脉冲电路的产生和整形

1、本课教学要求本课教学要求：了解脉冲的概念了解脉冲的概念.掌握掌握555定时器的结构、工作原理、逻辑功定时器的结构、工作原理、逻辑功能；由能；由555定时器构成单稳态触发器、施密特定时器构成单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器的方法、工作波形触发器、多谐振荡器的方法、工作波形.2了解脉冲的概念了解脉冲的概念脉冲：瞬间突变、作用时间极短的电压或电流信号，称为脉冲。广义上讲，凡是非正弦规律变化的电压或电流都可称为脉冲。1 1实验电路实验电路3212GORRRVv（3）t2 时，开关时，开关S再闭合，再闭合， 又被短接，输出电压又被短接，输出电压0Ov（2）t1 时，开关时，开关S断开，输出电压断开

2、，输出电压（1）开关）开关S闭合时，闭合时， 短接，输出电压短接，输出电压0Ov2现象和结论现象和结论重复此过程，则输出电压重复此过程，则输出电压的波形变化即为一串脉冲波。的波形变化即为一串脉冲波。Ov43.几种常见的脉冲波形几种常见的脉冲波形常见的波形有矩形波、锯齿波、钟形波、尖峰波、阶梯波等。常见的波形有矩形波、锯齿波、钟形波、尖峰波、阶梯波等。6m0.9Vm0.5Vm0.1VtftwtTmV7 .1 555定时器的电路结构与功能 .2 用555定时器接成的施密特触发器 .3 用555定时器接成的单稳态触发器 .4 用555定时器接成的多谐振荡器555定时器及其应用 & & & VC TH

3、 +VCC Q DIS 5k 5k 5k C1 C2 G1 G2 G3 T + + RD Q Q TR .1 555定时器的电路结构与功能定时器的电路结构与功能一一.电路结构：电路结构：控制控制电压端电压端复位复位控制端控制端置位置位控制端控制端直接直接复位端复位端输出端输出端放电端放电端组成：组成：3 3个个5k5k电阻分压器（故称电阻分压器（故称555555定时器）、定时器）、电压比较器（电压比较器（C C1 1、C C2 2）、基本）、基本RSRS触发器（触发器（G G1 1、G G2 2）、）、放电管（放电管（T T）、反相缓冲器（）、反相缓冲器（G G3 3） & & & VC TH

4、 +VCC Q DIS 5k 5k 5k C1 C2 G1 G2 G3 T + + RD Q Q TR 二、CB555的功能表23CCV13CCV外接固定外接固定电压电压VCO阈值端阈值端TH触发端触发端TRVODVCC输出端输出端VO接地端接地端置置0端端三.CB555的图形符号一一.定义、特点定义、特点1.施密特触发器施密特触发器：输出和输入电压具有滞后电压传输特性的电路输出和输入电压具有滞后电压传输特性的电路 。 2. 2.特点：特点：1 1）属于电平触发；有两个稳定的状态，是双稳态触发电路。）属于电平触发；有两个稳定的状态，是双稳态触发电路。2 2）两个稳定状态之间相互转换与输入信号有

5、关。分两种类型：）两个稳定状态之间相互转换与输入信号有关。分两种类型： 反相输出：当输入电压正向增加到反相输出：当输入电压正向增加到时，输出由时，输出由1 1态翻转到态翻转到0 0态；当输入电压正向减小到态；当输入电压正向减小到时时, ,输出由输出由0 0态翻转到态翻转到1 1态。态。U UT T与与U UT T的差值的差值UUH HU UT TUUT T称作称作。 同相输出：只是输出状态转换时与上述相反。同相输出：只是输出状态转换时与上述相反。 反相输出的反相输出的传输特性传输特性0UT+UT-uoui1uiuo反相输出的反相输出的逻辑符号逻辑符号二二.应用应用 施密特触发器属于脉冲整形电路

6、。常用于：施密特触发器属于脉冲整形电路。常用于：1.1.波形变换或整形：波形变换或整形：将正弦波、三角波等缓慢变化的波形或将正弦波、三角波等缓慢变化的波形或不规则波形变换或整形为矩形波。不规则波形变换或整形为矩形波。输入输入输出输出UT+UT2.2.幅度鉴别：幅度鉴别：将幅度较大的脉冲鉴别出来将幅度较大的脉冲鉴别出来输入输入输出输出UT+UT三.电路组成、工作原理电路组成、工作原理VIVCCVO1、方法、方法 将将VI1、VI2扭在一起扭在一起 在在5端口加端口加0.01 F增加参考电压的稳定性增加参考电压的稳定性ui8 46 7 555 32 5 1+VCC uouiuott00工作波形工作

