数字电路--第9章课件.ppt
《数字电路--第9章课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数字电路--第9章课件.ppt(40页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第九章 脉冲波形的产生和整形9.2 555定时器电路及其功能定时器电路及其功能9.3 施密特触发器施密特触发器9.1 概述概述9.4 单稳态触发器单稳态触发器9.5 多谐振荡器多谐振荡器第九章 脉冲波形的产生和整形一、基本概念一、基本概念1、脉冲脉冲:从广义上说,凡是不具有连续正弦从广义上说,凡是不具有连续正弦 形状的信号形状的信号都可称为脉冲信号,如矩形波、三角波、锯齿波等。都可称为脉冲信号,如矩形波、三角波、锯齿波等。2、脉冲电路:脉冲电路:就是用来产生、变换、整形脉冲信号的电就是用来产生、变换、整形脉冲信号的电路。路。数字系统中除了组合逻辑电路和时序逻辑电路外,还有数字系统中除了组合逻辑
2、电路和时序逻辑电路外,还有一种脉冲电路。脉冲电路主要的作用是产生脉冲信号和进行脉一种脉冲电路。脉冲电路主要的作用是产生脉冲信号和进行脉冲信号的变换,本章就是叙述这方面的内容。冲信号的变换,本章就是叙述这方面的内容。第九章 脉冲波形的产生和整形3、属性、属性:模拟电路。:模拟电路。4、脉冲单元电路的组成有三种形式:、脉冲单元电路的组成有三种形式:5、脉冲单元电路的主要形式为:、脉冲单元电路的主要形式为:(3)由由专用集成电路专用集成电路及及R、L、C器件组成。器件组成。(2)由集成由集成逻辑门逻辑门及及R、L、C器件组成。器件组成。(不讲)(不讲)(1)(1)由由分立元件分立元件(三极管、(三极
3、管、R R、L L、C C器件)组成。器件)组成。(不讲)不讲)(3)多谐振荡器多谐振荡器(2)单稳态触发器单稳态触发器(1)施密特触发器施密特触发器第九章 脉冲波形的产生和整形二、几种常见的脉冲波形二、几种常见的脉冲波形下面主要介绍:下面主要介绍:4、多谐振荡器。多谐振荡器。3、单稳态触发器及其应用单稳态触发器及其应用2、施密特触发器及其应用施密特触发器及其应用1、555定时器电路及其功能定时器电路及其功能第九章 脉冲波形的产生和整形三三.脉冲波形参数脉冲波形参数正弦信号可以用正弦信号可以用“三要素三要素”完全描述:完全描述:幅度、频率、相位幅度、频率、相位 脉冲信号脉冲信号无法被完全无法被
4、完全描述,只能描述,只能用一些参数用一些参数近似描述!近似描述!脉冲周期脉冲周期T:周期性重复的脉冲序列中,两个相邻脉冲之间的:周期性重复的脉冲序列中,两个相邻脉冲之间的 时间间隔。用频率时间间隔。用频率f=1/T表示单位时间内脉冲重表示单位时间内脉冲重 复的次数。复的次数。脉冲幅度脉冲幅度Vm:脉冲电压的最大变化幅度。:脉冲电压的最大变化幅度。trtf0.9Vm0.5Vm0.1VmVmTwT图图6.1.2 描述矩形脉冲特性的主要参数描述矩形脉冲特性的主要参数第九章 脉冲波形的产生和整形注意:注意:三个测量点:三个测量点:0.1Vm、0.5Vm、0.9Vm。脉冲宽度脉冲宽度tW:从脉冲前沿(上
5、升沿)到达:从脉冲前沿(上升沿)到达0.5 Vm起,到脉冲后沿起,到脉冲后沿(下降沿)到达(下降沿)到达0.5 Vm为止的一段时间。为止的一段时间。trtf0.9Vm0.5Vm0.1VmVmTwT图图6.1.2 描述矩形脉冲特性的主要参数描述矩形脉冲特性的主要参数上升时间上升时间tr:脉冲上升沿从:脉冲上升沿从0.1 Vm上升到上升到0.9 Vm所需要所需要 的时间。的时间。下降时间下降时间tf:脉冲下降沿从:脉冲下降沿从0.9 Vm下降到下降到0.1 Vm所需要所需要 的时间。的时间。占空比占空比q:脉冲宽度与脉冲周期的比值,即:脉冲宽度与脉冲周期的比值,即q=tW/T。第九章 脉冲波形的产
