數(shù)字電路郭建才主講-第七章

1、EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT第第 7 章脈沖信號的章脈沖信號的產(chǎn)生與整形產(chǎn)生與整形 概述概述 555 定時器及其應(yīng)用定時器及其應(yīng)用 本章小結(jié)本章小結(jié)EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT主要要求：主要要求： 了解脈沖信號產(chǎn)生與整形的方法。了解脈沖信號產(chǎn)生與整形的方法。 了解多諧振蕩器的常用電路及其工作原理。了解多諧振蕩器的常用電路及其工作原理。 7.1 概概 述述了解了解施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的邏輯施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的邏輯功能、工作特點和典型應(yīng)用功能、工作特點和典型應(yīng)用。 EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT

2、常用的有施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。常用的有施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 一、脈沖信號產(chǎn)生與整形的方法一、脈沖信號產(chǎn)生與整形的方法 獲取脈沖信獲取脈沖信號的方法號的方法 脈沖信號產(chǎn)生與脈沖信號產(chǎn)生與整形電路整形電路的實現(xiàn)的實現(xiàn)是一種多用途集成電路，只要外接少量阻容是一種多用途集成電路，只要外接少量阻容元件就可構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多元件就可構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器等，使用方便、靈活，應(yīng)用廣泛。諧振蕩器等，使用方便、靈活，應(yīng)用廣泛。 用多諧振蕩器直接產(chǎn)生。用多諧振蕩器直接產(chǎn)生。 用用整形電路整形電路對已有波形進行整形、變換。對已有波形進行整形、變換。 施密特觸發(fā)器施密

3、特觸發(fā)器主要用以主要用以將緩慢變化將緩慢變化或快速變化的或快速變化的非矩形脈沖變換非矩形脈沖變換成陡峭的矩形脈沖。成陡峭的矩形脈沖。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 主要用以將寬度不符合要求的脈主要用以將寬度不符合要求的脈沖變換成符合要求的矩形脈沖。沖變換成符合要求的矩形脈沖。用門電路構(gòu)成。用門電路構(gòu)成。 用專用的集成電路。用專用的集成電路。 用用 555 定時器定時器構(gòu)成。構(gòu)成。 EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXITUOLUOH二、施密特觸發(fā)器二、施密特觸發(fā)器 ( (一一) )施密特觸發(fā)器的特性和符號施密特觸發(fā)器的特性和符號 UT = UT+ - - UT- -回差電壓回差電壓

4、施密特觸發(fā)施密特觸發(fā)器工作特點器工作特點 ( (1) )允許輸入允許輸入信號為信號為緩慢變化緩慢變化的信號。的信號。 ( (2) )有有兩個閾值兩個閾值電壓。電壓。 ( (3) )有兩個穩(wěn)態(tài)。有兩個穩(wěn)態(tài)。 UT+OuOuIUT- -正向閾值電壓正向閾值電壓負向閾值電壓負向閾值電壓 當當 uI 從小增大時，從小增大時，經(jīng)過經(jīng)過 UT+ 處才能使輸處才能使輸出發(fā)生躍變。出發(fā)生躍變。 當當uI從大減小從大減小時，經(jīng)過時，經(jīng)過UT- -處才能處才能使輸出發(fā)生躍變。使輸出發(fā)生躍變。Schmitt TriggerUOLUOHUT+OuOuIUT- -uOuI具有施密特特具有施密特特性的與非門符號性的與非門

5、符號EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXITOuItuOUT+UT- -Ot( (二二) )施密特觸發(fā)器應(yīng)用舉例施密特觸發(fā)器應(yīng)用舉例 波形變換波形變換 將三角波、正弦波和其它將三角波、正弦波和其它不規(guī)則信號變換成矩形脈沖。不規(guī)則信號變換成矩形脈沖。 UOHUOL uI UT+ 后，后，uO = UOL,只有當只有當 uI下降到經(jīng)過下降到經(jīng)過 UT- - 時，時，uO 才會發(fā)生躍變。才會發(fā)生躍變。 uI UT- -后，后，uO = UOH只只有當有當 uI 上升到經(jīng)過上升到經(jīng)過 UT+時，時，uO 才會發(fā)生躍變。才會發(fā)生躍變。 EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形