7、波形UT+UT2VCC/3VCC/3电路电路2. 电路组成、工作原理电路组成、工作原理1.当ui正向增长：ui2VCC/3时，6、2管脚先0、0，后0、1， uo=1001100011.当ui正向增长：ui2VCC/3时，6、2管脚先0、0，后0、1， uo=1ui2VCC/3时，6、2管脚为1、1， uo=02.电路组成、工作原理电路组成、工作原理ui8 46 7 555 32 5 1+VCC uouiuott00工作波形工作波形UT+UT2VCC/3VCC/3电路电路110112.电路组成、工作原理电路组成、工作原理ui8 46 7 555 32 5 1+VCC uouiuott00工作波

8、形工作波形UT+UT2VCC/3VCC/3电路电路1.当ui正向增长：ui2VCC/3时，6、2管脚先0、0，后0、1， uo=1ui2VCC/3时，6、2管脚为1、1， uo=02.当ui正向减小：uiVCC/3时，6、2管脚先1、1，后0、1， uo=0110011012.电路组成、工作原理电路组成、工作原理ui8 46 7 555 32 5 1+VCC uouiuott00工作波形工作波形UT+UT2VCC/3VCC/3电路电路1.当ui正向增长：ui2VCC/3时，6、2管脚先0、0，后0、1， uo=1ui2VCC/3时，6、2管脚为1、1， uo=0uiVCC/3时，6、2管脚为0

9、、0， uo=100001阀值电压阀值电压U UT T= =2VCC/3、U UT T= =VCC/3，回差电压回差电压UUH H= = VCC/3VC控制电压控制电压调节回差调节回差2.当ui正向减小：uiVCC/3时，6、2管脚先1、1，后0、1， uo=0一一.定义、特点定义、特点1.单稳态触发器：单稳态触发器：只有一个稳态和一个暂稳态的触发器。只有一个稳态和一个暂稳态的触发器。 2.特点：特点：1 1）没有外加触发信号时）没有外加触发信号时, ,电路始终处于稳态电路始终处于稳态 ；在外加触发；在外加触发信号信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。2）暂稳态是

10、一个不能长久保持的状态，经过一段时间后，）暂稳态是一个不能长久保持的状态，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间与触发电路会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间与触发信号信号无无关，仅决定于电路本身的参数，它是关，仅决定于电路本身的参数，它是单稳态触发器输出脉单稳态触发器输出脉冲的宽度冲的宽度t tW W 。二二.应用应用 uo & ui uA uo (a) 电路示意图 (b) 波形图 单稳态触发器 uo uo ui uA tw ui uo tw 单稳态触发器属于脉冲整形电路单稳态触发器属于脉冲整形电路, ,常用于脉冲波形的常用于脉冲波形的（把把不规则的波形转换成宽度、幅度都相等的

11、波形）不规则的波形转换成宽度、幅度都相等的波形）, ,（把输入把输入信号延迟一定时间后输出信号延迟一定时间后输出）、）、（产生一定宽度的矩形波产生一定宽度的矩形波）。三三.电路组成、工作原理电路组成、工作原理1、方法、方法 将将VI接在接在VI2端，端， VOD上接上接R到到VCC，并接并接入入VI1，VOD对地接对地接C。 C1 0.01F C R ui 8 4 7 3 6 555 2 5 1 uo VCC ui uo t t tw 0 0 uc t 0 2VCC/3 uc2.工作原理：工作原理：11001)稳态：接通VCC后瞬间，VCC通过R对C充电，当uc上升到2VCC/3时，管脚为1,

12、 管脚ui =1，uo=0，放电管T导通，C又通过T放电，使uc =0(VCC/3) ，故uo=0不变，电路处于稳态。2)暂稳态： ui负脉冲到来时刻，因uiVCC/3为0， uc 仍为0， uo由0变为1，放电管T截止，VCC经R对C充电，电路进入暂稳态。2.工作原理工作原理： C1 0.01F C R ui 8 4 7 3 6 555 2 5 1 uo VCC ui uo t t tw 0 0 uc t 0 2VCC/3 uc0011)稳态：接通VCC后瞬间，VCC通过R对C充电，当uc上升到2VCC/3时，管脚为1, 管脚ui =1，uo=0，放电管T导通，C又通过T放电，使uc =0(

13、VCC/3) ，故uo=0不变，电路处于稳态。3）暂稳态自动恢复到稳态：当uc充电到2VCC/3为1时， ui负脉冲已消失ui =1， 输出uo0，T导通，C放电，电路自动恢复到稳态。 C1 0.01F C R ui 8 4 7 3 6 555 2 5 1 uo VCC ui uo t t tw 0 0 uc t 0 2VCC/3 uc2.工作原理：1)稳态：接通VCC后瞬间，VCC通过R对C充电，当uc上升到2VCC/3时，管脚为1, 管脚ui =1，uo=0，放电管T导通，C又通过T放电，使uc =0，但ui =1，故uo=0不变，电路处于稳态。2)暂稳态： ui负脉冲到来时刻，因uiVC

