第八章 脉冲波形的产生与整形优秀课件.ppt
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1、第八章 脉冲波形的产生与整形第1页,本讲稿共36页第2页,本讲稿共36页二二工作原理工作原理(1)4脚为复位输入端(脚为复位输入端(RD),当),当RD为低电平时,不管其他输入端的状态如何,为低电平时,不管其他输入端的状态如何,输出输出vo为低电平。正常工作时,应将其接高电平。为低电平。正常工作时,应将其接高电平。(2 2)5脚为电压控制端,当其悬空时,比较器脚为电压控制端,当其悬空时,比较器C1和和C2的比较电压分别为的比较电压分别为2/3VCC 和和1/3VCC。(3)2脚为触发输入端,脚为触发输入端,6脚为阈值输入端,两端的电位高低控制比较器脚为阈值输入端,两端的电位高低控制比较器C1和
2、和C2的输出,的输出,从而控制从而控制RS触发器,决定输出状态。触发器,决定输出状态。第3页,本讲稿共36页8.2 施密特触发器施密特触发器施施密密特特触触发发器器具具有有回回差差电电压压特特性性,能能将将边边沿沿变变化化缓缓慢慢的的电电压压波波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。一一.用用555定时器构成的施密特触发器定时器构成的施密特触发器1.电路组成及工作原理电路组成及工作原理第4页,本讲稿共36页第5页,本讲稿共36页2.电压滞回特性和主要参数电压滞回特性和主要参数(1)电压滞回特性)电压滞回特性(2)主要静态参数)主要静态参数(a)上上限限阈阈值值电电压压VT+v
3、I上上升升过过程程中中,输输出出电电压压vO由由高高电电平平VOH跳跳变变到到低电平低电平VOL时,所对应的输入电压值。时,所对应的输入电压值。VT+=2/3VCC。(b)下下限限阈阈值值电电压压VT vI下下降降过过程程中中,vO由由低低电电平平VOL跳跳变变到到高高电电平平VOH时,所对应的输入电压值。时,所对应的输入电压值。VT=1/3VCC。(3)回差电压)回差电压VT VT=VT+VT=1/3VCC第6页,本讲稿共36页 二二 集成施密特触发器集成施密特触发器 1.CMOS集成施密特触发器集成施密特触发器CC40106 2.TTL集成施密特触发器集成施密特触发器74LS14 第7页,
4、本讲稿共36页三三 施密特触发器的应用举例施密特触发器的应用举例1.用用作作接接口口电电路路将将缓缓慢慢变变化化的的输输入入信信号号,转转换换成成为为符符合合TTL系系统统要求的脉冲波形。要求的脉冲波形。2.用用作作整整形形电电路路把把不不规规则则的的输输入入信信号号整整形形成成为为矩矩形形脉冲。脉冲。第8页,本讲稿共36页 3.用用于于脉脉冲冲鉴鉴幅幅从从一一系系列列幅幅度度不不同同的的脉脉冲冲信信号号中中,选选出出那那些些幅幅度度大大于于VT+的输入脉冲。的输入脉冲。第9页,本讲稿共36页8.3 多谐振荡器多谐振荡器多谐振荡器多谐振荡器能产生矩形脉冲波的自激振荡器。能产生矩形脉冲波的自激振
5、荡器。一一 用用555定时器构成的多谐振荡器定时器构成的多谐振荡器1.电路组成及工作原理电路组成及工作原理第10页,本讲稿共36页第11页,本讲稿共36页2.振荡频率的估算振荡频率的估算(1)电容充电时间)电容充电时间T1:(用三要素法计算):(用三要素法计算)(2)电容放电时间电容放电时间T2(3)电路振荡周期)电路振荡周期T T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C(4)电路振荡频率)电路振荡频率f (5)输出波形占空比)输出波形占空比q第12页,本讲稿共36页 二二 占空比可调的多谐振荡器电路占空比可调的多谐振荡器电路 利利用用半半导导体体二二极极管管的的单单向向导导电电特特性性,把把电
