5脉冲波形的产生与变换..ppt

浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换第五章第五章 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换教学要求：教学要求：1.1.应用晶振产生应用晶振产生1Hz1Hz时钟脉冲；时钟脉冲；2.5552.555定时器及其应用定时器及其应用555555组成施密特触发器组成施密特触发器555555组成单稳态触发器组成单稳态触发器555555组成多谐振荡器组成多谐振荡器浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换应用晶振产生应用晶振产生1Hz时钟脉冲时钟脉冲浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换32.768KHz32.768KHz10M10M 30pF30pF1030pF1030pF32.768KHz32.768KHz从计数器输出端可以从计数器输出端可以得到多种得到多种32.678kHz32.678kHz的分频脉冲的分频脉冲 浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换32.768KHz32.768KHz10M10M 30pF30pF1030pF1030pF32.768KHz32.768KHz2Hz2Hz2Hz2Hz1Hz1Hz浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换在在数数字字电电路路中中，凡凡每每来来一一个个时时钟钟脉脉冲冲就就翻翻转转一一次次的的电电路路，都都称称为为T触发器。触发器。JK触发器触发器T触发器触发器浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换第八章 脉冲波形的产生与变换浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换脉冲波形的变换与产生脉冲波形的变换与产生掌握重点掌握重点:由由555组成的三种脉冲电路组成的三种脉冲电路(施密特触发器、施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器）的工作原理、工单稳态触发器、多谐振荡器）的工作原理、工作波形、电路接法作波形、电路接法浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换555555定时器的结构及工作原理定时器的结构及工作原理一、电路结构一、电路结构控制控制电压端电压端阈值输入端触发输入端直接复位端输出端放电端电源RS地浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换组成：组成：3 3个个5k5k电阻分压器（故称电阻分压器（故称555555定时器）定时器）、电压比较器电压比较器（C C1 1、C C2 2）、）、基本基本SRSR锁存器锁存器（G G1 1、G G2 2）、放电管、放电管(T(T)、反相缓冲、反相缓冲器（器（G G3 3）2VCC/3VCC/3当控制电压端VIC悬空时RS浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换二、工作原理二、工作原理1 1、当、当R RD D0 0时，时，Q Q1 1，输出，输出V VO O0 0，放电管，放电管T T导通。导通。（直接置（直接置0 0）010vc1vc2浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换2 2、当、当RDRD1 1，VI1 VI1 2VCC/32VCC/3 ，VI2 VI2 VCC/3VCC/3时，时，vc1 vc1 0 0，vc2vc2 1 1，Q Q1 1，输出输出VOVO0 0，放电管，放电管T T导通导通。2VCC/3VCC/3001101浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换3、当RD1，VI1 VCC/3时，vc1 1，vc2 1，Q状态不变，输出VO和放电管T状态不变。2VCC/3VCC/3不变11不变不变1浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换4、当RD1，VI1 2VCC/3，VI2 VCC/3时，vc1 1，vc2 0，Q0，输出VO1，放电管T截止。2VCC/32VCC/3VCC/310导通VCC/31不变不变2VCC/32VCC/3VCC/31不允许浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换用用555定时器构成施密特触发器定时器构成施密特触发器1）电路图与输出波形图）电路图与输出波形图浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换555构成的施密特触发器构成的施密特触发器:浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换2、如何设计一个过零触发器？1、控制电压端VIC（脚）外加一电压（0VCC），比较器C1、C2的参考电压如何变化？电路的工作状态将如何变化？思考？浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换通过改变5脚控制电压的大小可得:浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换2.施密特触发器的应用施密特触发器的应用(1)波形变换波形变换可以把边沿变化缓慢的周期性信号变换为矩形脉冲波。可以把边沿变化缓慢的周期性信号变换为矩形脉冲波。浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换(2)波形的整形与抗干扰波形的整形与抗干扰 这里所说的整形，是指由测量装置来的信号，经放大后这里所说的整形，是指由测量装置来的信号，经放大后可能是不规则的波形，必须经施密特触发器整形。可能是不规则的波形，必须经施密特触发器整形。浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换(3)幅度鉴别幅度鉴别 因因为为施施密密特特触触发发器器输输出出状状态态取取决决于于输输入入信信号号的的状状态态，所所以可以用它来作为幅度鉴别电路。以可以用它来作为幅度鉴别电路。浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换用用555定时器组成单稳态触发器定时器组成单稳态触发器1）电路图与输出波形图）电路图与输出波形图浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换2）单稳态触发器的应用）单稳态触发器的应用n定时定时浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换2）单稳态触发器的应用）单稳态触发器的应用n整形整形浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换 多谐振荡器就是方波发生器。由于方波中多谐振荡器就是方波发生器。由于方波中除基波外还包含了许多高次谐波，因此，又称除基波外还包含了许多高次谐波，因此，又称为多谐振荡器。为多谐振荡器。多谐振荡器多谐振荡器 什么是什么是多谐振荡器？多谐振荡器？多谐振荡器不需要外加信号，只要一上电多谐振荡器不需要外加信号，只要一上电就会产生方波信号。就会产生方波信号。（它是一种自激振荡器，它是一种自激振荡器，在接通电源之后，不需要外加触发信号，便能在接通电源之后，不需要外加触发信号，便能自动地产生矩形脉冲波）自动地产生矩形脉冲波）浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换用用555555定时器构成多谐振荡器定时器构成多谐振荡器一、电路组成和工作原理一、电路组成和工作原理充电充电放电放电浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换输出高电平脉宽 tPH=0.7(R1+R2)C输出低电平脉宽 tPL=0.7R2C周期T=tPH tPL=0.7(R1+2R2)C振荡频率 f=1/0.7(R1+2R2)C浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换 思考题思考题如图所示是一个由如图所示是一个由555定时器构成的防盗报警电路，定时器构成的防盗报警电路，a、b两端被一细铜丝接通，此铜丝置于盗窃者必经两端被一细铜丝接通，此铜丝置于盗窃者必经之路，当盗窃者闯入室内将铜丝碰断后，扬声器即之路，当盗窃者闯入室内将铜丝碰断后，扬声器即发出报警声。说明本报警电路的工作原理。发出报警声。说明本报警电路的工作原理。浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换模拟声响电路模拟声响电路模拟声响电路模拟声响电路将振荡器的输出电压uo1，接到振荡器中555定时器的复位端（4脚），当uo1为高电平时振荡器振荡，为低电平时555定时器复位，振荡器停止震荡。浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换1)1)简述电路组成及工作原理。（提示：可以说明一下简述电路组成及工作原理。（提示：可以说明一下两个两个555555分别组成了什么电路，然后说明一下从开关分别组成了什么电路，然后说明一下从开关s s的动作和最后扬声器响与否的过程）的动作和最后扬声器响与否的过程）2)2)两个两个555555的的5 5脚为什么都要通过脚为什么都要通过0.010.01微法电容接地？微法电容接地？3)3)若要求扬声器在开关若要求扬声器在开关s s按下后以按下后以1.2kHz1.2kHz的频率持续响的频率持续响10s10s，试确定途中，试确定途中R1R1、R2R2的阻值。（要求详细计算过程）的阻值。（要求详细计算过程）浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换变音信号发生器变音信号发生器1)简述整个电路的组成情况和基本工作过程。简述整个电路的组成情况和基本工作过程。2)仿真说明整个电路的波形关系。仿真说明整个电路的波形关系。浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换由由555构成的频率可调而脉宽不变的方波发生器构成的频率可调而脉宽不变的方波发生器 浙江万里学院电信学院浙江万里学院电信学院 2009.102009.10Chapt5 Chapt5 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换1 1）图中二极管）图中二极管D D在电路中的作用是什么？在电路中的作用是什么？（答案：限幅削波的作用，避免大电压加到单稳态（答案：限幅削波的作用，避免大电压加到单稳态触发器输入端，造成电路因过压损坏）触发器输入端，造成电路因过压损坏）2 2）频率可调范围是多少？电路中调节哪个器件可）频率可调范围是多少？电路中调节哪个器件可以改变多谐振荡器输出频率？以改变多谐振荡器输出频率？3 3）555(0)555(0)和和555(1)555(1)分别构成了什么电路？分别构成了什么电路？4)4)分别写出电路输出脉宽和频率的表达式。分别写出电路输出脉宽和频率的表达式。5)5)为什么说这个方波发生器输出的矩形波的脉宽为什么说这个方波发生器输出的矩形波的脉宽是不变的？是不变的？