《数字电子技术基础概要学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字电子技术基础概要学习教案.pptx（44页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、数字电子数字电子(dinz)技术基础概要技术基础概要第一页，共44页。9.1 概述概述(i sh)一、矩形脉冲的获取方法一、矩形脉冲的获取方法1.利利用用各各种种形形式式的的多多谐谐振振荡荡器器电电路路直直接接产产生生所需要的矩形脉冲；所需要的矩形脉冲；2.通通过过各各种种整整形形电电路路把把已已有有的的周周性性变变化化(binhu)波形变换为符合要求的矩形脉冲。波形变换为符合要求的矩形脉冲。第1页/共44页第二页，共44页。tU(V)T0.5VomtW0.9Vom0.1VomtrtfVom二、矩形脉冲的主要参数二、矩形脉冲的主要参数占空比占空比q tw T第2页/共44页第三页，共44页。1
2、、矩形波信号、矩形波信号(xnho)的参的参数数 Uom 脉冲(michng)幅度，脉冲(michng)电压最大值。tW 脉冲(michng)宽度，从脉冲(michng)前沿上升到0.5Uom开始,到脉冲(michng)后沿下降到0.5Uom为止的一段时间t r 上升时间，脉冲前沿从0.1Uom上升到0.9Uom所需的时间t f 下降时间，脉冲后沿从0.9Uom上升到0.1Uom所需的时间 T 脉冲周期，在周期性脉冲序列中，两个相邻脉冲间的 时间间隔第3页/共44页第四页，共44页。理想的矩形脉冲波参数如下(rxi)：tr=tf=0，tW、Uom和T也是稳定的实际的矩形脉冲波tr和tf都不等于
3、0，tW、Uom和T也受很多因素影响(yngxing)而不稳定。q 占空比，脉冲宽度和脉冲周期(zhuq)的比值f 脉冲频率，单位时间内脉冲重复的次数第4页/共44页第五页，共44页。9.2 9.2 施密特触发器施密特触发器一、施密特触发器的工作特点一、施密特触发器的工作特点1、输输出出从从低低电电平平跳跳到到高高电电平平时时对对应应的的输输入入电电平平，与与输输出出从从高高电电平平跳跳到到低低电电平平时时对对应应的的输输入入电电平平不不同同，电电路路有有两两个不同的阈值电压。个不同的阈值电压。2、在在电电路路状状态态转转换换时时，通通过过电电路路内内部部的的正正反反馈馈过过程程使使输输出电压
4、波形的边沿变得很陡。出电压波形的边沿变得很陡。利利用用这这两两个个特特点点不不仅仅能能将将边边沿沿变变化化缓缓慢慢(hunmn)的的信信号号波波形形整整形形为为边边沿沿陡陡峭峭的的矩矩形形波波，而而且且可可以以将将叠叠加加在在矩矩形形脉冲高、低电平上的噪声有效地清除。脉冲高、低电平上的噪声有效地清除。第5页/共44页第六页，共44页。二、门电路组成二、门电路组成(z chn)的施密特触发器的施密特触发器(略略)11ViR1G2G1R2Vo1VoVi1、Vi=0时，时，Vi=0，Vo1=1，Vo=0；电路正常电路正常(zhngchng)工作条件：工作条件：R1VR1 VR2 0 导通导通1 VR
5、2 1 截止截止(jizh)1 VR2 保持保持(boch)保持保持(boch)第29页/共44页第三十页，共44页。二、二、二、二、用用用用555555定时器接成的施密特触发器定时器接成的施密特触发器定时器接成的施密特触发器定时器接成的施密特触发器 1.1.电路电路电路电路(dinl)(dinl)联接联接联接联接 VI1 R VOVI2 S 555 VO VCO+Vi-+Vo2.工作原理工作原理(yunl)1）Vi从从0逐渐升高的过程：逐渐升高的过程：当当Vi=0时，时，VO=VCC；当当 VR2 Vi VR1 后，后，VO=0 因此，因此，VT+=VR1vcc第30页/共44页第三十一页，
6、共44页。VCOVI1 R VOVI2 S 555 VO+Vi+Vo2）Vi从从VCC逐渐降低的过程逐渐降低的过程(guchng)：当当Vi=VCC，vO=0V；当当 VR2 Vi VR1 时，时，VO保持不变；保持不变；当当Vi VR2 ，VO=VCC 因此，因此，VT-=VR2vcc第31页/共44页第三十二页，共44页。3、电压、电压(diny)传输特性传输特性ViVoVCCVT-VT+4、参数、参数(cnsh)计计算算 VT-=VR2 VT+=VR1VT=VT+-VT-第32页/共44页第三十三页，共44页。OuO/Vt 例例 试对应输入试对应输入(shr)(shr)波形画出下图中输出