6、生和整形四、三要素公式四、三要素公式终止值终止值初始值初始值时间常数时间常数1、求、求x(0):电容(电感)看成短(开)路:电容(电感)看成短(开)路,保留原有的电压保留原有的电压(流流)值值 2、求、求x():电容(电感)看成开(短)路:电容(电感)看成开(短)路 3、求时间常数:、求时间常数:公式使用条件:公式使用条件:1、电路中仅有、电路中仅有1个电抗元件;个电抗元件;2、激励信号是阶跃信号,或分段区间是常数。、激励信号是阶跃信号,或分段区间是常数。注意事项:注意事项:计算信号从某个计算信号从某个初始值初始值 x(0)变化到某个变化到某个特定值特定值 x(t)所所需要的时间:需要的时间:
7、第九章 脉冲波形的产生和整形 555定时器是一种常用的定时器集成电路芯片。它可以制作出定时器是一种常用的定时器集成电路芯片。它可以制作出多种多样的实用电路。本节我们研究其电路原理、功能及应用。多种多样的实用电路。本节我们研究其电路原理、功能及应用。一、电路的组成一、电路的组成 555集成电路的输出级集成电路的输出级为推拉式结构,为推拉式结构,此外芯片此外芯片内部还有一个集电极开路内部还有一个集电极开路的放电晶体管的放电晶体管TD。它有两个比较器它有两个比较器C1和和C2,每个比较器的一个输每个比较器的一个输入端接到三个入端接到三个R电阻组成电阻组成的分压器上,输出分别接的分压器上,输出分别接S
8、R触发器输入端。触发器输入端。输出缓冲器输出缓冲器第九章 脉冲波形的产生和整形 集成集成555电路的八个电路的八个引脚的作用及名称为:引脚的作用及名称为:脚脚1接地端接地端 GND脚脚2触发器输入端触发器输入端 脚脚3输出端输出端 OUT脚脚4复位端复位端 脚脚5控制端控制端 VCO脚脚6阈值输入端阈值输入端 TH脚脚7放电端放电端 DIS脚脚8电源端电源端 Vcc第九章 脉冲波形的产生和整形二、功能二、功能 555定时器的功能主要定时器的功能主要由上下两个比较器由上下两个比较器C1、C2的工作状况决定的。的工作状况决定的。则上比较器则上比较器C1的反相端的反相端“”加上的参考电压加上的参考电
9、压VR1=23Vcc,下比较器下比较器C2的同相端的同相端“一一”加的参考电压加的参考电压VR2=13Vcc。若触发端若触发端TR的输入电压的输入电压(2脚脚)V213Vcc,下比较器下比较器C2输输出为出为“0”,否则为,否则为“1”。1、比较器的参考电压由比较器的参考电压由分压器提供,在电源与地分压器提供,在电源与地端之间加上端之间加上Vcc电压,且电压,且控制端控制端VCO悬空。悬空。若阈值端若阈值端TH的输入电压的输入电压(6脚脚)V123Vcc时时,上比较器上比较器C1输出为输出为“0”,否则为,否则为“1”。第九章 脉冲波形的产生和整形 若复位端若复位端RD加低电平或接地,可使电路
10、强制复位,不管加低电平或接地,可使电路强制复位,不管555电路原处于什么状态,均可使它的输出为电路原处于什么状态,均可使它的输出为“0”电平。电平。2、控制电压端控制电压端VCO(5脚脚)外加电压可改变两个比较外加电压可改变两个比较器的参考电压,器的参考电压,VR1=VCO;VR2=12Vco。放电管放电管TD的输出端的输出端DISC为集电极开路输出,其集电极最为集电极开路输出,其集电极最大电流可达大电流可达50mA,因此具有较大的带灌电流负载的能力。因此具有较大的带灌电流负载的能力。若不用时,通常将若不用时,通常将它通过电容(它通过电容(0.01uf左右)左右)接地。而不是悬空,以接地。而不
11、是悬空,以免引入干扰。免引入干扰。反相器是反相器是一个缓冲器,一个缓冲器,为提高带载能力。为提高带载能力。第九章 脉冲波形的产生和整形TR(V2)TH(V1)S(C2)R(C1)QOUT(VO)DIS(TD)1/3Vcc 2/3Vcc 0 1 1 1截止截止 1/3Vcc 2/3Vcc 1 1不变不变不变不变不变不变 1/3Vcc 2/3Vcc 1 0 0 0导通导通 1/3Vcc 2/3Vcc 0 01(不定不定)1(不定不定)截止截止(不不定定)VCO没接电压没接电压 若若7脚经脚经电阻与电源相电阻与电源相接;则接;则Vo为高电平,为高电平,Vo也为高电平;也为高电平;Vo为为低电平,低电
