10_2脈沖電路ppt課件

1、2 2第十章第十章 脈沖波形的產(chǎn)生和整形脈沖波形的產(chǎn)生和整形 10.1、概述概述 10.2、施密特觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器 ( Schmitt Trigger) 10.3、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 (One-shot ) 10.4、多諧振蕩器、多諧振蕩器 ( Multivibrator ) 10.5、555定時(shí)器定時(shí)器 ( 555 Timer ) 及其應(yīng)用及其應(yīng)用作業(yè)作業(yè)3 310.4、多諧振蕩器（、多諧振蕩器（Multivibrator） 能產(chǎn)生矩形脈沖的自激振蕩電路叫做多諧振蕩器。因?yàn)闆](méi)有穩(wěn)定的工能產(chǎn)生矩形脈沖的自激振蕩電路叫做多諧振蕩器。因?yàn)闆](méi)有穩(wěn)定的工作狀態(tài)，多諧振蕩器也稱(chēng)為無(wú)穩(wěn)態(tài)電路。

2、作狀態(tài)，多諧振蕩器也稱(chēng)為無(wú)穩(wěn)態(tài)電路。n特點(diǎn)特點(diǎn) 1. 沒(méi)有穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。沒(méi)有穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。2通過(guò)電容的充電和放電，使兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)相互交替，從而產(chǎn)生自激通過(guò)電容的充電和放電，使兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)相互交替，從而產(chǎn)生自激振蕩，無(wú)需外觸發(fā)。振蕩，無(wú)需外觸發(fā)。3輸出周期性的矩形脈沖信號(hào)，由于含有豐富的諧波分量，故稱(chēng)作輸出周期性的矩形脈沖信號(hào)，由于含有豐富的諧波分量，故稱(chēng)作多諧振蕩器。多諧振蕩器。4 4多諧振蕩器（多諧振蕩器（Multivibrator）n分類(lèi)分類(lèi)一、一、 對(duì)稱(chēng)型多諧振蕩器對(duì)稱(chēng)型多諧振蕩器 (symmetric multivibrator)二、非對(duì)稱(chēng)型多諧振蕩器二、非對(duì)稱(chēng)型多

3、諧振蕩器 (asymmetric multivibrator) 三、環(huán)型振蕩器三、環(huán)型振蕩器 (ring multivibrator)四、用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器四、用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器五、石英晶體多諧振蕩器五、石英晶體多諧振蕩器n應(yīng)用應(yīng)用返回返回5 5一、對(duì)稱(chēng)型多諧振蕩器一、對(duì)稱(chēng)型多諧振蕩器 (symmetric multivibrator) 恰當(dāng)選取恰當(dāng)選取RF1和和RF2的值，使反相器的靜態(tài)工作點(diǎn)位于電壓傳輸特性的線的值，使反相器的靜態(tài)工作點(diǎn)位于電壓傳輸特性的線性區(qū)或轉(zhuǎn)折區(qū)，即它們工作在放大狀態(tài)。這時(shí)只要性區(qū)或轉(zhuǎn)折區(qū)，即它們工作在放大狀態(tài)。這時(shí)只要G1或或G2的輸入電壓有

4、極微的輸入電壓有極微小的擾動(dòng)，就會(huì)被正反饋回路放大而引起振蕩。小的擾動(dòng)，就會(huì)被正反饋回路放大而引起振蕩。 TTL門(mén)電路門(mén)電路6 6分析分析:(1) 假定假定vI1有微小的正跳變有微小的正跳變暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài) 1: vI1 高電平高電平, vO1 低電平低電平 , vI2 低電平低電平, vO2 高電平高電平 迅速進(jìn)入迅速進(jìn)入 1 0 0 17 7(2) C1 開(kāi)始充電開(kāi)始充電, C2 開(kāi)始放電開(kāi)始放電。vI1從高電平逐漸下降，從高電平逐漸下降，vI2從從低電平逐漸上升。低電平逐漸上升。C2放電的放電的等效電路等效電路 1 0 0 1C1充電的充電的等效電路等效電路8 8（3）C1充電速度較快，充電

