脉冲波形的变换与产生ppt课件

1、单稳态触发器单稳态触发器的工作特性单稳态触发器的工作特性没有触发脉冲作用时电路处于一种稳态没有触发脉冲作用时电路处于一种稳态在触发脉冲作用下。电路由稳态翻转到暂稳态。暂稳态是一在触发脉冲作用下。电路由稳态翻转到暂稳态。暂稳态是一种不能长久保持的状态种不能长久保持的状态由于电路中由于电路中RC的延时环节的作用，电路的暂稳态在维持一段的延时环节的作用，电路的暂稳态在维持一段时间后，会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间决定于电路时间后，会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间决定于电路中中RC的参数值的参数值单稳态触发器的这些特性被广泛地应用于脉冲的整形、延时单稳态触发器的这些特性被广泛地应用于脉冲的整形、

2、延时和定时等。和定时等。 11G1G2RdRVDDDCo1vovIvI2vcvdvCdCMOS门电路组成的微分型单稳态触发器门电路组成的微分型单稳态触发器tttttIvdvo1vI2vDDVTHVov00 00001t2tWt主要参数的计算主要参数的计算输出脉冲宽度输出脉冲宽度tW当当VTH=VDD/2时，时，tW0.7RC恢复时间恢复时间tretre一般为一般为35RC最高工作频率最高工作频率fmaxmaxmin11WrefTtt 讨论：讨论：1二极管二极管D作用作用:保护保护CMOS管；管； 小小,放电时放电时间短。间短。2为改善输出波形，输出端加为改善输出波形，输出端加一级反相器。一级反

3、相器。(/)dfRR C 11G1G2RdRVDDDCo1vovIvI2vcvdvCdCMOS门电路组成的微分型单稳态触发器门电路组成的微分型单稳态触发器11、分类：可重复触发；不可重复触发。、分类：可重复触发；不可重复触发。不可重复触发单稳态触发器工作波形不可重复触发单稳态触发器工作波形twtwvIvovIvotwttw可重复触发单稳态触发器工作波形可重复触发单稳态触发器工作波形集成单稳态触发器集成单稳态触发器2、不可重复触发器、不可重复触发器-以以TTL集成单稳态触发器集成单稳态触发器74121为例介绍。为例介绍。1逻辑图。逻辑图。2电路组成及工作原理：电路组成及工作原理：a)组成：电路由

4、触发信号控制电路，微分型单稳态触发器组成：电路由触发信号控制电路，微分型单稳态触发器及输出缓冲电路组成。及输出缓冲电路组成。b)功能表：功能表：c)主要特性：主要特性：1电路在输入信号电路在输入信号A1、A2、B的所有静态组合下均处于的所有静态组合下均处于稳态稳态Q=0， =1。 2有两种边沿触发方式。输入有两种边沿触发方式。输入A1或或A2是下降沿触发，输是下降沿触发，输入入B是上升沿触发。从功能表可见，当是上升沿触发。从功能表可见，当A1、A2或或B中的任中的任一端输入相应的触发脉冲，则在一端输入相应的触发脉冲，则在Q端可以输出一个正向定端可以输出一个正向定时脉冲，时脉冲， 端输出一个负向

5、脉冲。端输出一个负向脉冲。QQ374121一经触发进入暂稳态，就不再受一经触发进入暂稳态，就不再受A1、A2或或B跳变的影跳变的影响，暂稳态的定时仅取决于定时电阻响，暂稳态的定时仅取决于定时电阻R和和C的数值，因而，的数值，因而，74121是一个不可重复触发的单稳态触发器。是一个不可重复触发的单稳态触发器。3、可重复触发集成单稳态触发器、可重复触发集成单稳态触发器-以以CMOS集成器件集成器件MC14528为例介绍。为例介绍。4、单稳态触发器的应用：、单稳态触发器的应用：（1）、定时：由于单稳态触发器能产生一定宽度）、定时：由于单稳态触发器能产生一定宽度tw的矩的矩形输出脉冲，如利用这个矩形脉

6、冲作为定时信号去控制形输出脉冲，如利用这个矩形脉冲作为定时信号去控制某电路，可使其在某电路，可使其在tw时间内动作或不动作）。时间内动作或不动作）。Rext/CextCextA1A2BQvo174121()C1R1VCCRext/CextCextA1A2BQQ74121()C2R2VCCVCCvIvoQ(a)IvO1vOv0001t1ttttW1tW1tW2tW2t(b)用用74121组成的延时电路及工作波形组成的延时电路及工作波形(a) 延时电路延时电路 (b) 工作波形工作波形（2）、延时）、延时（3）、噪声消除电路）、噪声消除电路Rext/CextCextA1A2BQ74121CRV C