12、平,Vo 也为低电平。也为低电平。第九章 脉冲波形的产生和整形一、施密特触发器特性一、施密特触发器特性 施密特触发器是一种脉冲信号的整形电路,它与一般触发施密特触发器是一种脉冲信号的整形电路,它与一般触发器一样,有两个稳定的工作状态,但它与前面第几章介绍的触器一样,有两个稳定的工作状态,但它与前面第几章介绍的触发器又有如下不同点:发器又有如下不同点:1.施密特触发器属于电平触发,缓慢变化的信号也可作为施密特触发器属于电平触发,缓慢变化的信号也可作为触发输入信号,当输入信号达到某一特定的阈值时,输出电平触发输入信号,当输入信号达到某一特定的阈值时,输出电平会发生突变,也就是说施密特触发器会从一个
13、稳态翻转到另外会发生突变,也就是说施密特触发器会从一个稳态翻转到另外一个稳态。一个稳态。2.对于正向和负向增长的输入信号,电路有不同的阈值电对于正向和负向增长的输入信号,电路有不同的阈值电平平Vt+和和Vt-,也就是引起输出电平突变的输入电平不同,具有也就是引起输出电平突变的输入电平不同,具有滞后电压传输特性,此特性又称滞后电压传输特性,此特性又称回差特性回差特性。如下图所示:。如下图所示:第九章 脉冲波形的产生和整形施密特触发器非门和与施密特触发器非门和与门的逻辑符号分别为门的逻辑符号分别为:施密特触发施密特触发器非门特性器非门特性施密特触发施密特触发器与门特性器与门特性施密特触发器的特点:
14、施密特触发器的特点:我们把我们把Vt+和和Vt-之差称为回差电压之差称为回差电压Vd=Vt+-Vt-对于正向和负向增长的输入信号,电路具有不同的阈值电平。对于正向和负向增长的输入信号,电路具有不同的阈值电平。第九章 脉冲波形的产生和整形二、由二、由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 将将555定时器的定时器的TH(6)和和TR(2)两个输入端连在一起作两个输入端连在一起作为信号输入端,如下图所示,即可得到施密特触发器。为信号输入端,如下图所示,即可得到施密特触发器。第九章 脉冲波形的产生和整形 由于比较器由于比较器C1和和C2的的参考电压不同参考电压不同,而输入电而输入电压
15、相同压相同,因而基本,因而基本RS触发触发器的置器的置0信号(信号(R0)和和置置1信号(信号(S=0)必然发生必然发生在输入信号在输入信号Vi的不同电平。的不同电平。因此,输出电压因此,输出电压Vo由高电由高电平变为低电平和由低电平平变为低电平和由低电平变为高电平所对应的变为高电平所对应的Vi值值也不相同,这样就形成了也不相同,这样就形成了施密特触发特性。施密特触发特性。为了提高比较器参考电压为了提高比较器参考电压VR1和和VR2的稳定性,通常在的稳定性,通常在VCO端端接有接有0.01uf左右的滤波电容。左右的滤波电容。第九章 脉冲波形的产生和整形1、首先我们来分析首先我们来分析Vi从从0
16、逐渐升高的过程逐渐升高的过程:(1)当当Vi13Vcc时,时,R=1,S=0,Q=1。故故Vo=VOH;(2)当当1/3VccVi2/3Vcc时,时,R=S=1,故故Vo=VOH保持不变;保持不变;(3)当当Vi2/3Vcc以后,以后,R=0,S=1,Q=0故故VOVOL。因此,因此,Vt+=2/3Vcc。第九章 脉冲波形的产生和整形2、我们来分析我们来分析Vi从高从高于于 23Vcc开始下降开始下降的过程:的过程:(2)当当1/3Vcc Vi 2/3Vcc时,时,R=S=1 故故VOVOL不变;不变;(3)当当Vi1/3Vcc以后,以后,R=1,S=0,Q=1故故VO=VOH因此,因此,Vt
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数字电路 课件
限制150内