10_2脉冲电路ppt课件

1、2 2第十章第十章 脉冲波形的产生和整形脉冲波形的产生和整形 10.1、概述概述 10.2、施密特触发器、施密特触发器 ( Schmitt Trigger) 10.3、单稳态触发器、单稳态触发器 (One-shot ) 10.4、多谐振荡器、多谐振荡器 ( Multivibrator ) 10.5、555定时器定时器 ( 555 Timer ) 及其应用及其应用作业作业3 310.4、多谐振荡器（、多谐振荡器（Multivibrator） 能产生矩形脉冲的自激振荡电路叫做多谐振荡器。因为没有稳定的工能产生矩形脉冲的自激振荡电路叫做多谐振荡器。因为没有稳定的工作状态，多谐振荡器也称为无稳态电路。

2、作状态，多谐振荡器也称为无稳态电路。n特点特点 1. 没有稳定状态，只有两个暂稳态。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。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。多谐振荡器。4 4多谐振荡器（多谐振荡器（Multivibrator）n分类分类一、一、 对称型多谐振荡器对称型多谐振荡器 (symmetric multivibrator)二、非对称型多谐振荡器二、非对称型多

3、谐振荡器 (asymmetric multivibrator) 三、环型振荡器三、环型振荡器 (ring multivibrator)四、用施密特触发器构成的多谐振荡器四、用施密特触发器构成的多谐振荡器五、石英晶体多谐振荡器五、石英晶体多谐振荡器n应用应用返回返回5 5一、对称型多谐振荡器一、对称型多谐振荡器 (symmetric multivibrator) 恰当选取恰当选取RF1和和RF2的值，使反相器的静态工作点位于电压传输特性的线的值，使反相器的静态工作点位于电压传输特性的线性区或转折区，即它们工作在放大状态。这时只要性区或转折区，即它们工作在放大状态。这时只要G1或或G2的输入电压有

4、极微的输入电压有极微小的扰动，就会被正反馈回路放大而引起振荡。小的扰动，就会被正反馈回路放大而引起振荡。 TTL门电路门电路6 6分析分析:(1) 假定假定vI1有微小的正跳变有微小的正跳变暂稳态暂稳态 1: vI1 高电平高电平, vO1 低电平低电平 , vI2 低电平低电平, vO2 高电平高电平 迅速进入迅速进入 1 0 0 17 7(2) C1 开始充电开始充电, C2 开始放电开始放电。vI1从高电平逐渐下降，从高电平逐渐下降，vI2从从低电平逐渐上升。低电平逐渐上升。C2放电的放电的等效电路等效电路 1 0 0 1C1充电的充电的等效电路等效电路8 8（3）C1充电速度较快，充电

5、速度较快，vI2上升到上升到VTH ，而而vI1还没有下降到还没有下降到VTH。暂稳态暂稳态 2 : vI1 低电平低电平, vO1 高电平高电平 , vI2 高电平高电平, vO2 低电平低电平 迅速进入迅速进入 0 1 1 09 9(4) C2 开始充电开始充电， C1 开始放电开始放电。vI1从低电平逐渐上升，从低电平逐渐上升，vI2从从高电平逐渐下降。高电平逐渐下降。（5）C2充电速度较快，充电速度较快，vI1上升到上升到VTH ，而而vI2还没有下降到还没有下降到VTH。暂稳态暂稳态 1: vI1 高电平高电平, vO1 低电平低电平 , vI2 低电平低电平, vO2 高电平高电平

6、 迅速进入迅速进入 0 1 1 0 1 0 0 11010从电容从电容C1开始充电到开始充电到vI2上升至上升至VTH这段时间这段时间T1的两倍的两倍振荡周期振荡周期 VTH VOH +VTH 1 0 0 1 VTH1111C1充电的充电的等效电路等效电路)(BEOHCCF21F2OHE1F21F21E1VVVRRRVVRRRRR THE11KE11E11lnVVVVCRT 在在RF1RF2RF、C1C2C的条件下的条件下振荡周期振荡周期THE11KE11E11ln22VVVVCRTT 返回返回1212二、非对称型多谐振荡器二、非对称型多谐振荡器( (asymmetric multivibra

7、tor) ) 反馈电阻反馈电阻RF使使G1的静态工作点位于电压传输特性的转折区。因为的静态工作点位于电压传输特性的转折区。因为G1的输的输出就是出就是G2的输入，所以的输入，所以G2静态时也被迫工作在电压传输特性的转折区。静态时也被迫工作在电压传输特性的转折区。 CMOS门电路门电路1313分析分析:(1) 假定假定vI1有微小的正跳变有微小的正跳变暂稳态暂稳态 1: vI1 高电平高电平, vO1 低电平低电平 , vI2 低电平低电平, vO2 高电平高电平 迅速进入迅速进入 1 0 0 11414(2) C 开始放电。开始放电。vI1从高电平逐渐下降。从高电平逐渐下降。 1 0 0 11

