七章脉冲波形的产和整形

1、第七章脉冲波形的产生和整形 7.1 概述概述 7.2 施密特触发器施密特触发器 7.3 单稳态触发器单稳态触发器 7.4 多谐振荡器多谐振荡器 7.5 555定时器及其应用定时器及其应用7.1 概述概述一、获取矩形脉冲的方法一、获取矩形脉冲的方法1. 脉冲波形发生电路脉冲波形发生电路2. 脉冲波形整形电路脉冲波形整形电路二、描述矩形脉冲特性的主要参数二、描述矩形脉冲特性的主要参数7.2 施密特触发器施密特触发器7.2.1 用门电路组成的施密特触发器用门电路组成的施密特触发器21210rrvvvvvddtholddoh，且，100ioiathioovvvvvvvv当时，。当至时，进入传输特性的放

2、大区，故oohvv使 电 路 迅 速 跳 变 到21122(1)athiitthrrvvvvvvrrr111ioiathaoovvvvvvvv当时，。当至时，进入传输特性的放大区，故olovv 使电路迅速跳变到21212()(1)athddddtitthrvvvvvrrrvvvr12(1)itthrvvvr12(1)itthrvvvr11222tttthddvvvrrvvrr回差电压施密特触发器的主要特点：施密特触发器的主要特点：输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换的输入输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换的输入电平不同电平不同电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边沿变陡电路状态转换

3、时有正反馈过程，使输出波形边沿变陡7.2.2施密特触发器的应用施密特触发器的应用用于波形变换用于波形变换7.2.2施密特触发器的应用施密特触发器的应用用于鉴幅用于鉴幅7.2.2 施密特触发器的应用施密特触发器的应用用于脉冲整形用于脉冲整形7.2.3 用施密特触发器构成的多谐振荡器用施密特触发器构成的多谐振荡器12lnlnddttddttvvvtttrcrcvvv调节调节r和和c的大小，可以改变振荡周期的大小，可以改变振荡周期1221lnlnddttddttvvvtttr crcvvv输出脉冲占空比可调输出脉冲占空比可调7.4 多谐振荡器（自激振荡，不需要外加触发信号）多谐振荡器（自激振荡，不需

4、要外加触发信号）7.4.1 对称式多谐振荡器对称式多谐振荡器一、工作原理（一、工作原理（ttl）(1)静态（未振荡）时状态是不稳定的。静态（未振荡）时状态是不稳定的。 g1、g2工作在电压传输特性的转折区或线性区，工作在电压传输特性的转折区或线性区，即工作在放大状态。即工作在放大状态。11!221212(2),iioiooovvvvvvvcc由于“扰动”使有微小，则有：使迅速跳变为低，而迅速跳变为高。电路进入第一个暂稳态开始充电，开始放电。222111221(3),ithioiooovvvvvvvvcc当充至时，再将起引起如下正反馈：使迅速跳变为高，而迅速跳变为低。电路进入第二个暂稳态开始充电

5、，开始放电。二、电压波形二、电压波形7.4.2 非对称式多谐振荡器非对称式多谐振荡器一、工作原理（一、工作原理（cmos）1f22crc把对称式多谐振荡器电路中的和去掉，只要在电路中保留，电路就仍然没有稳定状态，而只能在两个暂稳态之间往复振荡。7.4.3 环形振荡器环形振荡器一、最简单的环形振荡器一、最简单的环形振荡器二、实用的环形振荡器二、实用的环形振荡器2pdrct第一步：增加积分 环节,加大。1cg第二步：为获取更大 延迟,将 的接地 端改至输出。（ttl）,pdrcf rrctrc通过调整 、改（ 不能太大）常数远大于因此周期主要计算环节7.4.5 石英晶体多谐振荡器石英晶体多谐振荡器

6、1922年美国年美国 卡第提出用石英卡第提出用石英压电效应调制电磁振荡的频率。压电效应调制电磁振荡的频率。 巴黎广播电台首先用严济慈巴黎广播电台首先用严济慈制作的石英振荡片实现了无线制作的石英振荡片实现了无线电播音中的稳频，随后各国相电播音中的稳频，随后各国相继采用，使无线广播振荡电磁继采用，使无线广播振荡电磁回路稳频成为压电晶体的最重回路稳频成为压电晶体的最重要应用之一。要应用之一。7.5 555定时器及其应用定时器及其应用7.5.1 555定时器定时器 （数（数/模混合模混合ic）一、电路结构一、电路结构电压比较器（电压比较器（c1,c2）锁存器锁存器输出缓冲器（输出缓冲器（g3,g4）放

7、电三极管（放电三极管（td）输输 入入输输 出出0xx0导通导通10导通导通1不变不变不变不变11截止截止11截止截止23ccv3ccv23ccv23ccv23ccv3ccv3ccv3ccvdr1iv2ivovdt入的关系）二、功能表（输出与输7.5.2 用用555定时器接成施密特触发器定时器接成施密特触发器工作原理工作原理,?,?ititvvvv使电路状态发生转变的值使电路状态发生转变的值cov用用555555接成的施密特触发器接成的施密特触发器 多谐振荡器（原理性电路）多谐振荡器（原理性电路） v vo o vcc 8 4 555 6 2 r 0.01 f 7 3 5 1 c 7.5.3

