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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章 脉冲产生与整形电路,第六章 概述,一、矩形脉冲的基本特性,1.,矩形脉冲的二值性,矩形脉冲,二进制数字信号,高、低电平,1、0,2.,矩形脉冲的特性参数,T,T,脉冲周期,U,m,U,m,脉冲幅度,0.5,U,m,t,W,t,W,脉冲宽度,0,.1,U,m,0,.9,U,m,t,r,t,r,上升时间,t,f,t,f,下降时间,3.获得脉冲的方法：,1）自激振荡电路直接产生矩形脉冲。,由,多谐振荡器,来实现,555 定时器,是构成多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器的既经济又简单实用的器件。,2）将已有波形,（,正弦波、锯齿波,等,）,整形为矩形脉冲。,由,施密特触发器,和,单稳态触发器,来实现,二、,555,定时器,1.电路组成,分压器,比较器,RS,触发器,输出,缓冲,晶体管,开关,+,V,CC,u,O,T,D,5,k,5,k,5,k,8,3,1,6,5,7,2,4,&,&,1,u,D,控制电压输入端CO,高触发端TH,电源端,直接置0端,输出端,放电端DIS,低触发端TR,接地端GND,2.基本功能,+,V,CC,u,O,T,D,5,k,5,k,5,k,8,3,1,6,5,7,2,4,&,&,1,u,D,CO,TH,TR,0,U,OL,饱和导通,2,V,CC,/3,1,1,1,U,OL,V,CC,/3,饱和导通,V,CC,/3,不变,不变,2,V,CC,/3,1/3,V,CC,),。,当,u,C,2/3,V,CC,时，满足,TR,=,u,I,1/3,V,CC,，,TH,=,u,I,2/3,V,CC,因此,u,O,为低电平，V 导通，电容,C,经放电管 V 迅速放电完毕，,u,C,0 V。,这时,TR,=,U,IH,1/3,V,CC,，,TH,=,u,C,0,2/3,V,CC,，,u,O,保持低电平不变。因此，,稳态时,u,C,0 V，,u,O,为低电平。,充电,工作原理,导通,放电,V,u,C,O,t,O,u,O,t,U,OL,U,OH,t,WO,O,t,U,IH,u,I,t,WI,V,CC,0V,U,OL,U,IH,2.触发进入暂稳态,二、工作原理、工作波形与参数估算,u,C,O,t,O,u,O,t,U,OL,U,OH,t,WO,O,t,U,IH,u,I,t,WI,V,CC,当输入,u,I,由高电平跃变为低电平,(,应 1/3,V,CC,),时，使,TR,=,U,IL,1/3,V,CC,而,TH,=,u,C,0 V 2/3,V,CC,，因此,u,O,跃变为高电平，进入暂稳态,，这时放电管 V,截止，,V,CC,又经,R,向,C,充电，,u,C,上升,。,U,IL,U,OH,充电,3.自动返回稳定状态,(二)工作原理、工作波形与参数估算,u,C,O,t,O,u,O,t,U,OL,U,OH,t,WO,O,t,U,IH,u,I,t,WI,V,CC,2.触发进入暂稳态,U,IH,U,OL,TH,2/3,V,CC,放电,V,当输入,u,I,由高电平跃变为低电平,(,应 1/3,V,CC,),时，使,TR,=,U,IL,1/3,V,CC,而,TH,=,u,C,0 V 1/3,V,CC,),，因此,u,O,重新跃变为低电平。,同时，放电管导通，,C,经 V 迅速放电,u,C,0 V，,放电完毕后，电路返回稳态。,该单稳态触发器为不可重复触发器，且要求输入脉宽,t,WI,小于输出脉宽,t,WO,。,例 用上述单稳态电路输出定时时间为,1 s 的,正脉冲，,R,=27 k,，试确定定时元件,C,的取值。,(二)工作原理、工作波形与参数估算,u,C,O,t,O,u,O,t,U,OL,U,OH,t,WO,O,t,U,IH,u,I,t,WI,V,CC,输出脉冲宽度,t,W,即为暂稳态维持时间，主要取决于充放电元件,R,、,C,。,解：,因为,t,WO,1.1,RC,故,可取标称值,33,F。