數(shù)字章脈沖單元電路PPT課件

1、一、555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)7.2 集成555定時(shí)器電壓比較器的功能： v+ v- vO=1 v+ v- vO=0由以下幾部分組成：（1）三個(gè)5k電阻組成的分壓器。（2）兩個(gè)電壓比較器 C1和C2。C1v+vvOCC&1RSG5k5k5k12VRvvvCCDICI1I2O(2)(6)(5)(8)(4)(3)電源復(fù)位v閾值輸入控制電壓觸發(fā)輸入O(7)vT,放電端(1)1/3VCC2/3VCC（3）基本RS觸發(fā)器Q（4）緩沖器GvO(5)放電三極管 T第1頁(yè)/共35頁(yè)12658437Ov,vI2I1vvICVCCvO555DR電路符號(hào)CC&1RSG5k5k5k12VRvvvCCDIC

2、I1I2O(2)(6)(5)(8)(4)(3)電源復(fù)位v閾值輸入控制電壓觸發(fā)輸入O(7)vT,放電端(1)1/3VCC2/3VCCQvO第2頁(yè)/共35頁(yè)二工作原理CC&1RSG5k5k5k12VRvvvC CDICI1I2O(2)(6)(5)(8)(4)(3)電源復(fù)位v閾值輸入控制電壓觸發(fā)輸入O(7)vT,放電端(1)1/3VCC2/3VCCQvO閾值輸入閾值輸入vI1觸發(fā)輸入觸發(fā)輸入vI2復(fù)位復(fù)位RD輸出輸出vo三極管三極管T(6)(2)(4)(3)狀態(tài)狀態(tài)2/3VCC2/3VCC2/3VCC1/3VCC1/3VCC1/3VCC0111010不變不變導(dǎo)通導(dǎo)通截止截止導(dǎo)通導(dǎo)通不變不變功

3、能表(R=1)(R=1)(R=0)(S=0)(S=1)(S=1)(S=0)1/3VCC(S=1)2/3VCC(R=1)(R=0)(2)(6)控制電壓端控制電壓端(5)一般不接，若一般不接，若(5)端加電壓，則影響比較值。端加電壓，則影響比較值。第3頁(yè)/共35頁(yè)7.3 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器具有回差電壓特性，能將邊沿變化緩慢的電壓波形整形為邊沿陡峭的矩形脈沖。一. 用555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器1. 電路組成及工作原理vItO1vt1/3VCC2/3VCC(S=0)(R=1)(S=1) (R=1)(R=0)(S=1)上限閾值電壓VT+下限閾值電壓VT-回差VT1265VCCRDO

4、55537vvI2I1vIC84IvCCVv第4頁(yè)/共35頁(yè)2. 電壓滯回特性和主要參數(shù) 上限閾值電壓VT+ vI上升過(guò)程中，輸出電壓vO由高電平VO H跳變到低電平VOL時(shí)，所對(duì)應(yīng)的輸入電壓值。VT+=2/3VCC。 下限閾值電壓VT- vI下降過(guò)程中，vO由低電平VOL跳變到高電平VOH時(shí)，所對(duì)應(yīng)的輸入電壓值。 VT- =1 /3VCC。 回差電壓VT VT= VT+VT-=1 /3VCC1/3VCCVoVi0傳輸特性傳輸特性VOHVOL2/3VCCVT+VT-VTvItO1vt1/3VCC2/3VCCVT+VT-VT第5頁(yè)/共35頁(yè)OVIV電路符號(hào)O2vtO1vtVCC21265VCCR

5、DO5553Ov7vvI2I1vIC8412IvCCVVCC 2RvCv5kS1(2)2/3V(7)(6)v&放電端I1(3)GV&vO1CC(4)TCCCI2(8)5k5k2RCC(1)&11/3VVO21RvIvCC2vO1（5）第6頁(yè)/共35頁(yè)二二 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用舉例施密特觸發(fā)器的應(yīng)用舉例1. 用作整形電路把不規(guī)則的脈沖信號(hào)整形成為矩形脈沖。輸出VT+VT-2. 用作接口電路將模擬電路的緩慢變化的信號(hào)，轉(zhuǎn)換成為符合數(shù)字系統(tǒng)要求的脈沖波形。 正正弦弦波波振振蕩蕩器器1VO輸入第7頁(yè)/共35頁(yè) 3. 用于脈沖鑒幅從一系列幅度不同的脈沖信號(hào)中，選出那些幅度大于VF的

6、輸入脈沖。 VIOVItVT-T+V0VOV0tVF第8頁(yè)/共35頁(yè)0vCtvO0t7.4 多諧振蕩器26VCCRDO5 55 55 53vI2I1v84v7RRVCC12C150.01FC1vCP2/3VCC1/3VCC(S=0)(R=1)(S=1)(R=1)(R=0)(S=1)VCCT止T通CRR)(211 CR22 T止T通多諧振蕩器能產(chǎn)生矩形脈沖波的電路(脈沖信號(hào)產(chǎn)生器)。一 用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器1. 電路組成及工作原理vOT第9頁(yè)/共35頁(yè)1)()0()()(CCCC tevvvtv CCC)(Vv CCC31)0(Vv CC1C32)(VTv TT1T20vctvo0t2