8、用用555定时器接成单稳态触发器定时器接成单稳态触发器单稳态触发器的特点：单稳态触发器的特点：有一个有一个稳态稳态和一个和一个暂稳态暂稳态。在外界触发信号作用下，能从在外界触发信号作用下，能从稳态稳态暂稳态暂稳态， 维持一段时间后维持一段时间后自动自动返回稳态。返回稳态。暂稳态维持的时间长短取决于电路的内部参数。暂稳态维持的时间长短取决于电路的内部参数。 用用555定时器接成单稳态触发器定时器接成单稳态触发器外加触发信号外加触发信号( (下降沿下降沿) )，电路转换到暂态，输出为，电路转换到暂态，输出为1 1触发信号消除后，电容充电电路自动转换到稳态输出为触发信号消除后，电容充电电路自动转换到

9、稳态输出为0 0没有触发信号时没有触发信号时( )( )电路处于稳态，输出为电路处于稳态，输出为0 0 vcc vi r vo 0.01 f c vc 8 4 555 7 6 2 3 5 1 13iccvv性能参数：性能参数：暂稳态输出的宽度暂稳态输出的宽度0ln23 ln3ccwccccvtrcvvrc的宽度有何要求？对iv的宽度过宽？若iv是否可以重复触发？1,0,iodvvt稳态：导通1211,1,03iciccdcvvvvqtcv触发时只要降至则截止开始充电7.5.4 用用555接成多谐触发器接成多谐触发器12122122120()lnln0()ln2ln2(2)ln2ccttcctt

10、vvvtttrr cr cvvvrr cr crr c%5022121rrrrq112()qrrr.uc.+ucc4876213cr1r25. 水位正常情况下，电容水位正常情况下，电容c被短接，扬声器不发被短接，扬声器不发音；水位下降到探测器以下时，多谐振荡器开始音；水位下降到探测器以下时，多谐振荡器开始工作，扬声器发出报警。工作，扬声器发出报警。+短时用照明灯短时用照明灯48162357uouiuccsrcuituottp若若s s未按下未按下, , 则则 ui = 1 = 1 若若s s按下按下, , 则则 ui = 0 = 0 uo按一下按一下按钮按钮 s未按未按0kt的线圈的线圈不通电

11、不通电kt 的触点的触点断开断开灯灯灭灭1通电通电闭合闭合亮亮灯亮的时间为：灯亮的时间为： tp = 1.1 r c48162357uouiucccsktktd1d2r555定时器的更多应用定时器的更多应用多谐振荡器应用实例多谐振荡器应用实例1. 简易温控报警器简易温控报警器26vccrd5553vi2i1v847rrvcc12c150.01c110/10vc220k100k0.013r2k（ +6v）t3ax31 2. 双音门铃双音门铃1vi1812r5550.0115crrd427vi26vcc3k3k0.1r44.7k3c47cdd122cp3r3.9kccv（ +6v）c24738pa

12、n 如何改为变调？如何改为变调？单稳态触发器的应用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的下降沿的下降沿比比vi的下降沿滞后了的下降沿滞后了时间时间tw。（2）定时）定时当当v/o=1时时,与门打开与门打开, vo= vf。当。当v/o=0时，时，与门关闭与门关闭,vo为低电为低电平。与门打开的时平。与门打开的时间是单稳输出脉冲间是单稳输出脉冲v/o的宽度的宽度tw。1&vivo单稳与门vfovvitwvovfov 2. 整形整形 单稳态触发器能够把不规则的输入信号单稳态触发器能够把不规则的输入信号vi，整形，整形成为幅度和宽度都相同的标准矩形脉

13、冲成为幅度和宽度都相同的标准矩形脉冲vo。vo的幅的幅度取决于单稳态电路输出的高、低电平，宽度度取决于单稳态电路输出的高、低电平，宽度tw决决定于暂稳态时间。定于暂稳态时间。ivvotw3. 触摸定时控制开关触摸定时控制开关只要用手触摸一下只要用手触摸一下金属片金属片p，由于人，由于人体感应电压相当于体感应电压相当于在触发输入端（管在触发输入端（管脚脚2）加入一个负）加入一个负脉冲，脉冲，555输出端输出端输出高电平，灯泡输出高电平，灯泡（rl）发光，当暂）发光，当暂稳态时间（稳态时间（tw）结）结束时，束时，555输出端输出端恢复低电平，灯泡恢复低电平，灯泡熄灭。熄灭。84762153555

14、+vccrlr100kc100c10.01(+6v)p该触摸开关可用于夜间定时照明，该触摸开关可用于夜间定时照明，定时时间可由定时时间可由rc参数调节。参数调节。4. 触摸、声控双功能延时灯触摸、声控双功能延时灯84762153c447c0.01555nea220vr3r1m220kscrmcr1004.7m4.7mr4r5r6r71m10k5c0.022tt1290149013htdc3220d1n4004c10.56/400v1r3300.01c2vdd（ +6v）dw2cw134. 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组成单稳定时电路，定时组成单稳定时电路，定时（即灯亮）时间约为（即灯亮）时间约为1分钟。当击掌声传至压电陶瓷分钟。当击掌声传至压电陶瓷片时，片时，htd将声音信号转换成电信号，经将声音信号转换成电信号，经t2、t1放大，放大，触发触发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； 同样，若触摸金属片同样，若触摸金属片a时，人体感