7、C1DRC1QVOVIVIVOQ噪声噪声施密特触发器施密特触发器施密特触发器在电子电路中常用来完成波形变换、幅度鉴别等工施密特触发器在电子电路中常用来完成波形变换、幅度鉴别等工作。它具有如下特点：作。它具有如下特点： （1施密特触发器属于电平触发，对于缓慢变化的信号仍然适施密特触发器属于电平触发，对于缓慢变化的信号仍然适用，当输入电压达到某一定值时，输出电压会发生跳变。由于电用，当输入电压达到某一定值时，输出电压会发生跳变。由于电路内部正反馈的作用，输出电压波形的边沿很陡直。路内部正反馈的作用，输出电压波形的边沿很陡直。 （2输入信号增加和减少时，电路有不同的阈值电压，它具有输入信号增加和减少

8、时，电路有不同的阈值电压，它具有如图所示的传输特性。如图所示的传输特性。VT-VT+VIVOVOHVOL01反相输出施密特电路的传输特性及逻辑符号反相输出施密特电路的传输特性及逻辑符号1VOVI0VT-VT+同相输出施密特电路的传输特性及逻辑符号同相输出施密特电路的传输特性及逻辑符号正向阈值电压：正向阈值电压：VT+负向阈值电压：负向阈值电压：VT-回差电压：回差电压：VT=VT+-VT-一、门电路组成的施密特触发器一、门电路组成的施密特触发器假设电路中假设电路中CMOS反相器的阈值电压反相器的阈值电压 VTHVDD/2,R1R2且输入信号且输入信号VI为三角波为三角波21I1I01212RR

9、vvvRRRR 12(1)TTHRVVR 12(1)TTHRVVR 12 2TTTTHVVVRVR 二、集成施密特触发器二、集成施密特触发器-以以CMOS集成施密特触发器集成施密特触发器CC40106为为例介绍例介绍施密特电路施密特电路整形电路整形电路输出电路输出电路IvS2vS5vP1TP2TN5TN4TP3TN6Tov DDVP7TN8TP9TN10TP11TN12TDDVovVT-VT+VIVOVOHVOL01三、施密特触发器的应用三、施密特触发器的应用1、波形的整形及变换、波形的整形及变换注意整形电路对回差电压大小的要求注意整形电路对回差电压大小的要求具有顶部干扰具有顶部干扰的输入信号

10、的输入信号回差电压大于回差电压大于顶部干扰时输顶部干扰时输出波形出波形回差电压小时回差电压小时的输出波形的输出波形 VT1 VT2ttt000v0v0vI2、幅度鉴别、幅度鉴别幅度大于幅度大于VT+的脉冲被保的脉冲被保留留tt00vovIVT+VT-多谐振荡器多谐振荡器多谐振荡器无稳态电路是一种自激振荡电路，用来产生一定多谐振荡器无稳态电路是一种自激振荡电路，用来产生一定频率和幅度的矩形脉冲波或方波。频率和幅度的矩形脉冲波或方波。一、门电路组成的多谐振荡器一、门电路组成的多谐振荡器11RCvo2ln()DDDDTHTHVTRCVVV 振荡周期的计算：振荡周期的计算：二、用施密特触发器构成多谐振

11、荡器二、用施密特触发器构成多谐振荡器RCVO12ln()DDTTDDTTVVVTTTRCVVV T1T2tt00vIvOVT+VT-VOHVOL40106,0OHDDOLCMOSCCVVV 采用施密特触发器采用施密特触发器已知已知三、石英晶体振荡器三、石英晶体振荡器为了得到频率稳定性很高的脉冲波形，多采用由石英晶体组成的为了得到频率稳定性很高的脉冲波形，多采用由石英晶体组成的石英晶体振荡器。石英晶体振荡器。1、符号及频率特性：、符号及频率特性：2、各元件的作用：、各元件的作用：R：使反相器工作在线性放大区，取值：使反相器工作在线性放大区，取值：TTL门电路，门电路，0.72k；对对CMOS门则

