最新15脉冲整形电路课件.ppt

1、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）两个模拟电压比）两个模拟电压比较器较器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)QQ 1 GND&CO TH TR+VCC OUT D 5k 5k 5k C1 C2 G1 G2 G3 T +2 6 5 8 4 3 7 R Q Q 电平电平触发端触发端电平电平触发端触发端复位端复位端电平有效电平有效放电端放电端缓冲器缓冲器4.516V电压电压控制端控制端555

2、555定时定时器管脚器管脚图图每个管脚名字每个管脚名字（1 1）电阻分压器电阻分压器 由由3 3个个5k5k的电阻的电阻R R串联组成（串联组成（555555也因此得也因此得名），为电压比较器名），为电压比较器C1C1和和C2C2提供基准电压。提供基准电压。1 GND&CO TH TR+VCC OUT D 5k 5k 5k C1 C2 G1 G2 G3 T +2 6 5 8 4 3 7 R Q Q （2）电压比较器电压比较器C1和C2。当UU时，UC输出高电平，反之则输出低电平。1 GND&CO TH TR+VCC OUT D 5k 5k 5k C1 C2 G1 G2 G3 T +2 6 5

3、8 4 3 7 R Q Q UC1UC2COCO为控制电压输入端。为控制电压输入端。当当CO悬空时，悬空时，UR12/3VCC，UR21/3VCC。当当COUCO时，时，UR1UCO，UR21/2UCO TH称为高触发端，称为高触发端，TR 称为低触发端。称为低触发端。1 GND&CO TH TR+VCC OUT D 5k 5k 5k C1 C2 G1 G2 G3 T +2 6 5 8 4 3 7 R Q Q 1 GND&CO TH TR+VCC OUT D 5k 5k 5k C1 C2 G1 G2 G3 T +2 6 5 8 4 3 7 R Q Q （3）基本基本RS触发器触发器 其置0和置

4、1端为低电平有效触发。是低电平有效的复位输入端。正常工作时，必须使 处于高电平。RR （4 4）放电管放电管T T T T是集电极开路的三极管。相当于一个受控电子开是集电极开路的三极管。相当于一个受控电子开关。其状态受关。其状态受 控制，当控制，当 为零时截止，为为零时截止，为1 1时导通。时导通。1 GND&CO TH TR+VCC OUT D 5k 5k 5k C1 C2 G1 G2 G3 T +2 6 5 8 4 3 7 R Q Q QQ （5 5）缓冲器）缓冲器 输出缓冲器就是接在输出端的反相器输出缓冲器就是接在输出端的反相器G G3,3,其作其作用是提高定时器的带负载能力和隔离负载对

5、定时用是提高定时器的带负载能力和隔离负载对定时器的影响。器的影响。1 GND&CO TH TR+VCC OUT D 5k 5k 5k C1 C2 G1 G2 G3 T +2 6 5 8 4 3 7 R Q Q 2.2.工作原理工作原理 TH接至反相输入端，当接至反相输入端，当THUR1时，时，UC1输出低电输出低电平，使触发器置平，使触发器置0，故称为，故称为高触发端（有效时置高触发端（有效时置0）；）；TR接至同相输入端，当接至同相输入端，当TRUR2时，时，UC2输出输出低电平，使触发器置低电平，使触发器置1，故称为，故称为低触发端（有效时置低触发端（有效时置1 1）。）。表表6-2 55

6、56-2 555定时器的功能表定时器的功能表 主要用途：把变化缓慢的信号波形变换为边沿陡峭的矩形波。特点：电路有两种稳定状态。两种稳定状态的维持和转换完全取决于外加触发信号。触发方式：电平触发。电压传输特性特殊，电路有两个转换电平（上限触发转换电平UT+和下限触发转换电平UT）。状态翻转时有正反馈过程，从而输出边沿陡峭的矩形脉冲。（也可以说具有上述功能的电路就叫做施密特触发器）也可以说具有上述功能的电路就叫做施密特触发器）（2）工作波形与电压传输特性 施密特触发器将三角波uI变换成矩形波uO。施密特触发器的工作波形及电压传输特性（a）工作波形 （b）电压传输特性图b是施密特触发器的输出电压UO

