数字电路脉冲波形的产生与整形.pptx
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1、 数字电路区别于模拟电路的主要特点之一是:它的工作信号是离散的脉冲数字电路区别于模拟电路的主要特点之一是:它的工作信号是离散的脉冲信号。信号。最常用的脉冲信号是方波最常用的脉冲信号是方波(矩形波矩形波)。如何产生方波以及对不理想的方波如何整如何产生方波以及对不理想的方波如何整形,是本章讨论的重点。形,是本章讨论的重点。第1页/共53页脉冲电路分类:脉冲电路作用:脉冲波形的产生和整形。脉冲电路构成:开关电路+RC电路破坏电路的稳态,产生暂态。控制暂稳态时间的长短。脉冲电路与数字电路的比较:单稳态电路(单稳态触发器)多谐振荡(无稳态)电路施密特电路(施密特触发器)数字电路的信号波形也是一种脉冲波形
2、。脉冲电路侧重波形,数字电路侧重逻辑关系。第2页/共53页电容充放电知识复习:(1)电容两端的电压不能突变,Vc(0)Vc(0),电容充放电需要时间,有过渡过程,其时间长短只与 RC有关,工程上取3;(2)开始充放电(换路)瞬间,阻抗很小,相当短路;充放电结束,电路处于稳态,C支路电流为0,阻抗很大,相当开路;(3)简单RC电路中,各处电压、电流均按指数规律变化;(4)在简单RC电路中)(tvC=)(vC-)(vC)0(vC+et)()()0()(lntvvvvtCCCC-=+或第3页/共53页本章讲授1 555定时器的原理和应用学习要求第4页/共53页1 555定时器的原理和应用定时器的原理
3、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。单定时器双极型最后3位数555单极型最后4位数7555双定时器双极型最后3位数556单极型最后4位数7556型号:第5页/共53页一、555555定时器的电路结构和基本功能 555定时器的内部电路包括以下几部分:两个电压比较器:C1、C2;一个基本RS 触发器;一个晶体管T;由三个相等电阻组成的分压器;一个反相器等。1.电路结构第6页/共53页由三个相等电阻组成的分压器一个基本RS 触发器一个晶体管T一个反相器两个电压比较器:C1、C2vo+-845627131RRRRbDQQ
4、+VccRD C1C2T第7页/共53页触发输入端阈值输入端电压控制端复位端低低电平有效放电端4.518V输出端地vo+-845627131RRRRbDQQ+VccRD C1C2T第8页/共53页电源电压范围:4.5V 18V555定时器的管脚定时器的管脚图图12345678555VCCD THCOGND TRVoRD电源放电阈值电控压制地触发输出复位第9页/共53页2.2.基本功能基本功能vo+-845627131RRRRbTHCOTRDQQ+VccRD C1C2T 三个电阻构成的分压器给两个比较器提供基准电压:分别为 和 。第10页/共53页vo+-845627131RRRRbTHCOTR
5、DQQ+VccRD C1C2T001第11页/共53页vo+-845627131RRRRbTHCOTRDQQ+VccRD C1C2T2/3VCC1/3 VCC00011第12页/共53页vo+-845627131RRRRbTHCOTRDQQ+VccRD C1C2T2VCC/3VCC/311010第13页/共53页2VCC/32/3 2/3 VCCVCC1/31/3 VCC VCC0 0导通导通2/3 1/31/3 VCC VCC保持保持保持保持2/3 2/3 VCCVCC1/32/3 2/3 VCCVCC1/31/3 VCC VCC0 0导通导通2/3 1/31/3 VCC VCC保持保持保持
6、保持2/3 2/3 VCCVCC1/32/3 VCC。充电时间决定于RC的大小。V6=VV6=VTHTHV2=VV2=VTRTRVoVoT T2/3 2/3 VCCVCC1/31/3 VCC VCC0 0导通导通2/3 1/31/3 VCC VCC保持保持保持保持2/3 2/3 VCCVCC1/32/3VCC时,Vo0,T导通,C放电。V6=VV6=VTHTHV2=VV2=VTRTRVoVoT T2/3 2/3 VCCVCC1/31/3 VCC VCC0 0导通导通2/3 1/31/3 VCC VCC保持保持保持保持2/3 2/3 VCCVCC1/32/3 2/3 VCCVCC1/31/3 V
7、CC VCC0 0导通导通2/3 1/31/3 VCC VCC保持保持保持保持2/3 2/3 VCCVCC1/32/3 2/3 VCCVCC1/31/3 VCC VCC0 0导通导通2/3 1/31/3 VCC VCC保持保持保持保持2/3 2/3 VCCVCC1/32/3 2/3 VCCVCC1/31/3 VCC VCC0 0导通导通2/3 1/31/3 VCC VCC保持保持保持保持2/3 2/3 VCCVCC1/32/3 2/3 VCCVCC1/31/3 VCC VCC0 0导通导通2/3 1/31/3 VCC VCC保持保持保持保持2/3 2/3 VCCVCC1/31/3 VCC VC
8、C1 1截止截止2/3VCC tvi00vCt0vot 自动返回(VI1):第26页/共53页 由以上过程可以看出:每来一次负脉冲,vo 便输出一个正脉冲,其宽度 tW 由 R C 决定。vIvOVCCRCvC0.01uF123487652/3VCCtvi00vC0votttW第27页/共53页 输出脉冲宽度t tw wtw是Vc从0指数上升到2VCC/3时所需的时间注意:tw宽度的增加,将降低定时精度和稳度。tw 的范围为几秒到几分钟。2/3VCCtvi00vC0votttWtw1.1RC第28页/共53页单稳态触发器的应用一般用于定时定时(产生一定宽度的矩形波)整形整形(把不规则的波形转换
9、成宽度、幅度都相等的波形)延时延时(把输入信号延迟一定时间后输出)第29页/共53页1)1)定时定时3)3)整形整形单稳态微分限幅twtwtwacbd2)2)延时延时第30页/共53页2/3VccvCvI(S)vO 在充电过程中(C1=1),如VI再次触发,C2=10,Q仍保持为1,电路状态不变(T 截止,C保持充电状态)。多次触发时的情况:故该电路为不可重复触发型单稳态触发器:vIvOVCCRCvC0.01uF12348765第31页/共53页电路图:可重复触发的单稳态触发器+VccRDvo+-84562713RRRRQQC1C2RCvITbT1第32页/共53页可重复触发的单稳态触发器(续
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