整形电路第讲

整形电路第讲1第一页，共三十九页，2022年，8月28日波形整形电路主要用来对那些变化缓慢或不规则的信号进行整形，使其变成边沿陡峭的信号，也可用于剔除输入信号中的干扰信号，还可实现将一种波形变换为另一种波形的功能。§6.3波形整形电路2第二页，共三十九页，2022年，8月28日

6.3.1电压比较器电压比较器是将一个模拟电压信号与一个基准（参考）电压相比较，以鉴别其大小的电路。其鉴别的结果用比较器输出的数字逻辑电平（高电平或低电平）来表示。3第三页，共三十九页，2022年，8月28日

1、运算放大器组成的基本比较器电路（1）最简单的过零电压比较器电路4第四页，共三十九页，2022年，8月28日uoui0+UOM-UOM++uoui过零比较器:(UR=0时)++uouiuoui0+UOM-UOM5第五页，共三十九页，2022年，8月28日uoui0+Uom-UomUR传输特性UR：参考电压ui：被比较信号

++uouiUR–特点：运放处于开环状态。当ui>UR时,uo=+Uom当ui<UR时,uo=-Uom

若ui从同相端输入6第六页，共三十九页，2022年，8月28日++uouiURuoui0+Uom-UomUR当ui<UR时,uo=+Uom当ui>UR时,uo=-Uom

若ui从反相端输入7第七页，共三十九页，2022年，8月28日++uouitui例：利用电压比较器将正弦波变为方波。uot+Uom-Uom8第八页，共三十九页，2022年，8月28日++uiuoui0+UZ-UZ电路改进：用稳压管稳定输出电压。++uiuoUZRR´uoUZ电压比较器的另一种形式

——将双向稳压管接在负反馈回路上9第九页，共三十九页，2022年，8月28日

1、运算放大器组成的基本比较器电路(续)（2）串联型和并联型比较器电路10第十页，共三十九页，2022年，8月28日

2、集成电压比较器普通运放作为比较器运用时，仅适合于对输出翻转速度要求不太高的场合。集成比较器的响应速度较高，比较器LM311为200ns，而通用型运放LM301A为6μs。11第十一页，共三十九页，2022年，8月28日

2、集成电压比较器(续)集成比较器LM311的应用比较灵活。其电源电压可用+15V，也可在5V单电源下工作。电路通常由⑦脚输出，可由①脚输出。应接上拉电阻。12第十二页，共三十九页，2022年，8月28日比较器的特点1.电路简单。2.当Ao不够大时，输出边沿不陡。3.容易引入干扰。tuiuot过零附近仍处于放大区13第十三页，共三十九页，2022年，8月28日

6.3.2555集成定时器555定时器是一种多功能的线性集成电路，它能产生准确的和非常稳定的时延或振荡信号。在它的外部配上适当的阻容元件，就可方便地构成施密特触发器和单稳态触发器等整形电路，以及矩形波振荡器等脉冲产生电路。

14第十四页，共三十九页，2022年，8月28日

1、电路组成双排直列8脚。内部由两个电压比较器加一个基本的RS触发器组成。15第十五页，共三十九页，2022年，8月28日

2、基本功能④脚为复位端。⑥、②脚比较电压分别是2/3VCC和1/3VCC。常用的555定时器有双极型和CMOS两类。电源电压为+5～+18V范围。R(4)TH(6)TR(2)VT状态(7)Q输出(3)0XX导通01<2/3VCC<1/3VCC截止11>2/3VCC>1/3VCC导通01<2/3VCC>1/3VCC不变不变1>2/3VCC<1/3VCC导通016第十六页，共三十九页，2022年，8月28日

6.3.3施密特触发器电路触发器是一种具有记忆作用的部件。具有两个基本性质：一是在一定的条件下，输出可以维持在两种稳定状态之一并保持不变；二是在一定的外加信号的作用下，可从一种稳定状态转变到另一种稳定状态。施密特触发器就是一种用电平方式触发，并对正向和负向增长的输入信号具有不同的阈值电平，从而使传输特性具有迟滞特性的触发器。其电路形式很多。17第十七页，共三十九页，2022年，8月28日