6、EXIT脈沖整形脈沖整形 將受到干擾的或不符合邊沿要求將受到干擾的或不符合邊沿要求的信號整形成較好的矩形脈沖。的信號整形成較好的矩形脈沖。 OuItOuOtUT+UT- -EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXITOuItuOUT+UT- -Ot脈沖幅度鑒別脈沖幅度鑒別 鑒別并取出鑒別并取出幅度幅度大于大于 UT+ 的脈沖。的脈沖。UOLUOHEXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT即距形脈沖產(chǎn)生電路，由于距形脈沖中即距形脈沖產(chǎn)生電路，由于距形脈沖中含有豐富的諧波分量，故常稱多諧振蕩器。含有豐富的諧波分量，故常稱多諧振蕩器。 ( (1) )不需輸入信號。不需輸

7、入信號。( (2) )無穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個無穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)。 三、多諧振蕩器三、多諧振蕩器 ( (一一) )多諧振蕩器的工作特點和符號多諧振蕩器的工作特點和符號 通過電容的充電和放電，使兩個暫穩(wěn)態(tài)相互交替，通過電容的充電和放電，使兩個暫穩(wěn)態(tài)相互交替，從而產(chǎn)生自激振蕩，輸出周期性的矩形脈沖信號。從而產(chǎn)生自激振蕩，輸出周期性的矩形脈沖信號。 GuO工作特點工作特點Astable MultivibratorEXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT四、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器四、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 ( (一一) )工作特點與電路符號工作特點與電路符號 有一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)。無外觸發(fā)脈

8、沖有一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)。無外觸發(fā)脈沖輸入時，電路處于穩(wěn)輸入時，電路處于穩(wěn)態(tài)；在外觸發(fā)脈沖作用下，態(tài)；在外觸發(fā)脈沖作用下，電路將從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到電路將從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)，經(jīng)一段時間后，經(jīng)一段時間后，電路又自動返回到原來的穩(wěn)態(tài)。電路又自動返回到原來的穩(wěn)態(tài)。工工作作特特點點暫穩(wěn)態(tài)時間長短取決于電路本暫穩(wěn)態(tài)時間長短取決于電路本身的參數(shù)，與外加觸發(fā)脈沖無關(guān)。身的參數(shù)，與外加觸發(fā)脈沖無關(guān)。monostable flip-flopEXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT單單穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)觸觸發(fā)發(fā)器器暫穩(wěn)態(tài)期間如再次被觸發(fā)，對原暫穩(wěn)時暫穩(wěn)態(tài)期間如再次被觸發(fā)，對原暫穩(wěn)時間無影響，輸出脈沖寬度間

9、無影響，輸出脈沖寬度 tW 仍從第一次觸發(fā)仍從第一次觸發(fā)開始計算。開始計算。 暫穩(wěn)態(tài)期間如再次被觸發(fā)，輸出脈沖寬暫穩(wěn)態(tài)期間如再次被觸發(fā)，輸出脈沖寬度可在此前暫穩(wěn)態(tài)時間的基礎(chǔ)上再展寬度可在此前暫穩(wěn)態(tài)時間的基礎(chǔ)上再展寬 tW 。 可可重重復(fù)復(fù)觸觸發(fā)發(fā)型型 不不可可重重復(fù)復(fù)觸觸發(fā)發(fā)型型 uOuI1uOuI限定符號限定符號“1 ”表示不可重復(fù)觸發(fā)型單穩(wěn)表示不可重復(fù)觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。態(tài)觸發(fā)器。限定符號限定符號“ ”“ ”表表示可重復(fù)觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)示可重復(fù)觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。觸發(fā)器。 EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT 下面通過工作波形的分析來說明可下面通過工作波形的分析來說明可重

10、復(fù)觸發(fā)型和不可重復(fù)觸發(fā)型觸發(fā)器的重復(fù)觸發(fā)型和不可重復(fù)觸發(fā)型觸發(fā)器的區(qū)別。區(qū)別。單單穩(wěn)穩(wěn)工工作作波波形形舉舉例例不可重復(fù)觸發(fā)型不可重復(fù)觸發(fā)型 單穩(wěn)輸出波形單穩(wěn)輸出波形可重復(fù)觸發(fā)型可重復(fù)觸發(fā)型 單穩(wěn)輸出波形單穩(wěn)輸出波形輸入波形輸入波形OuItOuOtOuOttWtWtWtW暫穩(wěn)態(tài)期間暫穩(wěn)態(tài)期間不能再次觸發(fā)。不能再次觸發(fā)。暫穩(wěn)態(tài)期間能再暫穩(wěn)態(tài)期間能再次觸發(fā)。其輸出脈寬次觸發(fā)。其輸出脈寬將在原暫穩(wěn)態(tài)時間基將在原暫穩(wěn)態(tài)時間基礎(chǔ)上再展寬礎(chǔ)上再展寬 tW 。觸發(fā)脈沖到來觸發(fā)脈沖到來時，輸出翻轉(zhuǎn)為暫時，輸出翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)態(tài)，經(jīng)暫穩(wěn)態(tài)持穩(wěn)態(tài)，經(jīng)暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時間續(xù)時間 tW 后重新自后重新自動回到穩(wěn)態(tài)。動回到穩(wěn)態(tài)。外觸