5、速度較快，vI2上升到上升到VTH ，而而vI1還沒(méi)有下降到還沒(méi)有下降到VTH。暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài) 2 : vI1 低電平低電平, vO1 高電平高電平 , vI2 高電平高電平, vO2 低電平低電平 迅速進(jìn)入迅速進(jìn)入 0 1 1 09 9(4) C2 開(kāi)始充電開(kāi)始充電， C1 開(kāi)始放電開(kāi)始放電。vI1從低電平逐漸上升，從低電平逐漸上升，vI2從從高電平逐漸下降。高電平逐漸下降。（5）C2充電速度較快，充電速度較快，vI1上升到上升到VTH ，而而vI2還沒(méi)有下降到還沒(méi)有下降到VTH。暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài) 1: vI1 高電平高電平, vO1 低電平低電平 , vI2 低電平低電平, vO2 高電平高電平

6、 迅速進(jìn)入迅速進(jìn)入 0 1 1 0 1 0 0 11010從電容從電容C1開(kāi)始充電到開(kāi)始充電到vI2上升至上升至VTH這段時(shí)間這段時(shí)間T1的兩倍的兩倍振蕩周期振蕩周期 VTH VOH +VTH 1 0 0 1 VTH1111C1充電的充電的等效電路等效電路)(BEOHCCF21F2OHE1F21F21E1VVVRRRVVRRRRR THE11KE11E11lnVVVVCRT 在在RF1RF2RF、C1C2C的條件下的條件下振蕩周期振蕩周期THE11KE11E11ln22VVVVCRTT 返回返回1212二、非對(duì)稱(chēng)型多諧振蕩器二、非對(duì)稱(chēng)型多諧振蕩器( (asymmetric multivibra

7、tor) ) 反饋電阻反饋電阻RF使使G1的靜態(tài)工作點(diǎn)位于電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)。因?yàn)榈撵o態(tài)工作點(diǎn)位于電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)。因?yàn)镚1的輸?shù)妮敵鼍褪浅鼍褪荊2的輸入，所以的輸入，所以G2靜態(tài)時(shí)也被迫工作在電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)。靜態(tài)時(shí)也被迫工作在電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)。 CMOS門(mén)電路門(mén)電路1313分析分析:(1) 假定假定vI1有微小的正跳變有微小的正跳變暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài) 1: vI1 高電平高電平, vO1 低電平低電平 , vI2 低電平低電平, vO2 高電平高電平 迅速進(jìn)入迅速進(jìn)入 1 0 0 11414(2) C 開(kāi)始放電。開(kāi)始放電。vI1從高電平逐漸下降。從高電平逐漸下降。 1 0 0 11

8、515（3）vI1下降到下降到VTH暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài) 2: vI1 低電平低電平, vO1 高電平高電平 , vI2 高電平高電平, vO2 低電平低電平 迅速進(jìn)入迅速進(jìn)入 0 1 1 01616(4) C 開(kāi)始充電開(kāi)始充電。vI1從低電平逐漸上升。從低電平逐漸上升。 0 1 1 01717（5）vI1上升到上升到VTH暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài) 1: vI1 高電平高電平, vO1 低電平低電平 , vI2 低電平低電平, vO2 高電平高電平 迅速進(jìn)入迅速進(jìn)入 1 0 0 11818電容電容C充電的時(shí)間充電的時(shí)間T1電容電容C放電的時(shí)間放電的時(shí)間T2振蕩周期振蕩周期 1 0 0 1 VTH19193ln)-

9、(lnFTHDDDDTHDDF1CRVVVVVCRT 3ln0)(0lnFTHDDTHF2CRVVVCRT 振蕩周期振蕩周期 T= T1+ T22RFC ln3=2.2RFC 返回返回2020三三、環(huán)形多諧振蕩器環(huán)形多諧振蕩器 (ring multivibrator)最簡(jiǎn)單的環(huán)形振蕩器最簡(jiǎn)單的環(huán)形振蕩器環(huán)形振蕩器是環(huán)形振蕩器是一個(gè)具有延遲環(huán)節(jié)的負(fù)反饋電路一個(gè)具有延遲環(huán)節(jié)的負(fù)反饋電路。它是利用門(mén)電路的。它是利用門(mén)電路的傳輸延遲時(shí)間將奇數(shù)個(gè)反相器首尾相接而構(gòu)成的傳輸延遲時(shí)間將奇數(shù)個(gè)反相器首尾相接而構(gòu)成的 。2121優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所用元件少。電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所用元件少。缺點(diǎn)缺點(diǎn) 頻率太高，并

