脉冲波形的产生和整形阎优选ppt资料

第十章脉冲(màichōng)波形的产生和整形阎第一页，共51页。一、获取(huòqǔ)矩形脉冲的方法有：1、脉冲波形(bōxínɡ)发生电路2、脉冲(màichōng)波形整形电路二、描述矩形脉冲特性的主要参数10.1概述第二页，共51页。10.2.1用门电路组成(zǔchénɡ)的施密特触发器10.2施密特触发器（常用的一类(yīlèi)脉冲整形电路）第三页，共51页。第四页，共51页。第五页，共51页。回差电压(diànyā)：第六页，共51页。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电平不同*电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形(bōxínɡ)边沿变陡第七页，共51页。10.2.3施密特触发器的应用(yìngyòng)一、用于波形(bōxínɡ)变换二、用于鉴幅第八页，共51页。三、用于脉冲(màichōng)整形第九页，共51页。10.3单稳态触发器特点(tèdiǎn)：10.3.1用门电路组成(zǔchénɡ)的单稳态触发器一、积分(jīfēn)型G1和G2为TTL门1、原理分析①有一个稳态和一个暂稳态②在外界触发信号作用下，能从稳态→暂稳态，维持一段时间后自动返回稳态③暂稳态维持的时间长短取决于电路内部参数第十页，共51页。第十一页，共51页。2、性能参数计算(jìsuàn)输出脉宽：第十二页，共51页。二、微分(wēifēn)型G1和G2为CMOS门1、原理(yuánlǐ)分析第十三页，共51页。第十四页，共51页。2、性能参数计算(jìsuàn)输出脉宽：第十五页，共51页。10.3.2集成单稳态触发器电路结构(jiégòu)与工作原理(74121)微分(wēifēn)型单稳控制附加(fùjiā)电路第十六页，共51页。P474:可重复(chóngfù)触发？不可重复(chóngfù)触发？功能表：P472第十七页，共51页。10.4多谐振荡器（自激振荡，不需要(xūyào)外加触发信号）10.4.1对称(duìchèn)式多谐振荡器一、工作(gōngzuò)原理（TTL）(1)静态（未振荡）时应是不稳定的第十八页，共51页。第十九页，共51页。二、电压(diànyā)波形第二十页，共51页。三、振荡(zhèndàng)频率计算第二十一页，共51页。10.4.2非对称式多谐振荡器一、工作(gōngzuò)原理（CMOS）第二十二页，共51页。二、电压(diànyā)波形第二十三页，共51页。10.4.3环形(huánxínɡ)振荡器

一、最简单的环形(huánxínɡ)振荡器第二十四页，共51页。二、实用(shíyòng)的环形振荡器 （TTL）第二十五页，共51页。第二十六页，共51页。10.4.4用施密特触发器构成(gòuchéng)的多谐振荡器第二十七页，共51页。10.4.5石英(shíyīng)晶体多谐振荡器公元１９２２年卡第提出用石英压电效应调制电磁振荡的频率。巴黎广播电台(guǎngbōdiàntái)首先用严济慈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要应用之一。

第二十八页，共51页。10.5555定时器及其应用(yìngyòng)10.5.1555定时器（数/模混合(hùnhé)IC）一、电路(diànlù)结构由电压比较器C1,C2组成触发器输出缓冲器G3,G4OC输出的三级管第二十九页，共51页。555定时器低电平触发(chùfā)端高电平触发(chùfā)端电压(diànyā)控制端复位端低电平有效放电端电源第三十页，共51页。UTHUTRRuoTD的状态XX0UOL导通>2VCC/3>VCC/31UOL导通<2VCC/3>VCC/31不变不变X<VCC/31UOH截止第三十一页，共51页。10.5.2由555定时器构成(gòuchéng)的施密特触发器UTHUTRRuoTD的状态XX0UOL导通>2VCC/3>VCC/31UOL导通<2VCC/3>VCC/31不变不变X<VCC/31UOH截止TRTH第三十二页，共51页。（2）主要静态参数（a）上限(shàngxiàn)阈值电压VT+——vI上升过程中，输出电压vO由高电平VOH跳变到低电平VOL时，所对应的输入电压值。图中：VT+=2/3VCC。（b）下限阈值电压VT———vI下降过程中，vO由低电平VOL跳变到高电平VOH时，所对应的输入电压值。图中：VT—=1/3VCC。（c）回差电压ΔVT图中：ΔVT=VT+－VT—=1/3VCC2.电压(diànyā)滞回特性和主要参数

