医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程

电子技术数字电路部分第六章脉冲波形发生器和整形电路2021/7/18星期日1医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第1页!第六章脉冲波形发生器与整形电路§6.1555定时器极其应用

§6.3连续矩形脉冲波的产生§6.2单脉冲的产生§6.4单稳态触发器§6.5555定时器的原理和应用2021/7/18星期日2医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第2页!§6.1555定时器极其应用555定时器的优点：1）定时的精度、工作速度和可靠性高；2）使用的电源电压范围宽，从2V~18V，能和数字电路直接连接；3）有一定的输出功率，可驱动微电机、指示灯、扬声器等；4）结构简单，使用灵活，用途广泛。2021/7/18星期日3医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第3页!6.1.1555定时器的结构及工作原理控制电压复位控制置位控制放电端DIS地GNDDIS2021/7/18星期日4医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第4页!+–VAVBUfUiVO同相比较器：Ui>Uf，VO=1（VA>VB）

Ui<Uf，VO=0（VA<VB）2021/7/18星期日5医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第5页!2）分压器 由3个5K电阻串接组成。作用：向比较器提供基准电压。如果它的上端接电源正端，下端接地，则上比较器C1的基准电压（参考电压）：2021/7/18星期日6医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第6页!VR1=VCOVR2=1/2VCO在555电路中，基准电压VR1被称为“阈值电平”；基准电压VR2被称为“触发电平”。3）基本R-S触发器R=VC1，S=VC2RSQ0110110101保持保持Q00禁止禁止RS

触发器功能表2021/7/18星期日7医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第7页!4）放电开关TDQ=0→TD导通且饱和→放电端（7）接地；Q=1→TD截止→放电端（7）相当于开路。可将555视为一个特殊的RS触发器（6）—R（2）—SR S S Q0 0 1 Qn0 1 0 11 0 1 01 1 0 12021/7/18星期日8医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第8页!555••67238415VCCVIVO••CRVC0.01f（一）、电路结构2021/7/18星期日9医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第9页!2.触发进入暂稳态

(二)工作原理、工作波形与参数估算uCOtOuOtUOLUOHtWOOtUIHuItWIVCC

当输入uI由高电平跃变为低电平

(应<1/3VCC)时，使

TR=UIL<1/3VCC而TH=uC

0V<2/3VCC，因此uO跃变为高电平，进入暂稳态，这时放电管V截止，VCC又经R向C充电，uC

上升。UILUOH充电2021/7/18星期日10医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第10页!uOuIVCC0uC02VCC/3VCCuO三、主要参数1.输出脉冲宽度

twtwuC（0+）=0,uC（）

=

VCC,uC（tw）

=2VCC/

362784153555RC++VCC0.01FuI+uC–2021/7/18星期日11医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第11页!滞回特性及主要参数(一)

滞回特性UT–OuIuOUOHUOLUT+uI增大时与上限阈值比特点:uI减小时与下限阈值比上限阈值电压(二)

主要静态参数回差电压下限阈值电压回差电压UT=UT+–UT–2021/7/18星期日12医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第12页!二、振荡频率的估算和占空比可调电路62784153555R1C+R2C2+VCC1.C充电时间tw1uC（0+）

=VCC

/

3,uC（）

=

VCC充电时间常数1=（R1+R2）C2.C放电时间tw2可求得:放电时间常数2=R2C（一）振荡频率的估算2021/7/18星期日13医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第13页!（二）占空比可调电路62784153555R1C+R2C2+VCCD1D2uOtw1=0.7R1Ctw2=0.7R2CT=0.7（R1+R2）C2021/7/18星期日14医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第14页!(3)多谐振荡器:简易电子琴电路48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCCuC0tVCC

/32VCC

/3首先说明如何用555定时器构成多谐振荡器:0tuo输出波形2021/7/18星期日15医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第15页!uC0tVCC