7、与输入电压UI关系曲线，它是电路滞回特性形象而直观的反映。虽然当UI 由0V上升到VT+时，UO由UOL跳变到UOH,但是UI由VCC下降到VT+时，UO=UOH却不改变，只有当UI由VCC下降到VT-时，UO才会由UOH跳变为VCC.VT-VT+3.主要静态参数主要静态参数1.上限阈值电压UT+:使施密特触发器翻转,输出电压UO由高电平UOH跳变到低电平UOL时,所对应的输入电压的值.2.下限阈值电压UT-:使施密特触发器翻转,输出电压UO由高电平UOL跳变到低电平UOH时,所对应的输入电压的值.3.回差电压UT=UT+-UT-用门电路构成的施密特触发器已很少使用，用门电路构成的施密特触发器

8、已很少使用，这里介绍简单。这里介绍简单。集成施密特触发器既有集成施密特触发器既有TTL型，也有型，也有CMOS型。型。如如74LS14是集成施密特触发六反相器；是集成施密特触发六反相器；74LS132是是施密特触发的四施密特触发的四2输入与非门。输入与非门。如如CC40106是集成施密特触发六反相器；是集成施密特触发六反相器；CC4093是施密特触发的四是施密特触发的四2输入与非门。输入与非门。施密特触发器电路组成：施密特触发器电路组成：1.由门电路实现由门电路实现 2.由由555定时器实现定时器实现 3.集成施密特触发器集成施密特触发器 （2 2）工作波形与电压传输特性）工作波形与电压传输特

9、性 施密特触发器将三角波施密特触发器将三角波u uI I变换成矩形波变换成矩形波u uO O。施密特触发器的工作波形及电压传输特性（a）工作波形 （b）电压传输特性3.重要参数 上限触发转换电平UT+下限触发转换电平UT 回差回差UUT T=U=UT+T+U UT T（通常（通常U UT+T+U UT T）改变改变R R1 1和和R R2 2的大小可以改变回差的大小可以改变回差UUT T 电路电路工作波形工作波形 二、由二、由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由555定时器构成的施密特触发器1.上限阈值电压:UT+=2VCC/3.2.下限阈值电压UT-=1VCC/3.3.回

10、差电压UT=UT+-UT-=1VCC/31.1.波形变换波形变换 将将变化缓慢的波形变化缓慢的波形变换成矩形波（如将三角变换成矩形波（如将三角波或正弦波变换成同周期的矩形波）。波或正弦波变换成同周期的矩形波）。波形变换 2.2.脉冲整形脉冲整形 在数字系统中，矩形脉冲经传输后往往发生在数字系统中，矩形脉冲经传输后往往发生波形畸变，或者边沿产生振荡等。通过施密特触波形畸变，或者边沿产生振荡等。通过施密特触发器整形，可以获得比较理想的矩形脉冲波形。发器整形，可以获得比较理想的矩形脉冲波形。脉冲整形 波形波形畸变畸变边沿边沿振荡振荡3 3脉冲鉴幅脉冲鉴幅 将一系列幅度各异的脉冲信号加到施密特触将一系

11、列幅度各异的脉冲信号加到施密特触发器的输入端，只有那些幅度大于发器的输入端，只有那些幅度大于UT+的脉冲才会的脉冲才会在输出端产生输出信号。可见，施密特触发器具在输出端产生输出信号。可见，施密特触发器具有脉冲鉴幅能力。有脉冲鉴幅能力。脉冲鉴幅 工作特点：工作特点：第一，它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；第一，它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；第二，在外加脉冲作用下，触发器能从稳态翻转第二，在外加脉冲作用下，触发器能从稳态翻转到暂稳态；到暂稳态；第三，在暂稳态维持一段时间后，将第三，在暂稳态维持一段时间后，将自动返回自动返回稳稳态，暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，态，暂稳态维持时间