12、常在门则常在10100M之间；之间；C1用于两个反相器间的耦合，用于两个反相器间的耦合，C1的选择应使的选择应使C1在频率为在频率为fs时的容抗可以忽略不计；时的容抗可以忽略不计；C2：抵制：抵制高次谐波，以保证稳定的频率输出，高次谐波，以保证稳定的频率输出，C2选择应使选择应使2RC2fs0,从从而使而使RC2并联在并联在fs处产生极点，减少谐振信号损失。处产生极点，减少谐振信号损失。作用：整形、缓冲作用：整形、缓冲Q1111J1KC11&QA12AQ12双相时钟发生器双相时钟发生器555定时器及其应用定时器及其应用1、555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路。定时器是一种应用

13、极为广泛的中规模集成电路。2、555定时器的应用：定时器的应用：1灵敏、方便；灵敏、方便；2可构成单稳态触发可构成单稳态触发器，多谐振荡器和施密特触发器；器，多谐振荡器和施密特触发器；3用于信号的产生、变换、用于信号的产生、变换、控制与检测。控制与检测。3、555定时器的分类：定时器的分类：双极型：具有较大的驱动能力，电源电压范围为双极型：具有较大的驱动能力，电源电压范围为516V，最大，最大负载电流可达负载电流可达200mA；CMOS型：具有低功耗、输入阻抗高，电源电压范围为型：具有低功耗、输入阻抗高，电源电压范围为318V，最大负载电流在最大负载电流在4mA以下。以下。一、一、555定时器

14、定时器5KC1C2&16vICvI15vI22v071843v05K5KSRTGVCCRD:10VVVV 比较器比较器，输出 ；，输出 ；，输出 。，输出 。11地地22触发输入触发输入33输出输出44复位复位55控制电压控制电压66阈值输入阈值输入77放电端放电端88电源电源1、构成施密特触发器、构成施密特触发器623841555vIvOVCCI1CCI2CCO21VV ,VV , V033则则)0( V, V31V, V32VO1CCI2CCI1不变则I1CCI2CCO21VV ,VV , V133 则则)1( V, V31V, V32VO1CCI2CCI1不变则二、定时器应用二、

15、定时器应用50.01uF2、构成不可重复触发的单稳态触发器、构成不可重复触发的单稳态触发器ln31.1WtRCRC 输出脉宽输出脉宽R：几百欧：几百欧几兆欧几兆欧C：几百皮法：几百皮法几百微法几百微法脉宽：脉宽： 几微秒几微秒数分钟数分钟精度：精度：0.1%I3C CVv 无无 触触 发发 信信 号号 时时I3C CVv 有有 触触 发发 信信 号号 时时触发触发输入输入5K5K5KC1C2&16vICvI15vI22v071843v0SRTGVCCRDC0.01uFRVCCvIvCln31.1WtRCRC 3、构成可重复触发的单稳态触发器、构成可重复触发的单稳态触发器12678435

16、5550.01uFR1RVCCCTvIvO当当vI 输入负向脉冲后，电路进入暂稳态，输入负向脉冲后，电路进入暂稳态， T导通，导通，C放放电。电。当当vI 为高电平时，为高电平时，T截止，截止，C充电，当充电，当C未充到未充到 之前，电路处于暂稳态；之前，电路处于暂稳态；若此期间，若此期间，vI 输入负向脉冲，输入负向脉冲， T导通，导通，C放电，输出仍维持在暂稳态。只有放电，输出仍维持在暂稳态。只有在触发脉冲撤除后且在输出脉宽在触发脉冲撤除后且在输出脉宽tw间隔内没有新的触发脉冲，电路才返回间隔内没有新的触发脉冲，电路才返回到稳定状态到稳定状态vo=0)23CCVvIvOvC000tw失落脉

17、冲失落脉冲报警报警23CCVC通过通过555内部内部T放电放电该电路可作为失落脉冲检出电路。该电路可作为失落脉冲检出电路。如用于人体心律监视。如用于人体心律监视。4、构成脉冲宽度调制器、构成脉冲宽度调制器该电路可实现电压该电路可实现电压频率转换频率转换vIvICVCCvO15284376C555RvICvIvOttt000输出端输出端vO得到一随控制电压得到一随控制电压vIC变化的脉冲宽度调制变化的脉冲宽度调制波波5、构成多谐振荡器占空比固定）、构成多谐振荡器占空比固定）22C 20.7pLntR ClR C 放放电电：1212C ()20.7()pHntRR ClRR C 充充电电：1211.43 (2)pLpH