,估算公式,t,WO,1.1,RC,6.2.3 单稳态触发器应用举例,一、延时与定时,1.,延时,1,u,I,u,O,&,u,O,u,F,u,I,u,O,t,W,2.,定时选通,u,F,u,O,二、整形,u,I,u,O,6.2.3 单稳态触发器应用举例,走廊定时灯,6.3 多谐振荡器,Astable Multivibrator,6.3.1 555 定时器构成的多谐振荡器,+,V,CC,u,O,8,3,1,6,5,7,2,4,&,&,1,T,D,R,1,R,2,C,u,C,u,C,t,U,OH,u,O,t,U,OL,一、电路组成和工作原理,6,2,7,8,4,1,5,3,555,R,1,C,1,+,R,2,C,2,+,V,CC,二、振荡频率的估算和占空比可调电路,6,2,7,8,4,1,5,3,555,R,1,C,+,R,2,C,2,+,V,CC,(1),C,充电时间,t,w1,u,C,（,0,）,=,V,CC,/,3,u,C,（,）,=,V,CC,充电时间常数,1,=（,R,1,+,R,2,）,C,(2),C,放电时间,t,w2,放电时间常数,2,=,R,2,C,1.,振荡频率的估算,u,C,（,0,）,=2,V,CC,/,3,u,C,（,）,=,0,(3),振荡频率,f,u,C,t,U,OH,u,O,t,U,OL,t,w1,t,w2,T,t,w1,=0.7,(,R,1,+,R,2,),C,t,w,2,=0.7,R,2,C,T,=0.7（,R,1,+2,R,2,）,C,振荡周期：,振荡频率：,占空比：,2.占空比可调电路,6,2,7,8,4,1,5,3,555,R,1,C,+,R,2,C,2,+,V,CC,D,1,D,2,u,O,t,w1,=0.7,R,1,C,t,w,2,=0.7,R,2,C,频率,固定,模拟声响电路,u,O2,u,o1,u,o2,6.1.3 多谐振荡器应用举例,10,F,2,6,7,8,4,1,5,3,NE555,IC,IC,R,1,C,1,B,2,1,+,+,2,6,7,8,4,1,5,3,NE555,10k,100k,10k,150k,10k,8,R,2,R,3,R,4,R,5,C,2,C,3,C,5,+5V,0.01,F,0.01,F,100,F,u,O1,C,4,0.01,F,+,第六章,小 结,一、555 定时器,是一种多用途的集成电路。只需外接少量阻容元件便可构成各种脉冲产生、整形电路，如,施密特触发器,、,单稳态触发器,和,多谐振荡器,等。,555,1,2,3,4,8,7,6,5,双极型,(TTL),电源:,4.5,16 V,单极型,(CMOS),电源:,3,18 V,带负载能力强,二、施密特触发器,是一种,脉冲整形电路,，虽然不能自动产生矩形脉冲，却可将输入的周期性信号整形成所要求的同周期,的矩形脉冲输出，还可用来进行幅度鉴别、构成单稳态触发器和多谐振荡器等。,6,2,7,8,4,1,5,3,555,+,V,CC,u,O2,u,I,U,CO,u,O1,+,V,DD,R,施密特触发器,有两个稳定状态，有两个不同的触发电平，因此具有,回差特性,。它的两个稳定状态是靠两个不同的电平来维持的，输出脉冲的宽度由输入信号的波形决定。此外，调节回差电压的大小，也可改变输出脉冲的宽度。,外接电压调节回差,施密特触发器,可由 555 定时器构成，也可用专门的集成电路实现。,三、单稳态触发器,也属于,脉冲整形电路,，可将输入的触发脉冲变换为宽度和幅度都符合要求的矩形脉冲，还常用于脉冲,的定时、整形、展宽（延时）等。,6,2,7,8,4,1,5,3,555,R,C,+,C,1,+,V,CC,u,O,0.01,F,u,I,单稳态触发器,有一个稳定,状态和一个暂稳态。其输出脉,冲的宽度只取决于电路本身,R、,C,定时元件的数值，与输入信,号无关。输入信号只起到触发,电路进入暂稳态的作用。,改变,R、C,定时元件的数,值可调节输出脉冲的宽度。,单稳态触发器,可由 555 定时器构成，也可用集成的单稳态触发器实现。,6,2,7,8,4,1,5,3,555,R,1,C,+,R,2,C,1,+,V,CC,u,O,四、多谐振荡器,是一种自激振荡电路，不需要外加输入信号，就可以自动地产生出矩形脉冲。,多谐振荡器,没有稳定状态，,只有两个暂稳态。暂稳态间的相,互转换完全靠电路本身电容的充,电和放电自动完成。,改变,R,、,C,定时元件数值的,大小，可调节振荡频率。,在振荡频率稳定度要求很高的情况下，可采用,石英晶体振荡器,。,
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