14、C/3为0， uc 仍为0， uo由0变为1，放电管T截止，VCC经R对C充电，电路进入暂稳态。1100C充电时间输出脉冲宽度tw1.1 RC一一.定义、特点定义、特点1.多谐振荡器：多谐振荡器：在接通电源后在接通电源后, ,不需外加输入信号不需外加输入信号, ,能自动能自动产生矩形波的自激振荡器。因矩形波中含有多种谐波成分，产生矩形波的自激振荡器。因矩形波中含有多种谐波成分，故称多谐振荡器。故称多谐振荡器。2.特点：特点： 振荡后振荡后, ,电路没有稳态电路没有稳态, ,只有两个暂稳态在作交替变化，只有两个暂稳态在作交替变化，是无稳态电路。是无稳态电路。 属于脉冲产生电路。属于脉冲产生电路。

15、二二.电路组成、工作原理电路组成、工作原理1、方法、方法 先构成先构成施密特触发器施密特触发器; 加加R2在在VI和和VO之间，之间，VI和地之间接和地之间接C;2.电路组成、工作原理电路组成、工作原理 接通VCC后，VCC经R1和R2对C充电。当uc上升到2VCC/3时，uo=0，T导通，C通过R2和T放电，uc下降。当uc下降到VCC/3时，uo又由0变为1，T截止，VCC又经R1和R2对C充电。如此重复上述过程，在输出端uo产生了连续的矩形脉冲。CR1uc8 47 3 6 5552 5 10.01FuoVCCR2ucuotttwHtwL0VCC/32VCC/30 电路电路工作波形工作波形

16、2.电路组成、工作原理电路组成、工作原理输出高电平脉宽输出高电平脉宽t tWHWH=0.7=0.7（R R1 1+ +R R2 2) )C C 输出低电平脉宽输出低电平脉宽t tWLWL=0.7=0.7R R2 2C C 振荡频率振荡频率f f=1=1/0/0.7(.7(R R1 1+ +2R2R2 2) )C C充电时间充电时间C C放电时间放电时间CR1uc8 47 3 6 5552 5 10.01FuoVCCR2ucuotttwHtwL0VCC/32VCC/30 电路电路工作波形工作波形总结：分类分类图形符图形符号号稳态稳态参数参数特点特点应用应用施密特施密特触发器触发器2个个VT+、V

17、T-VT+,VT-正反馈正反馈脉冲整形、脉冲整形、波形变换、波形变换、脉冲鉴幅脉冲鉴幅单稳态单稳态触发器触发器1个个脉宽脉宽tW VItW与与VI无关无关脉冲整形、脉冲整形、延时、延时、定时定时多谐振多谐振荡器荡器0个个周期周期T占空比占空比D无输入信无输入信号号产生矩产生矩形脉冲形脉冲1TV11不可重触发单稳态不可重触发单稳态31集成定时器的其他应用集成定时器的其他应用1路灯自动控制器路灯自动控制器（1）白天因光线亮，光电三极管）白天因光线亮，光电三极管3DU的的CE间电阻下降，高触发间电阻下降，高触发端脚将端脚将 2VCC/3 ，定时器的输出端脚为低电平，所以灯，定时器的输出端脚为低电平，

18、所以灯L不亮。不亮。（2）天黑时，光电管）天黑时，光电管CE间电阻增大，使低触发端脚电压小于间电阻增大，使低触发端脚电压小于 ，于是脚为高电平，灯发光。于是脚为高电平，灯发光。32260 s定时电路定时电路当按下定时按钮当按下定时按钮SB时，低触发端脚就输入了一个小于时，低触发端脚就输入了一个小于 的负脉冲，输的负脉冲，输出端脚输出高电平，发光二极管出端脚输出高电平，发光二极管LED亮。而定时器中的放电管亮。而定时器中的放电管V则截则截止，电源对电容止，电源对电容C充电。当电容上电压升高到充电。当电容上电压升高到 时，定时器翻转，脚时，定时器翻转，脚输出低电平，输出低电平，LED灭，表示定时结

19、束。灭，表示定时结束。33 Once there were two mice. They were friends. One mouse lived in the country; the other mouse lived in the city. After many years the Country mouse saw the City mouse; he said, Do come and see me at my house in the country. So the City mouse went. The City mouse said, This food is not g

20、ood, and your house is not good. Why do you live in a hole in the field? You should come and live in the city. You would live in a nice house made of stone. You would have nice food to eat. You must come and see me at my house in the city. The Country mouse went to the house of the City mouse. It was a very good house. Nice food was set ready for them to eat. But just as they began to eat they heard a great noise. The City mouse cried, Run! Run! The cat is coming! They ran away q