12、的长短取决于电路本身的参数，与外加触发信号无关。与外加触发信号无关。例：楼道的声控灯例：楼道的声控灯 。单稳态触发器的组成：单稳态触发器的组成：1.1.可由门电路组成；可由门电路组成；2.2.可由可由555555定时器组成；定时器组成；3.3.集成单稳态触发器。集成单稳态触发器。2.2.由由555555定时器构成单稳态触发器定时器构成单稳态触发器 思路：外触发思路：外触发自动返回自动返回 由由555555定时器构成的单稳态触发器定时器构成的单稳态触发器电路电路工作波形工作波形可见，输出脉冲的宽可见，输出脉冲的宽度等于暂稳态的持续度等于暂稳态的持续时间，而暂稳态的持时间，而暂稳态的持续时间取决于

13、外接电续时间取决于外接电阻阻R R和电容和电容C C的取值，的取值，与输入触发信号和电与输入触发信号和电源电压无关，调节源电压无关，调节R,CR,C即可改变即可改变t tw w.1.1.脉冲延时脉冲延时单稳态触发器的主要应用是整形、定时和单稳态触发器的主要应用是整形、定时和延时。延时。单稳电路的延时作用 如果需要延迟脉冲的触发时间，可利用单如果需要延迟脉冲的触发时间，可利用单稳电路来实现。稳电路来实现。uO的下降沿比的下降沿比uI的下降沿延迟了的下降沿延迟了tw的时间。的时间。2.2.脉冲定时脉冲定时 单稳态触发器能够产生一定宽度单稳态触发器能够产生一定宽度t tw w的矩形脉冲，的矩形脉冲，

14、利用这个脉冲去控制某一电路，则可使它在利用这个脉冲去控制某一电路，则可使它在t tw w时间时间内动作内动作(或者不动作或者不动作)。脉冲定时 1 1多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态。多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态。2 2通过电容的充电和放电，使两个暂稳态相互交通过电容的充电和放电，使两个暂稳态相互交 替，从而产生自激振荡，无需外触发。（由门电路组替，从而产生自激振荡，无需外触发。（由门电路组成）成）3 3输出周期性的矩形脉冲信号，由于含有丰富的输出周期性的矩形脉冲信号，由于含有丰富的谐波分量，故称作多谐振荡器。谐波分量，故称作多谐振荡器。特点特点:构成多谐振荡器：构成多谐振荡器

15、：1.1.由门电路组成；由门电路组成；2 2由由555555定时器组成；定时器组成；3.3.集成多谐振荡器。集成多谐振荡器。2.2.由由555555定时器构成多谐振荡器定时器构成多谐振荡器 设计思想：是无稳态电路，两个暂稳态不断地交设计思想：是无稳态电路，两个暂稳态不断地交替。替。利用放电管利用放电管T T作为一个作为一个受控电子开关受控电子开关，使，使电容充电、电容充电、放电放电而改变而改变TH=TRTH=TR，则交替置，则交替置0 0、置、置1 1。CR1uc8 47 3 6 5552 5 10.01FuoVCCR2ucuotttP1tP20VCC/32VCC/30(a)电路(b)工作波形

16、CR1uc8 47 3 6 5552 5 10.01FuoVCCR2ucuotttP1tP20VCC/32VCC/30(a)电路(b)工作波形第一个暂稳态的脉冲宽度 tp1，即 uc从 VCC/3充电上升到 2VCC/3所需的时间：tp10.7(R1+R2)C第二个暂稳态的脉冲宽度tp2，即uc从2VCC/3放电下降到VCC/3所需的时间：tp20.7R2C振荡周期：Ttp1tp20.7(R12R2)C本章介绍了各种的电路。有两种稳态，但状态的维持与翻转受输入信号电平的控制，所以输出脉冲的宽度是由输入信号决定的。只有一个稳态，在外加触发脉冲作用下，能够从稳态翻转为暂稳态。但暂稳态的持续时间取决于电路内部的元件参数，与输入信号无关。因此，单稳态触发器可以用于产生脉宽固定的矩形脉冲波形。没有稳态，只有两个暂稳态。两个暂稳态之间的转换，是由电路内部电容的充、放电作用自动进行的，所以它不需要外加触发信号，只要接通电源就能自动产生矩形脉冲信号。是一种用途很广的集成电路，除了能构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器以外，还可以接成各种应用电路。同学们可参阅有关书籍自行设计出所需的电路。