6、电容容C充充电电和和放放电电回回路路隔隔离离开开来来,再加上一个电位器,便可构成占空比可调的多谐振荡器。再加上一个电位器,便可构成占空比可调的多谐振荡器。可计算得:可计算得:T1=0.7R1C T2=0.7R2C 占空比:占空比:第13页,本讲稿共36页三三 石英晶体多谐振荡器石英晶体多谐振荡器 1.石英晶体的选频特性石英晶体的选频特性有两个谐振频率。当有两个谐振频率。当f=fs时,为串联谐振,石英晶体的电抗时,为串联谐振,石英晶体的电抗X=0;当当f=fp时,为并联谐振,石英晶体的电抗无穷大。时,为并联谐振,石英晶体的电抗无穷大。由晶体本身的特性决定:由晶体本身的特性决定:fs fp f0(
7、晶体的标称频率)(晶体的标称频率)石英晶体的选频特性极好,石英晶体的选频特性极好,f0十分稳定,其稳定度可达十分稳定,其稳定度可达10-1010-11。第14页,本讲稿共36页2.石英晶体多谐振荡器石英晶体多谐振荡器(1)串联式振荡器)串联式振荡器R1、R2的的作作用用使使两两个个反反相相器器在在静静态态时时都都工工作作在在转转折折区区,成成为为具具有有很很强强放放大大能能力力的放大电路。的放大电路。对对于于TTL门门,常常取取R1=R2=0.72k,若若是是CMOS门门则则常常取取R1=R2=10100M;C1=C2是耦合电容。是耦合电容。石石英英晶晶体体工工作作在在串串联联谐谐振振频频率率
8、f0下下,只只有有频频率率为为f0的的信信号号才才能能通通过过,满满足足振振荡荡条条件件。因因此此,电电路路的的振振荡荡频频率率=f0,与与外外接接元元件件R、C无无关关,所所以以这这种种电电路路振振荡荡频频率率的的稳稳定定度度很高。很高。第15页,本讲稿共36页(2)并联式振荡器)并联式振荡器RF是偏置电阻,是偏置电阻,保证在静态时使保证在静态时使G1工作转折区,构成一个反相放大器。工作转折区,构成一个反相放大器。晶晶体体工工作作在在略略大大于于fS与与 fP之之间间,等等效效一一电电感感,与与C1、C2共共同同构构成成电电容容三三点点式式振振荡荡电电路路。电路的振荡频率电路的振荡频率=f0
9、。反相器反相器G2起整形缓冲作用,同时起整形缓冲作用,同时G2还可以隔离负载对振荡电路工作的影响。还可以隔离负载对振荡电路工作的影响。第16页,本讲稿共36页四多谐振荡器应用实例四多谐振荡器应用实例1.简易温控报警器简易温控报警器第17页,本讲稿共36页 2.双音门铃双音门铃。第18页,本讲稿共36页3.秒脉冲发生器秒脉冲发生器CMOS石英晶体多谐振荡器产生石英晶体多谐振荡器产生f=32768Hz的基准信号,的基准信号,经经T/触触发发器器构构成成的的15级级异异步步计计数数器器分分频频后后,便便可可得得到到稳稳定定度度极极高高的的秒秒信信号。号。这种秒脉冲发生器可做为各种计时系统的基准信号源
10、。这种秒脉冲发生器可做为各种计时系统的基准信号源。第19页,本讲稿共36页8.4 单稳态触发器单稳态触发器单稳态触发器单稳态触发器有一个稳态和一个暂稳态;在触发脉冲作用下,有一个稳态和一个暂稳态;在触发脉冲作用下,由稳态翻转到暂稳态;暂稳状态维持一段时间后,自动返回由稳态翻转到暂稳态;暂稳状态维持一段时间后,自动返回到稳态。到稳态。一一 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.电路组成及工作原理电路组成及工作原理(1)无无触触发发信信号号输输入入时时电电路路工工作作在在稳稳定定状状态态 当当vI=1时时,电电路路工工作作在在稳稳定定状状态态,即即vO=0,vC=0。(2)vI
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