10、且不能調(diào)節(jié)。頻率太高，并且不能調(diào)節(jié)。 T2n tpd 分析分析:2222實(shí)用的環(huán)形振蕩器實(shí)用的環(huán)形振蕩器。積積分分環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)，加加大大第第一一步步：增增加加2pdtRC輸輸出出。的的接接地地端端改改至至遲遲，將將第第二二步步：為為獲獲取取更更大大延延1GC返回返回2323四、用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器四、用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器分析分析:(1)接通電源時(shí)接通電源時(shí) vO為高電平為高電平(2) vI上升到上升到VT+vO變?yōu)楦唠娖阶優(yōu)楦唠娖紺開(kāi)始通過(guò)開(kāi)始通過(guò)R 放電放電。(3) vI下降到下降到VT-vO變?yōu)榈碗娖阶優(yōu)榈碗娖紺開(kāi)始通過(guò)開(kāi)始通過(guò)R充電充電。C開(kāi)始通過(guò)開(kāi)始通過(guò)R 充電充電。2

11、424若使用的是若使用的是CMOS施密特觸發(fā)器，施密特觸發(fā)器，而且而且vOH vDD, vOL 0 )ln(-TTTDD-TDD21VVVVVVRCTTT 振蕩周期振蕩周期返回返回2525五、石英晶體多諧振蕩器五、石英晶體多諧振蕩器 石英晶體具有優(yōu)越的選頻性能：石英晶體具有優(yōu)越的選頻性能：當(dāng)外加電壓頻率為當(dāng)外加電壓頻率為f0時(shí)它的阻抗最小，時(shí)它的阻抗最小，所以頻率為所以頻率為f0的電壓信號(hào)最容易通過(guò)。的電壓信號(hào)最容易通過(guò)。石英晶體的電抗頻率特性和符號(hào)石英晶體的電抗頻率特性和符號(hào)2626石英晶體多諧振蕩器石英晶體多諧振蕩器石英晶體多諧振蕩器的振蕩頻率僅僅取決于石英晶體石英晶體多諧振蕩器的振蕩頻率

12、僅僅取決于石英晶體的固有諧振頻率的固有諧振頻率，而而對(duì)石英晶體以外的電路元件要求不高。對(duì)石英晶體以外的電路元件要求不高。返回返回2727多諧振蕩器的應(yīng)用多諧振蕩器的應(yīng)用& R1 C2 R2C1& f0 f1 f2 f14 f32768Hz 16384Hz 8192Hz 2Hz 1HzC1C1C1C1 FF1 FF2 FF14 FF15 Q1 Q2 Q14 Q15多諧振蕩器多諧振蕩器分頻電路分頻電路例例12828C1R1uo18 47 3 6 5552 5 10.01Fuo1VCCR2(a) 電路(b) 工作波形C2R3uo28 47 3 6 5552 5 10.01Fuo2R4C將振蕩器將振蕩器的輸出電壓的輸出電壓uo1，接到振蕩器，接到振蕩器中中555定時(shí)器的復(fù)位端（定時(shí)器的復(fù)位端（4腳），當(dāng)腳），當(dāng)uo1為高電平時(shí)振蕩器為高電平時(shí)振蕩器振蕩，為低電平時(shí)振蕩，為低電平時(shí)555定時(shí)器復(fù)位，定時(shí)器復(fù)位，振蕩器振蕩器停止振蕩。停止振蕩。例例2返回返回2929 本次課要求本次課要求:熟悉集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器熟悉集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器121的使用方法和的使用方法和單穩(wěn)態(tài)觸