7、/3VCC1/3VCC2. 振蕩頻率的估算（1）電容充電時(shí)間T1：)()()()(lnCCCC1110TvvvvTCRR)(7 . 021CCCCCCCC113231lnVVVVT 10.7 （2） 電容放電時(shí)間T2CR.T2227070 CRR)(211 CR22 （三要素法計(jì)算）11)()0()()(CCC1C TevvvTv 第10頁(yè)/共35頁(yè)2. 振蕩頻率的估算（5）輸出波形占空比qCR.T2227070CRRTf)2(43. 1121 212112RRRRTTq （4）電路振蕩頻率fTT1T20vctvo0t2/3VCC1/3VCCCRRT)(7 . 07 . 02111 （3）電路

8、振蕩周期TT=T1+T2=0.7(R1+2R2)C第11頁(yè)/共35頁(yè) 二二 占空比可調(diào)的多諧振蕩器電占空比可調(diào)的多諧振蕩器電路路T1=0.71 T2=0.72 CR11CR222111TTTTTq 占空比：當(dāng)電位器調(diào)至中點(diǎn)時(shí)：R1= R2T1 =T2q=50%1R26VCCRDO5553vI2I1v84v7VCCC150.01 uFC1vCDD122R第12頁(yè)/共35頁(yè)1. 簡(jiǎn)易溫控報(bào)警器26VCCRD5553vI2I1v847RRVCC12C150.01C110/10VC220k100k0.013R2k（ +6V）T3AX31ICEO三多諧振蕩器應(yīng)用實(shí)例三多諧振蕩器應(yīng)用實(shí)例第13頁(yè)/共35頁(yè)

9、 2. 雙音門(mén)鈴1vI1812R5550.0115CRRD427VI26vCC3k3k0.1R44.7k3C47CDD122CP3R3.9kCCV（ +6V）C24738PAN第14頁(yè)/共35頁(yè)7.5 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)；在輸入觸發(fā)脈沖作用下進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)；暫穩(wěn)狀態(tài)維持一段時(shí)間后，自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)。一 用555定時(shí)器組成 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 1. 電路組成及工作原理26VCCRDO5553vI2I1v84v7VCCC15vCvIRC0.011FvO第15頁(yè)/共35頁(yè)穩(wěn)態(tài)S=1R=1暫穩(wěn)態(tài)T止T通S=0CR1VCCS=1R=1R=02=RCESC2Ov3CCOtVOtCvO

10、ItvT通R=126VCCRDO5553vI2I1v84v7VCCC15vCvIRC0.011FvO穩(wěn)態(tài) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)；在輸入觸發(fā)脈沖作用下進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)；暫穩(wěn)狀態(tài)維持一段時(shí)間后，自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)。CC31V第16頁(yè)/共35頁(yè)2. 主要參數(shù)估算(1) 輸出脈沖寬度tW（用三要素法計(jì)算）reWminmax11ttTf CRVVVtvvvvtWW1 . 1320ln)()()0()(lnCCCCCC1CCCC1 （2）恢復(fù)時(shí)間tre tre=(35)2（3）最高工作頻率fmax vI周期的最小值： T tW穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)CR1VCC2=RCESC2Ov3CCOtVOtCvOItv注

11、意：要求輸入窄脈沖觸發(fā)tPtP tWR=0S=0Tmin= tWtre最高工作頻率:第17頁(yè)/共35頁(yè)26VCCRDO5553vI2I1v84v7VCCC15vCvIR0.01uvOCdRdvd微分網(wǎng)絡(luò)微分網(wǎng)絡(luò)3.允許輸入寬脈沖觸發(fā)的單穩(wěn)VCCvIvdtWtPvOvC第18頁(yè)/共35頁(yè)(3)vV1/3VCCSC C(8)&C&I2C(7)I5k放電端5k(1)C2/3VGR5kvv1CR2v(6)C C1I1T&(2)v(4)O第19頁(yè)/共35頁(yè) 1. 整形 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能夠把不規(guī)則的輸入信號(hào)vI，整形成為幅度和寬度都相同的標(biāo)準(zhǔn)矩形脈沖vO。vO的幅度取決于單穩(wěn)態(tài)電路輸

12、出的高、低電平，寬度由tW決定。IvvOtW二單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用第20頁(yè)/共35頁(yè)2. 延時(shí)與定時(shí)（1）延時(shí)圖中，vO的下降沿比vI的下降沿滯后了時(shí)間tW。（2）定時(shí)1vIvO單穩(wěn)&與門(mén)vFOvvItWvOvFOv與門(mén)打開(kāi)的時(shí)間是單穩(wěn)輸出脈沖v/O的寬度tW。第21頁(yè)/共35頁(yè)3. 觸摸定時(shí)控制開(kāi)關(guān) 555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。只要用手觸摸一下金屬片P，由于人體感應(yīng)電壓相當(dāng)于在觸發(fā)輸入端（管腳2）加入一個(gè)負(fù)脈沖，555輸出端輸出高電平，燈泡（RL）發(fā)光，當(dāng)暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間（tW）結(jié)束時(shí)，555輸出端恢復(fù)低電平，燈泡熄滅。該觸摸開(kāi)關(guān)可用于夜間定時(shí)照明，定時(shí)時(shí)間可由RC參數(shù)調(diào)節(jié)。8476215

