第6章 脉冲波形的产生与整形.ppt

第6章 脉冲波形的产生与整形第 1 页6.1 概述获取矩形脉冲波形（时钟）的途径有两种：2、用整形电路把已有的周期性变化的波形整形产生1、由多谐振荡器直接产生*用门电路也可以构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。多谐振荡器能直接产生矩形脉冲波。施密特触发器、单稳态触发器能把其他波形整形为矩形脉冲波。第6章 脉冲波形的产生与整形第 2 页 描述矩形脉冲波形特性的几个主要参数脉冲周期T-周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲之间的时间间隔。脉冲宽度tW-从脉冲前沿到达0.5Vm起，到脉冲后沿到达0.5Vm为止的一段时间。上升时间tr-脉冲上升沿从0.1Vm上升到0.9Vm所需要的时间。下降时间tf-脉冲下降沿从0.9Vm下降到0.1Vm所需要的时间。占空比q-脉冲宽度与脉冲周期的比值。脉冲幅度Vm第6章 脉冲波形的产生与整形第 3 页 6.2 555定时器及其应用555定时器是单片集成电路，用途广泛。双极型产品TTL型号的后三位数码为555。单极型产品CMOS型号的后四位数码为7555。其功能和外部引脚的排列完全相同。用555定时器可以构成多谐振荡器、施密特触发器、单稳态触发器。第6章 脉冲波形的产生与整形第 4 页6.2.1 555定时器它由三个5K电阻、比较器C1和C2、基本RS触发器放电管T和缓冲器G3等部分组成。国产CB555的结构框图及引脚排列图：第6章 脉冲波形的产生与整形第 5 页输 入输 出UTH Q T状态0 X X 导通123VCC23VCC13VCC 导通113VCC截止123VCC13VCC保 持 CB555功能表（CO端悬空时）0 10 11 0RD UTR Q保持UOTHTVCOVCC12345678555GNDTRRD第6章 脉冲波形的产生与整形第 6 页6.2.2 用555 定时器构成多谐振荡器 1、电路组成及工作特性多谐振荡器工作特性：没有稳态，只有两个暂稳态。不需外加触发信号，电路会自动由一个暂稳态翻转到另一个暂稳态。振荡周期与电路的阻容元件参数有关。第6章 脉冲波形的产生与整形第 7 页2、多谐振荡器应用实例 上图所示是用两片555定时器设计的救护车报警电路，两片555定时器各自构成一个多谐振荡器，其设计思路是用一个低频振荡器去控制高频振荡器：由于A1的输出端接在A2的控制端，故高频振荡器A2的振荡频率就受低频振荡器A1的调制。当A1输出高电平时，A2的振荡频率就低，当A1输出低电平时，A2的振荡频率就高，致使扬声器发出高低相间、周而复始的“滴，都，滴，都的报警声。第6章 脉冲波形的产生与整形第 8 页6.2.2 用555 定时器构成多谐振荡器二、工作原理（设：UI为模拟三角波）UI U6 U2 UO23VCC23VCC13VCC13VCC23VCC 23 VCC0 1013VCC13VCC1三、电压波形一、组成UIUO+VCC12345678555tUItUO13VCC 23VCC VT+=23VCC VT-=13VCC VT=13VCC 0.01uF从电压波形知：UO与UI反相。它是一个典型的反相输出施密特触发器。回差电压第6章 脉冲波形的产生与整形第 9 页电压滞后传输：输入信号UI从低电平上升过程中，电路状态转换时对应的输入电平，与UI 从高电平下降过程中电路状态转换时对应的输入电平不同。1、施密特触发器的电压传输特性曲线UI=VT+时，Uo=UoL UI=VT-时，Uo=UoHVT+UoUIUoLUoHVT 0当UI=0时，Uo=UoH 施密特触发器的特点：（1）有两个稳定的输出状态，即高电平和低电平；（2）滞回特性。6.2.3 用555 定时器构成施密特触发器第6章 脉冲波形的产生与整形第 10 页2、施密特触发器应用举例 利用施密特触发器的滞回特性可将正弦波、受干扰的不规则的三角波整形为规则矩形波。如下列图所示。第6章 脉冲波形的产生与整形第 11 页6.2.4 用555定时器构成单稳态触发器一、单稳态触发器的特点1、接通电源，电路出现稳态。2、外加触发信号，电路翻转为暂态。暂态维持一段时间，自动返回稳态。3、暂态维持时间的长短，只和电路参数有关，与触发信号的幅度、电源电压的高低无关。二、单稳态触发器的用途1、整形把不规则的输入波形变成矩形波输出。2、定时输出一定宽度的矩形波。3、延时将输入信号延长一定时间后输出。第6章 脉冲波形的产生与整形第 12 页三、用555定时器构成的单稳态触发器 输出脉冲宽度tWw的大小决定于外接元件R、C值的大小，而与输入的触发信号脉冲宽度、电源电压的大小无关，调节R、C的参数值，可以改变输出的脉冲宽度。UO+VCC123456785550.01uFRCUI+-第6章 脉冲波形的产生与整形第 13 页UO+VCC123456785550.01uFRCUI+-四、工作原理U2=UI，和 比较；13VCCU6=UC，和 比较。23VCCC UC U6（UC）U2（UI）UO（Q）T 说 明充电=23VCC23VCC13VCC0 导通 稳态：UO=0放电=023VCC13VCC保 持接通VCC 不触发UI=1023VCC13VCC23VCC13VCC0 导通 返回：UO=0放电=023VCC13VCC保 持UI=1无电荷触发要求触发信号UI为负的窄脉冲第6章 脉冲波形的产生与整形第 14 页2、单稳态触发器应用举例整形作用：把不规则的波形变换成宽度、幅度都符合数字系统所要求的脉冲波形。