数字电路基础_第7章脉冲波形的产生与整形
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1、第七章第七章 脉冲波形的产生与整形脉冲波形的产生与整形7.1 集成555定时器7.2 施密特触发器7.4 单稳态触发器7.3 多谐振荡器7.1 集成集成555定时器定时器电压比较器的功能： v+ v-，vO=1 v+ v-，vO=0由以下几部分组成：由以下几部分组成：（1）三个）三个5k电阻组电阻组成的分压器。成的分压器。（2）两个电压比较器）两个电压比较器 C1和和C2。C1v+vvOCC&1RSG5k5k5k12VRvvvCCDICI1I2O(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位v阈值输入控制电压触发输入O(7)vT,放电端(1)一、一、555定时器的电路结构定时器的电路结构
2、（3）基本RS触发器，（4）放电三极管T及缓冲器G。CC&1RSG5k5k5k12VRvvvCCDICI1I2O(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位v阈值输入控制电压触发输入O(7)vT,放电端(1)12658437Ov,vI2I1vvICVCCvO555DR电路符号电平触发端电平触发端电压控制端复位端电平有效放电端4.516V二二工作原理工作原理CC&1RSG5k5k5k12VRvvvCCDICI1I2O(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位v阈值输入控制电压触发输入O(7)vT,放电端(1)1/3VCC2/3VCC（1）当）当RD为低电平时，为低电平时，不管其
3、他输入端的状不管其他输入端的状态如何，输出态如何，输出vo为低为低电平。正常工作时，电平。正常工作时，应将其接高电平。应将其接高电平。（2 2）当其悬空时，比较当其悬空时，比较器器C1和和C2的比较电压的比较电压分别为分别为2/3VCC 和和1/3VCC 。（3）2脚、脚、6脚两端的电位脚两端的电位高低控制比较器高低控制比较器C1和和C2的输出，从而控制的输出，从而控制RS触触发器，决定输出状态。发器，决定输出状态。CC&1RSG5k5k5k12VRvvvCCDICI1I2O(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位v阈值输入控制电压触发输入O(7)vT,放电端(1)2VCC/3VC
4、C/3a.RD=1、UI12VCC/3、UI2VCC/3时，C1=0、C2=1，Q=1、Q=0，uo=0，T饱和导通。CC&1RSG5k5k5k12VRvvvCCDICI1I2O(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位v阈值输入控制电压触发输入O(7)vT,放电端(1)11b. RD=1、UI12VCC/3、UI2VCC/3时，C1=1、C2=1，Q、Q不变，uo不变，T状态不变。12VCC/3VCC/3CC&1RSG5k5k5k12VRvvvCCDICI1I2O(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位v阈值输入控制电压触发输入O(7)vT,放电端(1)10b. RD=
5、1、UI12VCC/3、UI2 VCC/3时，C1=1、C2=0，Q=0，Q=1不变，uo=1，T截止。2VCC/3 VCC/3CC&1RSG5k5k5k12VRvvvCCDICI1I2O(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位v阈值输入控制电压触发输入O(7)vT,放电端(1)1/3VCC2/3VCC阈值输入阈值输入复位输出vI1vI2RDvo2/3VCC2/3VCC2/3VCC1/3VCC1/3VCC1/3VCC0111010不变功能表功能表7.2 施密特触发器施密特触发器1265VCCRDO5553Ov7vvI2I1vIC8412IvCCVVCC 2RvvItO1vt1/3V
6、CC2/3VCC施密特触发器施密特触发器具有回差电压特性，具有回差电压特性，能将边沿变化缓慢的能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。一一. 用用555定时器构成的施密特触发器定时器构成的施密特触发器1. 电路组成及工作原理电路组成及工作原理OVIV电路符号电路符号Cv5kS1(2)2/3V(7)(6)v&放电端I1(3)GV&vO 1CC(4)TC CCI2(8)5k5k2RC C(1)&11/3VVO 21RvIvCC22. 电压滞回特性和主要参数电压滞回特性和主要参数（1）电压滞回特性）电压滞回特性1/3VCCVoVi
7、0传输特性传输特性VOHVOL2/3VCCvItO1vt1/3VCC2/3VCCVT+VT VTVT+VT VT（2）主要静态参数）主要静态参数 （a）上限阈值电压）上限阈值电压VT+ vI上升过程中，输出电压上升过程中，输出电压vO由高由高电平电平VOH跳变到低电平跳变到低电平VOL时，所对时，所对应的输入电压值。应的输入电压值。VT+=2/3VCC。 （b）下限阈值电压）下限阈值电压VT vI下降过程中，下降过程中，vO由低电平由低电平VOL跳跳变到高电平变到高电平VOH时，所对应的输入时，所对应的输入电压值。电压值。VT=1 /3VCC。（3）回差电压）回差电压VT VT= VT+VT=
8、1 /3VCCOVIV电路符号电路符号Cv5kS1(2)2/3V(7)(6)v&放电端I1(3)GV&vO1CC(4)TCCCI2(8)5k5k2RCC(1)&11/3VVO21RvIvCC2O2vtO1vtVCC21265VCCRDO5553Ov7vvI2I1vIC8412IvCCVVCC 2RvvO1二集成施密特触发器 2. TTL集成施密特触发器74LS14 12345678910111213141A1Y2A2Y3A3Y4A4Y5A5Y6A6YVVD DSSCC401061. CMOS集成施密特触发器集成施密特触发器CC4010612345671A1Y2A2Y3A
9、3YG N D8910111213144A4Y5A5Y6A6YVCC74LS14三三 施密特触发器的应用举例施密特触发器的应用举例2. 用作整形电路把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。正正弦弦波波振振荡荡器器1VO输入输出VT+VT-1. 用作接口电路用作接口电路将缓慢变化的输入信号，转换成为符合将缓慢变化的输入信号，转换成为符合TTL系统系统要求的脉冲波形。要求的脉冲波形。VIOV1ItVT-T+V0VOV0t3. 用于脉冲鉴幅从一系列幅度不同的脉冲信号中，选出那些幅度大于VT+的输入脉冲。 RC微分电路微分电路 电路条件：电路条件： = RC tW tW输入脉冲宽度输入脉冲宽度tWdtvR
10、CviL17.3 多谐振荡器多谐振荡器0vctvo0t多谐振荡器多谐振荡器能产生矩形脉冲波的自激振荡器。能产生矩形脉冲波的自激振荡器。一一 用用555定时器构成的多谐振荡器定时器构成的多谐振荡器1. 电路组成及工作原理电路组成及工作原理26VCCRDO5 55 55 53vI2I1v84v7RRVCC12C150.01FC1vCP2/3VCC1/3VCC(6)放电端(2)5k1RT5k&C&1GSC25k(4)O(3)(7)v(1)(8)CCVvvC1PRRCI22vI12/3V1/3VC CC C2. 振荡频率的估算振荡频率的估算（2） 电容放电时间T2（3）电路振荡周期T
11、T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C（5）输出波形占空比q)()()0()(ln111TvvvvTCCCC CRR)(7 . 021 CCCCCCCCVVVV3231ln1 CRT227 . 0 CRRTf)2(43. 1121 212112RRRRTTq （4）电路振荡频率fTT1T20vctvo0t2/3VCC1/3VCC（1）电容充电时间T1：（用三要素法计算）二二 占空比可调的多谐振荡器电路占空比可调的多谐振荡器电路 可计算得：可计算得： T1=0.7R1C T2=0.7R2C 占空比：占空比：21121121117 . 07 . 07 . 0RRRCRCRCRTTTTTq 26V
