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1、第6章脉冲产生与整形电路本讲稿第一页，共五十九页6.1 6.1 概概 述述 数字电路中，为了控制和协调整个系统的工作，常常需要时钟脉冲信号。获得时钟脉冲的方法有：1.利用多谐振荡器直接产生。2.通过整形电路变换而成。整形电路又分为两类：施密特触发器和单稳态触发器。整形电路可以使脉冲的边沿变陡峭，或形成规定的矩形脉冲。本讲稿第二页，共五十九页Um0.9Um0.5Um0.1UmTwTtrtf表述矩形脉冲性能指标的主要参数：周期T周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲间的时间间隔频率f=1/T，代表单位时间内脉冲重复的次数。本讲稿第三页，共五十九页下降时间tf 脉冲从0.9Um下降到0.1Um所需的时
2、间Um0.9Um0.5Um0.1UmTwTtrtf脉冲幅度Um脉冲电压最大变化的幅值脉冲宽度Tw从脉冲前沿0.5Um始，到脉冲后沿0.5Um止的一段时间上升时间tr 脉冲从0.1Um上升到0.9Um所需的时间本讲稿第四页，共五十九页6.2 6.2 施密特触发器施密特触发器 UT=UT+-UT-称为回差电压 施密特触发器是一种重要的脉冲整形电路，施密特触发器能把变化缓慢的波形变换成矩形脉冲。输入电压上升的翻转电平为上限阈值电平UT+输入电压下降的翻转电平为下限阈值电平UT-1.基本概念 本讲稿第五页，共五十九页输入和输出为同相关系的称为同相施密特触发器 输入和输出为反相关系的称为反相施密特触发器
3、2.施密特触发器的传输特性 本讲稿第六页，共五十九页6.2.1 6.2.1 门电路构成的施密特触发器门电路构成的施密特触发器设UTVDD/2，且R1rd，所以恢复期很短。TH(6)RDTR(2)GNDOUTCUVCCC+VCCuO555DIS(7)RuIuC+-本讲稿第四十八页，共五十九页 输出脉冲宽度tW是暂稳态的停留时间，根据电容C的充电过程可知：3.输出脉冲宽度tWtW充电放电OuIuOtO2/3VCC1/3VCCuCOtt本讲稿第四十九页，共五十九页4 4、单稳态触发器应用举例、单稳态触发器应用举例一、延时与定时1.延时1uIuO&uOuFuIuOtW2.定时选通uFuO二、整形uIu
4、O本讲稿第五十页，共五十九页6.5.4 555定定时时器构成的多器构成的多谐谐振振荡荡器器1.电路组成TH(6)RDTR(2)GNDOUTCUVCCC+VCCuO555DIS(7)R1uCR2+TH(6)RDTR(2)GNDOUTCUVCCC+VCCuO555DIS(7)R1uCR2+TH(6)RDTR(2)GNDOUTCUVCCC+VCCuO555DIS(7)R1uCR2+TH(6)RDTR(2)GNDOUTCUVCCC+VCCuO555DIS(7)R1uCR2+TH(6)RDTR(2)GNDOUTCUVCCC+VCCuO555DIS(7)R1uCR2+本讲稿第五十一页，共五十九页2.工作原
5、理(1)由于接通电源前，电容器两端电压uC=0，电源刚接通时uO输出高电平，放电端截止，电源VCC通过R1、R2 给电容C充电，uC逐渐增高。其暂态过程为 当 时输出电压uO一直保持高电平不变，这就是第一个暂稳态。TH(6)RDTR(2)GNDOUTCUVCCC+VCCuO555DIS(7)R1uCR2+本讲稿第五十二页，共五十九页(2)当uC略微超过(即u6和u2均大于等于 )时此时电容C通过R2和T放电。uO从高电平翻转到低电平，即uO=0，放电管T饱和导通。随着电容C放电，uC下降。当当 时时uO持低电平，这是第二个暂稳态。(3)当uC下降到略微低于 时，电路输出又变为uO=1。T截止，
6、电容C再次充电，又重复上述过程，电路输出便得到周期性的矩形脉冲。TH(6)RDTR(2)GNDOUTCUVCCC+VCCuO555DIS(7)R1uCR2+本讲稿第五十三页，共五十九页T1、2分别为电容C的充电时间和放电时间。T1OuO2/3VCC1/3VCCuCOttt1t2t3t4T23.振荡周期T的计算T=T1+T2充电时间T1T1=(R1+R2)C ln2 0.7(R1+R2)C 放电时间T2T2=R2C ln2 0.7R2C振荡周期 占空比本讲稿第五十四页，共五十九页 只要调节可调电阻，就会改变RA与RB的比值，从而改变输出脉冲的占空比。THRDTRGNDOUTCUVCCC+VCCu
7、O555DISD2D1RARB0.01F4.占空比可调的多谐振荡器 工作原理：a.放电管T截止时，电源通过RA、D1对电容C充电；b.放电管T导通时，电容通过D2、RB、T进行放电。本讲稿第五十五页，共五十九页T1=0.7RACT2=0.7RBC图中振荡周期占空比为THRDTRGNDOUTCUVCCC+VCCuO555DISD2D1RARB0.01F本讲稿第五十六页，共五十九页(1)电路组成5.多谐振荡器应用举例用 555 定时器构成模拟声响发生器例1本讲稿第五十七页，共五十九页(2)工作原理 适当选择定时元件，使振荡器A的振荡频率fA=1Hz，振荡器B的振荡频率fB=1kHz。由于低频振荡器A的输出接至高频振荡器B的复位端(4脚)，当uO1输出高电平时，B振荡器才能振荡；uO1输出低电平时，B振荡器被复位，停止振荡，因此使扬声器发出 1kHz的间歇声响。本讲稿第五十八页，共五十九页(3)工作波形(a)电路图(b)波形图本讲稿第五十九页，共五十九页