极型产品型号后的3位数字都是555，CMOS产品型号最后的4位数字都是7555。而且，它们的功能和外部引脚的排列完全相同。 为了提高集成度,随后又生产了双定时器产品556（双 极型）和7556（CMOS型）。 null8.1.1 555定时器的电路结构1.分压器2.比较器3.RS锁存器4.三极管放电开关5.输出缓冲器组成：null8.1.2 定时器的逻辑功能1）Vi1>2/3VCC Vi2>1/3VCC Vo=0 2）Vi1<2/3VCC Vi2<1/3VCC Vo=1 3）Vi1<2/3VCC Vi2>1/3VCC Vo不变 null 特点：555定时器能在很宽的电源电压范围内工作，并可承受较大的负载电流。双极型555定时器的电源电压范围为5~16V，最大的负载电流达200mA。CMOS型7555定时器的电源电压范围为3~18V，但最大负载电流在4mA以下。 null8.2 施密特触发器施密特触发器(Schmitt Trigger)逻辑符号及电压传输特性当输入信号高于VT+ 时, 电路处于一个稳定状态; 当输入信号低于VT-时, 电路处于另一个稳定状态;当输入信号处于两触发电平之间时,其输出保持原状态不变。VT+称作为上触发电平或正向阈值电压;VT- 称作为下触发电平或负向阈值电压;null特点：1）有两个稳定状态VOH和VOL , 但稳态要靠输 入电平来维持； 2）具有滞回电压传输特性.当输入信号高于VT+ 时,电路处于一个稳定状态; 当输入信号低于VT-时, 电路处于另一个稳定状态;当输入信号处于两触发电平之间时,其输出保持原状态不变。null8.2.1 用555定时器构成施密特触发电路1. 电路组成null2.工作原理当Vi<1/3VCC时, VO=VOH;2) 当1/3VCC < Vi<2/3VCC时, VO 保持,VO=VOH;3) 当Vi>2/3VCC时, VO=VOL.首先分析输入电压Vi由0逐渐 升高的过程null4) 当1/3VCC < Vi<2/3VCC时, VO 保持,VO=VOL;5) 当Vi<1/3VCC时, VO=VOH.其次分析输入电压Vi从2/3VCC 逐渐开始下降的过程nullVT+=2/3VCCVT-=1/3VCC回差电压： ΔVT= VT+ － VT- =1/3VCCnull例:下列电路图为由555定时器构成的施密特触发电路 (1)当R为无穷大时,试根据V i 输入波形画出输出波形; (2)欲使△VT =6V,则R应取多大?R=5Knull8.2.2集成施密特触发电路由于施密特触发电路的应用非常广泛，集成施密特触发电路的种类较多，有施密特非门74HC/HCT14、CC40106，施密特与非门74HC/HCT132、CC4093等。 CC40106阈值电压数值 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf null8.2.3施密特触发电路的应用1. 波形变换可以把边沿变化缓慢的周期性信号变换为同频率的 矩形脉冲.null2.脉冲整形可以适当调节施密特触发器的回差电压,得到整齐的 矩形脉冲.null3.幅度鉴别可以通过调整电路的VT+和VT-,将输入信号中幅度超 过VT+的脉冲选出,幅度较小的脉冲消除,所以具有幅 度鉴别能力.null8.3 单稳态触发电路 单稳态触发电路特点:电路有一个稳定状态,一个暂稳定状态.在没有外界触发信号作用时,电路处于稳定状态;在外界信号作用下,电路由稳态转换为暂稳态,经过一段时间,电路自动返回到稳定状态. 单稳态触发电路常用于脉冲的整形、定时和延时。null8.3.1 由555定时器构成的单稳态触发电路1.电路组成null2. 工作原理1)稳态null 当Vi 来一个较短的负 脉冲后, Q端改变状态, Vo由低电平跳变为高 电平,电路进入暂稳态. 而后经过一段时间后 (这时Vi已返回1) ,Q自 动返回到0的状态, 即 电路恢复到原来的稳 态Vo为低电平. (为什么)2)暂稳态null3. 工作波形图null4.输出脉冲宽度估算输出脉冲宽度tw :就是暂稳期 的持续时间,它等于电容电压 Vc从0上升到2/3Vcc所需时间=RC×Ln3≈1.1RC*Vi的负脉冲宽度要小于tw *输出脉冲宽度仅取决于外接定 时元件R和C的数值,而与电源电 压无关nullnull8.3.2 用施密特触发电路构成 单稳态触发电路1.电路结构2.工作原理1)稳态时,输入Vi=0,VR=0时,输出Vo=VOH;2)暂稳态:当幅度为VDD(>VT+)的正触发脉冲加到电路输入端时, 电路状态翻转, Vo=VOL,进入暂稳态. 随着对电容C的充电,VR按指数规律下降,当下降到略低于VT-时,电路状态再次翻转,返回到原来的稳态,输出Vo=VOH. null*Vi的正脉冲宽度应大于tw tw=RCln(VDD/VT-)3.工作波形图输出脉冲宽度tw:VR从初始值VDD下降到VT-所需要的时间null8.3.3 集成单稳态触发电路 根据电路工作特性不同， 集成单稳态触发电路分为 不可重复触发和可重复触 发两种。 (a) 不可重复触发单稳态触发电路工作波形 (b) 可重复触发单稳态触发电路工作波形 null74121是不可重复触发 单稳态触发电路1．不可重复触发单稳态触发电路 null两种连接方法：tw≈0.7RextCextnull2．可重复触发单稳态触发电路 74122是一种可重复触发单稳态触发电路 null74122功能表 74122的定时电阻、电容连接方式与74121相同，但输出脉冲宽度tw为： tw≈0.32RCext 需要注意的是，74122是可重复的触发单稳态触发电路，只要在输出脉冲结束之前，重新输入触发信号，就可以方便地延长输出脉冲的持续时间。 null8.3.4 单稳态触发电路的应用1.脉冲整形null2.脉冲的延时nullnull3.脉冲的定时一个测频的例子null8.4 多谐振荡器 能自行产生具有一定频率和一定脉宽的矩形脉冲的 电路. 多谐振荡器没有稳态, 有两个暂稳态. 且两暂稳态之 间的相互转换都不需要外加触发信号, 而是靠电路本身 完成的.null8.4.1 用555定时器构成多谐振荡器1.电路组成nullT1=(R1+R2)Cln2T2=R2Cln22.工作原理占空比:正脉宽T1与周 期T之比null2) 当VC略大于2/3VCC，输出Vo 由1转换为0；4) 当VC降至略低于1/3VCC，输出Vo 由0转换为1。null① 555构成振荡器电路简单,频率易于调节灵敏度较高;② 上述电路占空比q=T1/T衡大于0.5,调节不方便.③ 555构成振荡器频率振荡低(一般不超过几百KHz),且频率稳定度不高. 3.电路特点null4.改进电路T1=R1Cln2T2=R2Cln2占空比:当R1=R2时, q=1/2当R1>R2时, q>1/2当R1 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 器件。如当该电路石英晶体的谐振频率为32768Hz，经CD4060多级分频，可分别获得2、4、8、…、1024、2048Hz等10级不同频率的输出信号。 CD4060就是常用电路之一， 它是一片14级分频的二进制 串行计数/分频/振荡电路。