（1）电压(diànyā)滞回特性第三十三页，共51页。单稳态触发器——有一个稳态和一个暂稳态；在触发脉冲作用下，由稳态翻转(fānzhuǎn)到暂稳态；暂稳状态维持一段时间后，自动返回到稳态。（1）无触发信号输入(shūrù)时电路工作在稳定状态当vI=1时，电路工作在稳定状态，即vO=0，vC=0。（2）vI下降沿触发当vI下降沿到达时，vO由0跳变为1，电路由稳态转入暂稳态。10.5.3由555定时器构成(gòuchéng)的单稳态触发器1.电路组成及工作原理第三十四页，共51页。二、电压(diànyā)波形灯泡（RL）发光，当暂稳态第二十七页，共51页。因此，单稳态触发器的最高工作频率应为:（5）恢复过程(guòchéng)（2）电容放电(fàngdiàn)时间T2第三十九页，共51页。触摸(chùmō)、声控双功能延时灯vI周期的最小值：Tmin=tW＋tre（2）说明电路的组成及工作原理。当vI下降沿到达时，vO由0跳变为1，电路由稳态转入暂稳态。3环形(huánxínɡ)振荡器

一、最简单的环形(huánxínɡ)振荡器②在外界触发信号作用下，能从稳态→暂稳态，维持一段时间后自动返回稳态电压(diànyā)滞回特性和主要参数

（1）电压(diànyā)滞回特性第二十四页，共51页。不可重复(chóngfù)触发？（4）自动返回（暂稳态结束）时间当vC上升至2/3VCC时，触发脉冲已消失,vO由1跳变0，三极管T由截止转为饱和(bǎohé)导通，电容C经T迅速放电，电压vC迅速降至0V，电路由暂稳态重新转入稳态。(3）暂稳态的维持时间在暂稳态期间(qījiān)，三极管T截止，VCC经R向C充电。时间常数τ1=RC，vC由0V开始增大，在vC上升到2/3VCC之前，电路保持暂稳态不变。第三十五页，共51页。（5）恢复过程(guòchéng)当暂稳态结束后，电容C通过饱和导通的放电三极管T放电，时间常数τ2=RCESC，经过（3～5）τ2后，电容C放电完毕，恢复过程(guòchéng)结束。第三十六页，共51页。主要参数估算(ɡūsuàn)(1)输出(shūchū)脉冲宽度Tw（用三要素法计算）上式说明，单稳态触发器输出脉冲宽度tW仅决定于定时元件R、C的取值，与输入触发信号和电源(diànyuán)电压无关，调节R、C的取值，即可方便地调节tW。（2）恢复时间tretre=（3～5）τ2（3）最高工作频率fmaxvI周期的最小值：Tmin=tW＋tre因此，单稳态触发器的最高工作频率应为:第三十七页，共51页。单稳态触发器的应用(yìngyòng)1.延时与定时(dìnɡshí)（1）延时图中，v/O的下降沿比vI的下降沿滞后(zhìhòu)了时间tW。当v/O=1时，与门打开，vO=vF。当v/O=0时，与门关闭，vO为低电平。显然与门打开的时间是恒定不变的，就是单稳输出脉冲v/O的宽度tW。（2）定时第三十八页，共51页。2.整形(zhěngxíng)单稳态触发器能够把不规则的输入信号vI，整形成为幅度和宽度都相同的标准矩形脉冲vO。vO的幅度取决于单稳态电路输出的高、低电平，宽度tW决定(juédìng)于暂稳态时间。第三十九页，共51页。3.触摸定时控制(kòngzhì)开关555定时器构成单稳态触发器。只要用手触摸一下金属片P，由于人体感应电压相当于在触发输入端（管脚2）加入一个负脉冲，555输出端输出高电平，灯泡（RL）发光，当暂稳态时间（tW）结束时，555输出端恢复低电平，灯泡熄灭。该触摸开关可用于夜间定时照明，定时时间可由RC参数(cānshù)调节。第四十页，共51页。4.触摸(chùmō)、声控双功能延时灯555和T1、R3、R2、C4组成单稳定时电路，定时（即灯亮）时间约为1分钟。当击掌声传至压电陶瓷片时(piànshí)，HTD将声音信号转换成电信号，经T2、T1放大，触发555，使555输出高电平，触发导通晶闸管SCR，电灯亮；同样，若触摸金属片A时，人体感应电信号经R4、R5加至T1基极，也能使T1导通，触发555，达到上述效果。第四十一页，共51页。举例：图为一心律失常报警(bàojǐng)电路，图中vI是经过放大后的心电信号，其幅值vIm=4V。

（1）对应vI分别画出图中vo1、vo2、vo三点的电压波形；

（2）说明电路的组成及工作原理。第四十二页，共51页。第四十三页，共51页。10.5.4由555定时器构成(gòuchéng)的多谐振荡器接通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(shūchū)端uo产生了连续的矩形脉冲。第四十四页，共51页。振荡(zhèndàng)频率的估算（1）电容充电时间(shíjiān)T1：（用三要素法计算）（2）电容放电(fàngdiàn)时间T2（3）电路振荡周期T

T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C（4）电路振荡频率f（5）输出波形占空比q第四十五页，共51页。占空比可调的多谐振荡器电路(diànlù)利用(lìyòng)半导体二极管的单向导电特性，把电容C充电和放电回路隔离开来，再加上一个电位器，便可构成占空比可调的多谐振荡器。可计算(jìsuàn)得：T1R1CT2R2C占空比：第四十六页，共