數電第十章波形產生和整形

廣東工業(yè)大學自動化學院第10章脈沖波形的產生和整形《數字電子技術基礎》教學課件施密特觸發(fā)器10.2多諧振蕩器10.4單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器310.3概述310.1310.5555定時器及其應用目錄廣東工業(yè)大學自動化學院10.1概述廣東工業(yè)大學自動化學院一、獲取矩形脈沖的方法脈沖波形發(fā)生電路------多諧振蕩器

2.脈沖波形整形電路------施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在數字電路或系統(tǒng)中，常常需要各種脈沖波形，例如時鐘脈沖、控制過程中的定時信號等。10.1概述廣東工業(yè)大學自動化學院二、描述矩形脈沖特性的主要參數1.脈沖周期T2.脈沖幅度Vm3.脈沖寬度tW4.上升時間tr5.下降時間tf6.占空比qq=tw/T10.2

施密特觸發(fā)器廣東工業(yè)大學自動化學院一、施密特觸發(fā)器的主要特點

施密特觸發(fā)器屬于電平觸發(fā)器件，當輸入信號達到某一定電壓值時，輸出電壓會發(fā)生突變。2.電路有兩個閾值電壓。輸入信號增加和減少時，電路的閾值電壓分別是正向閾值電壓（VT+）和負閾值電壓（VT-）。圖形符號二、施密特觸發(fā)器的電壓傳輸特性10.2

施密特觸發(fā)器廣東工業(yè)大學自動化學院同相輸出施密特觸發(fā)器反相輸出施密特觸發(fā)器

oVT+

vO

VOH

VOL

VT-

vI

2、用于鑒幅1、用于波形變換

三、施密特觸發(fā)器的應用10.2

施密特觸發(fā)器廣東工業(yè)大學自動化學院3、用于脈沖整形10.2

施密特觸發(fā)器廣東工業(yè)大學自動化學院10.3

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器廣東工業(yè)大學自動化學院一、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的主要特點

電路在沒有觸發(fā)信號作用時處于一種穩(wěn)定狀態(tài)。2.在外來觸發(fā)信號作用下，電路由穩(wěn)態(tài)翻轉到暫穩(wěn)態(tài)。3.暫穩(wěn)態(tài)是一個不能長久保持的狀態(tài)，經過一段時間后，電路會自動返回到穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間與觸發(fā)脈沖無關，僅決定于電路本身的參數(RC的數值)。10.3

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器廣東工業(yè)大學自動化學院二、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的分類

門電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器MSI集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不可重復觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可重復觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用555定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器按電路形式不同劃分按工作特點劃分10.3

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器廣東工業(yè)大學自動化學院三、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應用1.定時該電路可用于頻率計10.3

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器廣東工業(yè)大學自動化學院三、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應用2.延時3.整形

10.4

多諧振蕩器----自激振蕩器，不需要外加觸發(fā)信號廣東工業(yè)大學自動化學院多諧振蕩器的基本組成：

開關器件：產生高、低電平

反饋延遲環(huán)節(jié)（RC電路）：利用RC電路的充放電特性實現延時，輸出電壓經延時后,反饋到開關器件輸入端，改變電路的輸出狀態(tài),以獲得所脈沖波形輸出。

開關電路RC延時環(huán)節(jié)

用施密特觸發(fā)器構成的多諧振蕩器10.4

多諧振蕩器廣東工業(yè)大學自動化學院

石英晶體多諧振蕩器１９２２年美國卡第提出用石英壓電效應調制電磁振蕩的頻率。

巴黎廣播電臺首先用嚴濟慈制作的石英振蕩片實現了無線電播音中的穩(wěn)頻，隨后各國相繼采用，使無線廣播振蕩電磁回路穩(wěn)頻成為壓電晶體的最重要應用之一。

10.4

多諧振蕩器廣東工業(yè)大學自動化學院10.5555定時器及其應用

555定時器是一種中規(guī)模集成電路，以它為核心，在其外部配上少量阻容元件，就可方便構成多諧振蕩器、施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器等。

由于使用靈活、方便，因此555定時器在波形的產生與變換、測量與控制、家用電器、電子玩具等許多領域中都得到應用。廣東工業(yè)大學自動化學院

555定時器根據內部器件類型可分為雙極型和單極型，均有單或雙定時器集成電路。雙極型型號為555（單）和556（雙），電源電壓使用范圍為5～16V，輸出電流可達200mA，可直接驅動繼電器、發(fā)光二極管、揚聲器、指示燈等；單極型型號為7555（單）和7556（雙），電源電壓范圍為3～18V，但輸出電流在4mA以下。電阻分壓電壓比較器（C1,C2）SR鎖存器（G1,G2）輸出緩沖器（G3,G4）OC輸出的三極管（TD）10.5555定時器及其應用廣東工業(yè)大學自動化學院一、電路結構二、工作原理（功能表）10.5555定時器及其應用廣東工業(yè)大學自動化學院二、工作原理（功能表）10.5555定時器及其應用廣東工業(yè)大學自動化學院二、工作原理（功能表）10.5555定時器及其應用廣東工業(yè)大學自動化學院0101二、工作原理（功能表）10.5555定時器及其應用廣東工業(yè)大學自動化學院1011010二、工作原理（功能表）10.5555定時器及其應用廣東工業(yè)大學自動化學院111二、工作原理（功能表）10.5555定時器及其應用廣東工業(yè)大學自動化學院111101001001

555定時器不僅提供了一個復位電平為2VCC/3、置位電平為VCC/3、且可通過RD'端直接從外部對SR鎖存器和輸出進行置0；還給出了一個狀態(tài)受SR鎖存器控制的晶體管開關，因此使用起來非常靈活。1.用555定時器接成施密特觸發(fā)器三、555定時器的應用10.5555定時器及其應用廣東工業(yè)大學自動化學院I電路圖1.用555定時器接成施密特觸發(fā)器10.5555定時器及其應用廣東工業(yè)大學自動化學院電壓傳輸特性如何改變電路的閾值電壓和回差電壓?

施密特觸發(fā)器的應用①波形變換VT+VT_②波形產生電路(多諧振蕩器

)CvovIR1

施密特觸發(fā)器的應用2.用555定時器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器10.5555定時器及其應用廣東工業(yè)大學自動化學院電路圖2.用555定時器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器10.5555定時器及其應用廣東工業(yè)大學自動化學院工作原理①沒有觸發(fā)信號時(υi

>VCC/3),電路處于穩(wěn)態(tài)，VO=0，TD導通。02.用555定時器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器10.5555定時器及其應用廣東工業(yè)大學自動化學院暫穩(wěn)態(tài)輸出的寬度如將5腳接電壓V,電路的脈寬會改變嗎?V增加,脈寬如何改變?對輸入電壓vi的脈寬有何要求?若vi的寬度過寬?

①脈沖寬度調制器工作波形單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應用電路是可重復觸發(fā)的單穩(wěn)?單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應用②用555定時器組成可重復觸發(fā)單穩(wěn)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應用3.用555接成多諧觸發(fā)器10.5555定時器及其應用廣東工業(yè)大學自動化學院電路圖R1R23.用555接成多諧觸發(fā)器10.5555定時器及其應用廣東工業(yè)大學自動化學院工作波形3.用555接成多諧