数字电子技术基础概要.pptx

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1、9.1 概述一、矩形脉冲的获取方法一、矩形脉冲的获取方法1.利利用用各各种种形形式式的的多多谐谐振振荡荡器器电电路路直直接接产产生生所所需要的矩形脉冲；需要的矩形脉冲；2.通过各种整形电路把已有的周性变化波形变通过各种整形电路把已有的周性变化波形变换为符合要求的矩形脉冲。换为符合要求的矩形脉冲。第1页/共44页tU(V)T0.5VomtW0.9Vom0.1VomtrtfVom二、矩形脉冲的主要参数占空比q tw T第2页/共44页1、矩形波信号的参数、矩形波信号的参数 Uom 脉冲幅度，脉冲电压最大值。脉冲幅度，脉冲电压最大值。tW 脉冲宽度，从脉冲前沿上升到0.5Uom开始,到脉冲后沿下降到

2、0.5Uom为止的一段时间t r 上升时间，脉冲前沿从0.1Uom上升到0.9Uom所需的时间t f 下降时间，脉冲后沿从0.9Uom上升到0.1Uom所需的时间 T 脉冲周期，在周期性脉冲序列中，两个相邻脉冲间的 时间间隔第3页/共44页理想的矩形脉冲波参数如下：tr=tf=0，tW、Uom和T也是稳定的实际的矩形脉冲波tr和tf都不等于0，tW、Uom和T也受很多因素影响而不稳定。q 占空比，脉冲宽度和脉冲周期的比值f 脉冲频率，单位时间内脉冲重复的次数第4页/共44页9.2 施密特触发器一、施密特触发器的工作特点一、施密特触发器的工作特点1、输输出出从从低低电电平平跳跳到到高高电电平平时

3、时对对应应的的输输入入电电平平，与与输输出出从从高高电电平平跳跳到到低低电电平平时时对对应应的的输输入入电电平平不不同同，电电路路有有两两个个不同的阈值电压不同的阈值电压。2、在在电电路路状状态态转转换换时时，通通过过电电路路内内部部的的正正反反馈馈过过程程使使输输出电压波形的边沿变得很陡。出电压波形的边沿变得很陡。利利用用这这两两个个特特点点不不仅仅能能将将边边沿沿变变化化缓缓慢慢的的信信号号波波形形整整形形为为边边沿沿陡陡峭峭的的矩矩形形波波，而而且且可可以以将将叠叠加加在在矩矩形形脉脉冲冲高高、低电平上的噪声有效地清除。低电平上的噪声有效地清除。第5页/共44页二、门电路组成的施密特触发

4、器(略)11ViR1G2G1R2Vo1VoVi1、Vi=0时，Vi=0，Vo1=1，Vo=0；电路正常工作条件：电路正常工作条件：R1VR1 VR2 0 导通导通1 VR2 1 截止截止1 VR2 保持保持 保持保持 第29页/共44页 二、用555定时器接成的施密特触发器 1.电路联接 VI1 R VOVI2 S 555 VO VCO+Vi-+Vo2.工作原理工作原理1）Vi从从0逐渐升高的过程：逐渐升高的过程：当当Vi=0时，时，VO=VCC；当当 VR2 Vi VR1 后，后，VO=0 因此，因此，VT+=VR1vcc第30页/共44页VCOVI1 R VOVI2 S 555 VO+Vi

5、+Vo2）Vi从从VCC逐渐降低的过程：逐渐降低的过程：当当Vi=VCC，vO=0V；当当 VR2 Vi VR1 时，时，VO保持不变；保持不变；当当Vi VR2 ，VO=VCC 因此，因此，VT-=VR2vcc第31页/共44页3、电压传输特性、电压传输特性ViVoVCCVT-VT+4、参数计算、参数计算 VT-=VR2 VT+=VR1VT=VT+-VT-第32页/共44页OuO/Vt 例 试对应输入波形画出下图中输出波形。184355557+12V0.01 FuIuO260uI/Vt246810 R SuIuO+12VVT+VT-abcdefUOH解：VT+=2/3 VCC=8 VVT-=