13、3555+VCCRLR2100kC100ufC10.01uf(+6V)P1MR1第22頁(yè)/共35頁(yè)4. 觸摸、聲控雙功能延時(shí)燈555和T1、R3、R2、C4組成單穩(wěn)定時(shí)電路，定時(shí)（即燈亮）時(shí)間約為1分鐘。當(dāng)擊掌聲傳至壓電陶瓷片時(shí)，HTD將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)T2、T1放大，觸發(fā)555，使555輸出高電平，觸發(fā)導(dǎo)通晶閘管SCR，電燈亮；同樣，若觸摸金屬片A時(shí)，人體感應(yīng)電信號(hào)經(jīng)R4、R5加至T1基極，也能使T1導(dǎo)通，觸發(fā)555，達(dá)到上述效果。84762153C447C0.01555N EA220VR3R1M220kSCRMCR1004.7M4.7MR4R5R6R71M10k5C0.022TT1

14、290149013HTDC3220D1N4004C10.56/400V1R3300.01C2VD D（ +6V ）DW2CW13第23頁(yè)/共35頁(yè)二單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的重復(fù)觸發(fā)（1） 不可重復(fù)觸發(fā)的單不可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（2） 可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器態(tài)觸發(fā)器第24頁(yè)/共35頁(yè)可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器第25頁(yè)/共35頁(yè)三集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器三集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器7412174121A1、A2是下沿有效的觸發(fā)信號(hào)輸入端，B是上沿有效的觸發(fā)信號(hào)輸入端。AABvovoextCRintCextextRVCCGND10111491634512774121保持穩(wěn)態(tài)

15、0 10 10 10 10 1 0 1 01 1 下沿觸發(fā)1 1 1 1 1上沿觸發(fā)工作特征vO vO輸 出0 0 A1 A2 B輸 入74121功能表第26頁(yè)/共35頁(yè)集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器7412174121的外部元件連接方法: :（b）使用內(nèi)部電阻Rint且電路為上升沿觸發(fā)的連接方式。AABovovextCintRextextCRCCVGND10111491634512774121CCVextR1vICext(a)AABovovextCintRextextCRCCVGND10111491634512774121vICextCCV(b)（a）使用外部電阻Rext且電路為下降沿觸發(fā)的連接方式。第2

16、7頁(yè)/共35頁(yè)74121的主要參數(shù) (1) 輸出脈沖寬度tW 使用外接電阻： tW 0.7RextC 使用內(nèi)部電阻： tW 0.7RintC（2）輸入觸發(fā)脈沖最小周期Tmin Tmin= tWtre（3）周期性輸入觸發(fā)脈沖占空比q 定義： q = tW/T 最大占空比： qmax= tW/ Tmin 74121內(nèi)部電阻=2k，外接電阻Rext可在1.440k之間選擇， 外接電容C可在10pF10F之間選擇， 所以，當(dāng)R=2k時(shí)， 最大占空比qmax為67%； 當(dāng)R=40k時(shí)，最大占空比qmax可達(dá)90%。第28頁(yè)/共35頁(yè)83475551256VCCCRRTRe12vIOvvC練習(xí)一：下電路是

17、由555構(gòu)成的鋸齒波發(fā)生器，三極管T和電阻R1、R2、Re構(gòu)成恒流源電路，給定時(shí)電容C充電，當(dāng)觸發(fā)輸入端輸入負(fù)脈沖后，畫(huà)出觸發(fā)脈沖、電容電壓VC及555輸出端vo的電壓波形，并計(jì)算電容C的充電時(shí)間。 。VIVCVoCC3V2tpo充電電流：充電電流：充電時(shí)間：充電時(shí)間：eCC211E)7 . 0(RVRRRIECCpo32ICVt第29頁(yè)/共35頁(yè)練習(xí)二：下圖所示電路是由兩個(gè)555定時(shí)器構(gòu)成的頻率可調(diào)而脈寬不變的方波發(fā)生器，試說(shuō)明其工作原理；確定頻率變化的范圍和輸出脈寬；解釋二極管D在電路中的作用。CRD5V1CC60.0124555v8I13vI2CCCRD5V1CCR0.015v4C55583VFF67R4D2Ov1R3R2R71C23AB第30頁(yè)/共35頁(yè)練習(xí)三：下 圖為一心律失常報(bào)警電路，圖中vI是經(jīng)過(guò)放大后的心電信號(hào)，其幅值vIm=4V。（1）對(duì)應(yīng)vI分別畫(huà)出圖中vo1、vo2、vo三點(diǎn)的電壓波形；（2）說(shuō)明電路的組成及工作原理。126555Iv57VCC(+5V)84