8、515（3）vI1下降到下降到VTH暂稳态暂稳态 2: vI1 低电平低电平, vO1 高电平高电平 , vI2 高电平高电平, vO2 低电平低电平 迅速进入迅速进入 0 1 1 01616(4) C 开始充电开始充电。vI1从低电平逐渐上升。从低电平逐渐上升。 0 1 1 01717（5）vI1上升到上升到VTH暂稳态暂稳态 1: vI1 高电平高电平, vO1 低电平低电平 , vI2 低电平低电平, vO2 高电平高电平 迅速进入迅速进入 1 0 0 11818电容电容C充电的时间充电的时间T1电容电容C放电的时间放电的时间T2振荡周期振荡周期 1 0 0 1 VTH19193ln)-

9、(lnFTHDDDDTHDDF1CRVVVVVCRT 3ln0)(0lnFTHDDTHF2CRVVVCRT 振荡周期振荡周期 T= T1+ T22RFC ln3=2.2RFC 返回返回2020三三、环形多谐振荡器环形多谐振荡器 (ring multivibrator)最简单的环形振荡器最简单的环形振荡器环形振荡器是环形振荡器是一个具有延迟环节的负反馈电路一个具有延迟环节的负反馈电路。它是利用门电路的。它是利用门电路的传输延迟时间将奇数个反相器首尾相接而构成的传输延迟时间将奇数个反相器首尾相接而构成的 。2121优点优点 电路结构简单，所用元件少。电路结构简单，所用元件少。缺点缺点 频率太高，并

10、且不能调节。频率太高，并且不能调节。 T2n tpd 分析分析:2222实用的环形振荡器实用的环形振荡器。积积分分环环节节，加加大大第第一一步步：增增加加2pdtRC输输出出。的的接接地地端端改改至至迟迟，将将第第二二步步：为为获获取取更更大大延延1GC返回返回2323四、用施密特触发器构成的多谐振荡器四、用施密特触发器构成的多谐振荡器分析分析:(1)接通电源时接通电源时 vO为高电平为高电平(2) vI上升到上升到VT+vO变为高电平变为高电平C开始通过开始通过R 放电放电。(3) vI下降到下降到VT-vO变为低电平变为低电平C开始通过开始通过R充电充电。C开始通过开始通过R 充电充电。2

11、424若使用的是若使用的是CMOS施密特触发器，施密特触发器，而且而且vOH vDD, vOL 0 )ln(-TTTDD-TDD21VVVVVVRCTTT 振荡周期振荡周期返回返回2525五、石英晶体多谐振荡器五、石英晶体多谐振荡器 石英晶体具有优越的选频性能：石英晶体具有优越的选频性能：当外加电压频率为当外加电压频率为f0时它的阻抗最小，时它的阻抗最小，所以频率为所以频率为f0的电压信号最容易通过。的电压信号最容易通过。石英晶体的电抗频率特性和符号石英晶体的电抗频率特性和符号2626石英晶体多谐振荡器石英晶体多谐振荡器石英晶体多谐振荡器的振荡频率仅仅取决于石英晶体石英晶体多谐振荡器的振荡频率

12、仅仅取决于石英晶体的固有谐振频率的固有谐振频率，而而对石英晶体以外的电路元件要求不高。对石英晶体以外的电路元件要求不高。返回返回2727多谐振荡器的应用多谐振荡器的应用& R1 C2 R2C1& f0 f1 f2 f14 f32768Hz 16384Hz 8192Hz 2Hz 1HzC1C1C1C1 FF1 FF2 FF14 FF15 Q1 Q2 Q14 Q15多谐振荡器多谐振荡器分频电路分频电路例例12828C1R1uo18 47 3 6 5552 5 10.01Fuo1VCCR2(a) 电路(b) 工作波形C2R3uo28 47 3 6 5552 5 10.01Fuo2R4C将振荡器将振荡器的输出电压的输出电压uo1，接到振荡器，接到振荡器中中555定时器的复位端（定时器的复位端（4脚），当脚），当uo1为高电平时振荡器为高电平时振荡器振荡，为低电平时振荡，为低电平时555定时器复位，定时器复位，振荡器振荡器停止振荡。停止振荡。例例2返回返回2929 本次课要求本次课要求:熟悉集成单稳态触发器熟悉集成单稳态触发器121的使用方法和的使用方法和单稳态触