6、1/3 VCC=4 V因此可画出输出波形为 电路构成反相输出的施密特触发器第33页/共44页三、用三、用555定时器接成的单稳态触发器定时器接成的单稳态触发器1.单稳态触发器的工作特点单稳态触发器的工作特点 1)它有它有稳态稳态和和暂稳态暂稳态两个不同的工作状态；两个不同的工作状态；2)在在外外界界触触发发脉脉冲冲作作用用下下，能能从从稳稳态态翻翻转转到到暂暂稳稳态态，在在暂暂 稳态维持一段时间以后，再自动返回稳态；稳态维持一段时间以后，再自动返回稳态；3)暂暂稳稳态态维维持持时时间间的的长长短短取取决决于于电电路路本本身身的的参参数数，与与触触发发脉冲的宽度和幅度无关。脉冲的宽度和幅度无关。

7、由于具备这些特点单稳态触发器被广泛应用于脉冲整形、由于具备这些特点单稳态触发器被广泛应用于脉冲整形、延时延时(产生滞后于触发脉冲的输出脉冲产生滞后于触发脉冲的输出脉冲)以及定时以及定时(产生固定产生固定时间宽度的脉冲信号时间宽度的脉冲信号)等。等。第34页/共44页2.电路联接3.工作原理工作原理1）稳稳态态时时Vi=1，Vo=0，TD导导通，通，VI1=02）当当Vi突突变变为为0时时，VO突突变变为为 1，TD截截止止，电电容容C充充电电，VI1增增加加为为VR1时时（之之前前Vi变变回回1），Vo=0；3）Vo=0 时时，TD导导通通，电电容容C放放电电，VI1减减小小到到0时时，电电路

8、路进进入稳态。入稳态。VCOVI1 R VOVI2 S 555 VO+Vi+VoVccRC第35页/共44页4.工作波形ViVoVcVR1 TW第36页/共44页 例例 用左图所示的单稳态电路输用左图所示的单稳态电路输出定时时间为出定时时间为1 s 的的正脉冲，正脉冲，R=27 k，试确定定时元件，试确定定时元件 C 的取值。的取值。uCOtOuOtUOLUOHtWOOtUIHuItWIVCC解：因为 tWO 1.1 RC故可取标称值 33 F。第37页/共44页四、用555定时器接成的多谐振荡器多多谐谐振振荡荡器器是是一一种种自自激激振振荡荡器器，在在接接通通电电源源以以后后，不不需需要要外

9、外加加触触发发信信号号能自动地产生矩形脉冲。能自动地产生矩形脉冲。CR1R2VCOVI1 R VOVI2 S 555 VO+VoVccC充电充电C放电放电第38页/共44页电路的振荡周期为电路的振荡周期为 占空比为占空比为 第39页/共44页555 定时器构成的施密特触发器、单稳态触发定时器构成的施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器典型电路为器和多谐振荡器典型电路为 555 定时器构成的施密特触发器555 定时器构成的单稳态触发器555 定时器构成的多谐振荡器第40页/共44页GNDVCCRDOUTCO555R SVOVCC0.01 FR1C+R2RP1RP2 例 指出右图中控制扬声器鸣响与否和调节音调高低的分别是哪个电位器？若原来无声，如何调节才能鸣响？欲提高音调，又该如何调节？解：R1、R2、RP1 和 C 共同构成定时元件，因此调节 RP1 可调节音调高低。欲提高音调，则应减小 RP1，因此触头应下移。RP2调节 RP2 可控制 RD 为 0 或 1，从而控制振荡器工作，因此能控制扬声器鸣响与否。调节 RP2 使触头左移至适当位置，可使 RD=1，扬声器鸣响。RP1第41页/共44页例：延迟报警器(R)(S)(RD)C充电充电第42页/共44页例:救护车扬声器发音电路第43页/共44页感谢您的观看。第44页/共44页