1、用电压比较器构成的施密特触发器电路电路及传输特性如图所示。R限流、VDZ限幅、R1和R2引入电压串联正反馈。18第十八页，共三十九页，2022年，8月28日下行迟滞比较器分析1.因为有正反馈，所以输出饱和。2.当uo正饱和时(uo=+UOM)：U+3.当uo负饱和时(uo=–UOM)：－++uoRR2R1ui参考电压由输出电压决定

1)没加参考电压的下行迟滞比较器19第十九页，共三十九页，2022年，8月28日分别称UH和UL上下门限电压。称(UH-UL)为回差。当ui增加到UH时，输出由Uom跳变到-Uom；－++uoRR2R1ui当ui减小到UL时，输出由-Uom跳变到Uom。传输特性：uoui0Uom-UomUHUL小于回差的干扰不会引起跳转。跳转时，正反馈加速跳转。20第二十页，共三十九页，2022年，8月28日tuiUom-UomtuiUHUL例：下行迟滞比较器的输入为正弦波时，画出输出的波形。－++uoRR2R1ui21第二十一页，共三十九页，2022年，8月28日2)加上参考电压后的下行迟滞比较器加上参考电压后的上下限：－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL22第二十二页，共三十九页，2022年，8月28日下行迟滞比较器两种电路传输特性的比较:－++uoRR2R1uiuoui0Uom-UomUHUL－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL23第二十三页，共三十九页，2022年，8月28日u+=0

时翻转，可以求出上下门限电压。上行迟滞比较器－++uoRR2R1ui当u+>u-=0

时,uo=+UOM当u+<u-=0时,uo=-UOM1)没加参考电压的上行迟滞比较器24第二十四页，共三十九页，2022年，8月28日uoui0Uom-Uom传输特性曲线UHUL－++uoRR2R1ui上下门限电压：25第二十五页，共三十九页，2022年，8月28日－++uoRR2R1uiUR上下门限电压：当uo=+UOM时：当uo=-UOM时：2)加上参考电压后的上行迟滞比较器26第二十六页，共三十九页，2022年，8月28日传输特性：UHULuoui0Uom-Uom－++uoRR2R1uiUR－++uoRR2R1uiuoui0Uom-UomUHUL对照27第二十七页，共三十九页，2022年，8月28日迟滞比较器电路改进：为了稳定输出电压，可以在输出端加上双向稳压管。思考题：如何计算上下限？UZ－++uoRR2R1uiuoUZ－++RR2R1ui28第二十八页，共三十九页，2022年，8月28日2.用555定时器构成的施密特触发器电路29第二十九页，共三十九页，2022年，8月28日⑤脚接uV时：30第三十页，共三十九页，2022年，8月28日波形整形(a)幅度鉴别(b)经施密特触发器电路后，将正弦波信号变换成矩形波波形，若输入是三角波，变换情况类同。除波形变换外，经施密特触发器电路还可将不规则的输入信号波形整形为矩形波（如图a），也可用来鉴别和剔除不满足一定幅度的输入信号脉冲（如图b）。针对干扰幅度，可适当调整UT+和UT-。31第三十一页，共三十九页，2022年，8月28日例：R1=10k，R2=20k，UOM=12V，UR=9V当输入ui为如图所示的波形时，画出输出uo的波形。－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL5V10Vuit032第三十二页，共三十九页，2022年，8月28日首先计算上下门限电压：－++uoRR2R1uiUR33第三十三页，共三十九页，2022年，8月28日+UOM-UOM根据传输特性画输出波形图。－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHULuiuott10V5V002V34第三十四页，共三十九页，2022年，8月28日

6.3.4单稳压触发器电路单稳态触发器是只具有一种稳定状态的触发器。在外加触发信号的作用下，它能够由稳态转变成暂稳态，维持一段时间后，暂稳态结束，触发器自动返回稳定状态。暂稳态时间决定于电路的参数，与外加触发信号无关。单稳态触发器广泛应用于定时、延时、波形整形等电路中。35第三十五页，共三十九页，2022年，8月28日36第三十六页，共三十九页，2022年，8月28日

稳定状态（输出为低电平），单稳态（输出为高电平，持续时间为t1）。电路要求输入触发脉冲宽度小于t1。37第三十七页，共三十九页，