/32VCC

/30tuouC一旦充至2VCC/3，则TH=TR=2VCC

/3、uo由1翻转为

0

。同时555内的晶体管T导通,电容C经R2

、T放电,一直至VCC

/3，使得uo

回到1,进入循环

...t1t2t3

在uC

没有充电到2VCC/3之前,uo

保持

1

不变。48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCC2021/7/18星期日16医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第16页!0tuouC0tVCC

/32VCC

/3T1T2如何改变方波的占空比？改变充放电回路的时间常数即可。充电时间常数：（R1+R2）C

放电时间常数：R2C48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCC2021/7/18星期日17医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第17页!用途： 可组成各种波形的脉冲振荡器、定时延时电路、检测电路、电源变换电路、频率变换电路。2021/7/18星期日18医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第18页!1.电路结构 共有8条腿。1）比较器 由运算放大器组成。作用：将输入的模拟电压和基准电压进行比较。输入为模拟信号，输出为数字信号。2021/7/18星期日19医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第19页!–+VBVAUfUiVO反相比较器：Ui>Uf，VO=0Ui<Uf，VO=12021/7/18星期日20医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第20页!下比较器C2的基准电压（参考电压）：VCO—控制电压输入端。 当不用时，应在该端和地之间接一个0.01f的去耦电容，以消除干扰，保证其稳定在2/3VCC

也可以在“控制电压输入端”上接外加的基准电压VCO

，这时两个比较器的基准电压变成：2021/7/18星期日21医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第21页!2021/7/18星期日22医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第22页!6.1.2555构成单稳态触发器

特点:1.只有两种状态:稳态和暂稳态；2.外来触发（窄）脉冲使:稳态暂稳态稳态；3.暂稳态持续时间仅取决于电路参数,

与触发脉冲无关。用途；定时：产生一定宽度的方波。延时：将输入信号延迟一定时间后输出。整形：把不规则波形变为宽度、幅度都相等的脉冲。2021/7/18星期日23医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第23页!(二)工作原理、工作波形与参数估算1.稳定状态

接通电源后VCC经R向C充电，使uC

上升。uCOtOuOtUOLUOHtWOOtUIHuItWIVCC该电路触发信号为负脉冲，不加触发信号时，uI=

UIH(应

>

1/3

VCC)。

当uC

≥2/3VCC时，满足TR=uI>1/3VCC，TH=uI≥2/3VCC,因此uO为低电平，V导通，电容C经放电管V迅速放电完毕，uC

0V。这时TR=UIH>1/3VCC，TH=uC

0<2/3VCC，uO保持低电平不变。因此，稳态时

uC

0V，uO为低电平。充电工作原理

导通放电VuCOtOuOtUOLUOHtWOOtUIHuItWIVCC0VUOLUIH2021/7/18星期日24医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第24页!工作波形与参数估算2021/7/18星期日25医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第25页!电路组成及工作原理工作原理

uItUOH

uOtUOLOOuI上升时与2VCC/3比uI下降时与VCC/3比6.1.3用555定时器接成施密特触发器2021/7/18星期日26医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第26页!6.1.4555定时器构成的多谐振荡器+VCCuO83165724&&1TDR1R2CuC

uCtUOH

uOtUOL一、电路组成和工作原理62784153555R1C1+R2C2+VCC2021/7/18星期日27医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第27页!3.

振荡频率f

uCtUOH

uOtUOLtw1tw2Ttw1=0.7(R1+R2)Ctw2=0.7R2CT=0.7（R1+2R2）C振荡周期：振荡频率：占空比：2021/7/18星期日28医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第28页!§6.5555定时器的原理和应用

555定时器是将模拟电路和数字电路集成于一体的电子器件。它使用方便,带负载能力较强,目前得到了非常广泛的应用。6.5.1555定时器的工作原理

555定时器的内部电路包括以下几部分:一个由三个相等电阻组成的分压器;两个电压比较器:A1、A2

;一个RS

触发器;一个反相器和一个晶体管T等。具体的结构见后图。2021/7/18星期日29医学资料6.数字逻辑与数字系统之脉冲波形的产生和整形教程共32页，您现在浏览的是第29页!

设电容C原先未充电,故TH=TR<VCC/3,