7、波形。波形画出下图中输出波形。184355557+12V0.01 FuIuO260uI/Vt246810 R SuIuO+12VVT+VT-abcdefUOH解：解：VT+=2/3 VCC=8 VVT-=1/3 VCC=4 V因此可画出输出因此可画出输出(shch)波形为波形为 电路电路(dinl)构成反相输出的施密特触发器构成反相输出的施密特触发器第33页/共44页第三十四页，共44页。三、用三、用555定时器接成的单稳态触发器定时器接成的单稳态触发器1.单稳态触发器的工作特点单稳态触发器的工作特点 1)它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；2)在在外外界界
8、触触发发脉脉冲冲作作用用下下，能能从从稳稳态态翻翻转转到到暂暂稳稳态态，在在暂暂 稳稳态态维维持持一段时间以后，再自动返回稳态；一段时间以后，再自动返回稳态；3)暂暂稳稳态态维维持持时时间间的的长长短短取取决决于于电电路路本本身身的的参参数数，与与触触发发脉脉冲冲的的宽宽度和幅度无关。度和幅度无关。由由于于具具备备这这些些特特点点单单稳稳态态触触发发器器被被广广泛泛应应用用于于脉脉冲冲整整形形、延延时时(产产生生滞滞后后(zh hu)于于触触发发脉脉冲冲的的输输出出脉脉冲冲)以以及及定定时时(产产生生固固定定时时间间宽宽度度的脉冲信号的脉冲信号)等。等。第34页/共44页第三十五页，共44页。
9、2.2.电路电路电路电路(dinl)(dinl)联接联接联接联接3.工作原理工作原理1）稳稳态态时时Vi=1，Vo=0，TD导导通通，VI1=02）当当Vi突突变变为为0时时，VO突突变变为为 1，TD截截止止，电电容容C充充电电，VI1增增加加为为VR1时（之前时（之前Vi变回变回1），），Vo=0；3）Vo=0 时时，TD导导通通，电电容容C放放电电(fng din)，VI1减减小小到到0时时，电电路路进入稳态。进入稳态。VCOVI1 R VOVI2 S 555 VO+Vi+VoVccRC第35页/共44页第三十六页，共44页。4.4.工作工作工作工作(gngzu)(gngzu)波形波形波
10、形波形ViVoVcVR1 TW第36页/共44页第三十七页，共44页。例例 用左图所示的单稳态电路输出用左图所示的单稳态电路输出定时时间为定时时间为1 s 1 s 的正脉冲的正脉冲(michng)(michng)，R=27 kR=27 k，试确定定，试确定定时元件时元件 C C 的取值。的取值。uCOtOuOtUOLUOHtWOOtUIHuItWIVCC解：解：因为因为(yn wi)tWO(yn wi)tWO 1.1 RC 1.1 RC故故可取标称值可取标称值 33 F。第37页/共44页第三十八页，共44页。四、用四、用四、用四、用555555定时器接成的多谐振荡器定时器接成的多谐振荡器定时
11、器接成的多谐振荡器定时器接成的多谐振荡器多多谐谐振振荡荡器器是是一一种种(y zhn)自自激激振振荡荡器器，在在接接通通电电源源以以后后，不不需需要要外外加加触触发发信信号号能自动地产生矩形脉冲。能自动地产生矩形脉冲。CR1R2VCOVI1 R VOVI2 S 555 VO+VoVccC充电充电(chng din)C放电放电(fng din)第38页/共44页第三十九页，共44页。电路电路(dinl)的振荡周期为的振荡周期为 占空比为占空比为 第39页/共44页第四十页，共44页。555 定时器构成的施密特触发器、单稳态触发定时器构成的施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器典型器和多谐振荡器典
12、型(dinxng)电路为电路为 555 定时器构成的定时器构成的施密特触发器施密特触发器555 定时器构成的定时器构成的单稳态触发器单稳态触发器555 定时器构成的定时器构成的多谐振荡器多谐振荡器第40页/共44页第四十一页，共44页。GNDVCCRDOUTCO555R SVOVCC0.01 FR1C+R2RP1RP2 例例 指出右图中控制扬声器鸣响与否和调节音调高低的分别是哪个电位器？若原来无声，如何指出右图中控制扬声器鸣响与否和调节音调高低的分别是哪个电位器？若原来无声，如何(rh)(rh)调节才能鸣响？欲提高音调，又该如何调节才能鸣响？欲提高音调，又该如何(rh)(rh)调节？调节？解：
13、解：R1、R2、RP1 和和 C 共同构成定时元件，因此共同构成定时元件，因此(ync)调节调节 RP1 可调节音调高低。可调节音调高低。欲提高欲提高(t go)音调，则应减小音调，则应减小 RP1，因此触头应下移。，因此触头应下移。RP2调节调节 RP2 可控制可控制 RD 为为 0 或或 1，从而控制振荡器工作，因此能控制扬声器鸣响与否。，从而控制振荡器工作，因此能控制扬声器鸣响与否。调节调节 RP2 使触头左移至适当位置，可使使触头左移至适当位置，可使 RD=1，扬声器鸣响。，扬声器鸣响。RP1第41页/共44页第四十二页，共44页。例：延迟例：延迟(ynch)报警器报警器(R)(S)(RD)C充电充电(chng din)第42页/共44页第四十三页，共44页。例例:救护车扬声器发音救护车扬声器发音(f yn)电路电路第43页/共44页第四十四页，共44页。