南京郵電學院模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第七章數(shù)電

1、1（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換第七章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換 第一節(jié) 概述 一、脈沖信號及脈沖電路 二、矩形波參數(shù) 1.脈沖幅度 um 2.上升時間 tr 3.下降時間 tf 2（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換4.脈沖寬度 tw 5.脈沖周期t 6.脈沖頻率 f=1/t 7.占空比 q=tw/t 3（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換圖 7.1.1 常見脈沖波形4（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換tr0.9um0.5um0.1umtftwtum5（數(shù)電）第

2、（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換p1up2圖 7.1.2 矩形脈沖的參數(shù)6（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換第二節(jié) 集成定時器 一、555定時器的結(jié)構(gòu) 1.組成 2.各引腳功能 (1) 1腳接地端 (2) 2腳低觸發(fā)輸入端（觸發(fā)輸入端） 分壓器，電壓比較器，基本sref，集電極開路輸出的放電三極管。 7（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換123456abcd654321dcbatitlenumberrevisionsizebdate:17-apr-2002sheet of file:h:數(shù)電插圖第七章第

3、七章drawn by:+-c1c2高觸發(fā)輸入端(閥值輸入th)控制電壓輸入端低觸發(fā)輸入端(觸發(fā)輸入tr)652815 k5 kgndtqqrsrrdq輸出端放電端直接置“0”端4dis(a) 結(jié)構(gòu)原理圖37vccd8（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換123456abcd654321dcbatitlenumberrevisionsizebdate:15-apr-2002sheet of file:h:數(shù)電插圖第七章第七章ddbdrawn by:555(b) 管腳圖1 2 3 45678圖 7.2.1 555定時器9（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換

4、脈沖信號的產(chǎn)生和變換接uref ，則高觸發(fā)電平、低觸發(fā)電平分別為refrefuu21、不接uref ，則高、低觸發(fā)電平分別為ccccvv3132、(3) 3腳輸出端 (4) 4腳直接置0端 (5) 5腳電壓控制端uic 10（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換(6) 6腳高觸發(fā)輸入端（閾值輸入端） (7) 7腳放電端 (8) 8腳電源端 二、功能分析 1.當rd=0時，q=0，t導(dǎo)通 2.當rd=1時 。；，0,32131) 1 (62rvusvuccccq=1，t截止 11（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換。；，0,32031

5、)2(62rvusvuccccq、t保持 。；，1,32031)3(62rvusvuccccq=0，t導(dǎo)通 。；，1,32131)4(62rvusvucccc不允許 12（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換rd(4端端)低觸發(fā)輸入低觸發(fā)輸入tr(u2)高觸發(fā)輸入高觸發(fā)輸入th(u6)srffs r輸出輸出q(u3)放電端放電端dis(7端端)0 0導(dǎo)通導(dǎo)通11 01截止截止10 0不變不變不變不變10 10導(dǎo)通導(dǎo)通11 1ccv31ccv31ccv31ccv31ccv32ccv32ccv32ccv32表 7.2.1 555定時器功能表13（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章

6、章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換第三節(jié) 555定時器應(yīng)用 一、自激多諧振蕩器 1.多諧振蕩器一定頻率和一定脈沖寬度的矩形波產(chǎn)生電路。 2.工作原理 剛接通電源時：1100ocusrvu，則；第一暫穩(wěn)態(tài) 14（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換tphtpl123456abcd654321dcbatitlenumberrevisionsizebdate:15-apr-2002sheet of file:h:數(shù)電插圖第七章第七章ddbdrawn by:84762 515553qrvrcccuuab(a) 電路cot5tvccucccv31ccv32oott

7、1t2t3t4uo(b)工作波形圖7.3.1定時器構(gòu)成的多諧振蕩器15（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換充電階段：；第一暫穩(wěn)態(tài) 1)0( 1032occcusrvu，或，則00132occcusrvu，則；第二暫穩(wěn)態(tài) 16（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換放電階段：；第二暫穩(wěn)態(tài) 00) 1(031occcusrvu，或，則11031occcusrvu，則；第一暫穩(wěn)態(tài) 17（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換3.矩形波參數(shù) crrtbaph)(7 . 0crtbpl7 . 0crrbah)(;cr

8、bl;crrtttbaplph)2(7 . 0babaplphphwrrrrtttttq218（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換4.占空比可變的多諧振蕩器 crtaph7 . 0crtbpl7 . 0crrtttbaplph)(7 . 0baaplphphwrrrtttttq19（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換圖7.3.2 占空比可調(diào)的多諧振蕩器123456abcd654321dcbatitlenumberrevisionsizebdate:16-apr-2002sheet of file:h:數(shù) 電 插 圖 第 七 章 第

9、 七 章 ddbdrawn by:123456780.01uf1k10k1krrcdd555vccab12uo20（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換例 試用555定時器設(shè)計一個振蕩周期為1秒，輸出脈沖占空比q=2/3的多諧振蕩器。（取c=10f） 解： 由于c=10f， 得：由322babarrrrqbarr 得：由1)2(7 . 0crrtba11 . 2crakrrba48所以電路圖如下所示。 21（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換123456abcd654321dcbatitlenumberrevisionsizebda

10、te:16-apr-2002sheet of file:h:數(shù)電插圖第七章第七章ddbdrawn by:123456780.01uf47k2k47krrc555vccabuo10uf22（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換二、施密特觸發(fā)器 1.施密特觸發(fā)器（schmitt trigger） (1)性能上有兩個重要的特點 輸出信號從低電平上升到高電平時的轉(zhuǎn)換電平和從高電平下降到低電平時的轉(zhuǎn)換電平不同;在電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，通過電路內(nèi)部的正反饋過程使輸出電壓波形的邊沿變得很陡。 23（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換(2)分類及電壓傳輸

11、特性、符號 分類 施密特緩沖器、施密特反相器 電壓傳輸特性、符號ut-一般為0.8v， ut+一般為1.6v。 ut=ut+ ut- 回差 24（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換uohlout-ut+ui(a)施密特反相器的電壓傳輸特性與符號25（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換ut+ut-hl(b)施密特緩沖器的電壓傳輸特性與符號uoouiuo圖7.3.3 施密特觸發(fā)器的電壓傳輸特性和符號26（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換ff有記憶作用。如施密特反相器：當rd=0時，q=0；當rd再回到

12、1時，q=0。schmitt trigger沒有記憶作用。當ui為高電平時，uo為低電平；如基本srff： ( sd=1 )當ui變?yōu)榈碗娖綍r，uo變?yōu)楦唠娖剑?7（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換2.由555定時器構(gòu)成的施密特反相器 ，cctcctvuvu3132cctvu31o(b) 特性uouitutu圖7.3.4 555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器(a) 電路123456abcd654321dcbat itlen um berr evisionsizebd ate:16-a pr-2002sheet of file:h :數(shù) 電 插 圖 第 七 章 第 七

13、 章 ddbd raw n b y:vccv cc12345678u0.01ufuuooi55528（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換3.施密特觸發(fā)器典型應(yīng)用 (1)波形變換 (2)整形 (3)鑒幅 29（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換ttuouituootu(a)波形變換uiuo30（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換tt(b) 整形uiuoootutu31（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換圖7.3.5 施密特觸發(fā)器（緩沖器）的典型應(yīng)用tt(c) 鑒幅uiu

14、oootutu32（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換1.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 三、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 2. 555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 (1)輸出正脈沖寬度（暫態(tài)時間）tw=1.1rtct (2)恢復(fù)時間tre=(35)ronct (3)分辨時間td tw +tre 33（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換123456abcd654321dcbatitlenumberrevisionsizebdate:16-apr-2002sheet of file:h:數(shù)電插圖第七章第七章ddbdrawn by:vcc0.01ufquuvccrc123

15、45678t555(a) 電路o13itt圖7.3.6 555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器twtreouc(u6)uo(q)ooccv32tttui(u2)ccv31(b) 波形34（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換用555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器對觸發(fā)信號的要求：(1) 間隔應(yīng)大于td(2) 觸發(fā)脈沖的低電平寬度應(yīng)小于tw(3) 觸發(fā)脈沖的高電平應(yīng)大于vcc/3，低電平應(yīng)小于vcc/335（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換123456abcd654321dcbatitlenumberrevisionsizebdate:17-ap

16、r-2002sheet of file:d:protel99selibrarysch第七章drawn by:vccuuqvccrrc123456785550.01uf圖7.3.7具有微分觸發(fā)電路的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器ttiorr3c36（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換3.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器典型應(yīng)用 (1)定時 (2)整形 (3)延時 37（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換123456abcd654321dcbatitlenumberrevisionsizebdate:17-apr-2002sheet of file:d:protel99selibrarysch第七章drawn by:(a) 電路&1uuuuioiftw(b) 波形uiotuiotufotuot 圖7.3.8 單穩(wěn)作為定時應(yīng)用的典型電路38（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換uiuo(a) 脈幅整形(b) 展寬脈沖uiuo39（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換 圖7.3.8 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用于整形(c) 縮短脈沖 uiuo(d) 阻塞不要的脈沖uiuo40（數(shù)電）第（數(shù)電）第7章章 脈沖信號的產(chǎn)生和變換脈沖信號的產(chǎn)生和變換123456abcd654321