11、發(fā)脈沖未來外觸發(fā)脈沖未來時，輸出為穩(wěn)態(tài)。時，輸出為穩(wěn)態(tài)。EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT( (三三) )單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應(yīng)用舉例單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應(yīng)用舉例 1. 脈沖整形脈沖整形 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能夠把不規(guī)則的輸入信號單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能夠把不規(guī)則的輸入信號vI，整形成為幅度，整形成為幅度和寬度都相同的標準矩形脈沖和寬度都相同的標準矩形脈沖vO。vO的幅度取決于單穩(wěn)態(tài)電的幅度取決于單穩(wěn)態(tài)電路輸出的高、低電平，寬度路輸出的高、低電平，寬度tW決定于暫穩(wěn)態(tài)時間。決定于暫穩(wěn)態(tài)時間。IvvOtWEXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT經(jīng)過長距離傳輸后，脈沖信號的邊經(jīng)過長距離傳輸

12、后，脈沖信號的邊沿會變差或波形上疊加某些干擾，沿會變差或波形上疊加某些干擾，利用整形可使其變成符合要求的波形。利用整形可使其變成符合要求的波形。 ( (三三) )單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應(yīng)用舉例單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應(yīng)用舉例 2. 脈沖定時脈沖定時 因此，利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以控制門因此，利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以控制門開通與否以及開通多長時間。開通與否以及開通多長時間。 uAuBuCuOG單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成的定時電路和工作波形單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成的定時電路和工作波形uAuCuBuOuC 門的定時時間即為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時間。門的定時時間即為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時間。tW uC 為與門為與門 G 開通與否的控制信號。

13、開通與否的控制信號。 uC = 1，門，門 G 開通，信號開通，信號 uB 通過門通過門 G 輸出；輸出； uC = 0，門，門 G 關(guān)閉，關(guān)閉，uB 不能輸出。不能輸出。 EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT脈脈沖沖展展寬寬電電路路和和工工作作波波形形3. 脈沖展寬脈沖展寬 OOuItuOttW將窄脈沖展寬成寬度將窄脈沖展寬成寬度為為 tW 的脈沖的脈沖EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT掌握用掌握用 555 定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器的方法。觸發(fā)器和多諧振蕩器的方法。主要要求：主要要求： 了解了

14、解 555 定時器的電路結(jié)構(gòu)，定時器的電路結(jié)構(gòu)，掌握其符號和功能。掌握其符號和功能。7.2 555 定時器及其應(yīng)用定時器及其應(yīng)用 EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT555 定時器簡介定時器簡介 555 定時器是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便靈活、用途定時器是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便靈活、用途廣泛的多功能電路。它電源電壓范圍寬廣泛的多功能電路。它電源電壓范圍寬( (雙極型雙極型 555 定定時器為時器為 5 16 V，CMOS 555 定時器為定時器為 3 18 V) )，可提可提供與供與 TTL 及及 CMOS 數(shù)字電路兼容的接口電平，還數(shù)字電路兼容的接口電平，還可輸可輸出一定功

15、率出一定功率，驅(qū)動微電機、指示燈、揚聲器等。，驅(qū)動微電機、指示燈、揚聲器等。TTL 單定時器型號單定時器型號的最后的最后 3 位數(shù)字位數(shù)字為為 555，雙定時，雙定時器的為器的為 556；CMOS 單定時器單定時器的最后的最后 4 位數(shù)位數(shù)為為 7555，雙定時器的為雙定時器的為 7556。 一、一、555 定時器的工作原理和邏輯功能定時器的工作原理和邏輯功能EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT比較器是一種用來比較輸入信號比較器是一種用來比較輸入信號VIVI和基準電壓和基準電壓VREFVREF的電路。的電路。VREFV VI IVO同向輸入電壓比較器同向輸入電壓比較器輸入

16、信號VI加于同相輸入端參考電壓VREF加于反相輸入端當差模輸入電壓VID=VI-VREF0時，VO=VOH反向輸入電壓比較器反向輸入電壓比較器參考電壓VREF加于同相輸入端VREF輸入信號VI加于反相輸入端V VI IVO比較器比較器 EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT555 定時器的電路結(jié)構(gòu)與符號定時器的電路結(jié)構(gòu)與符號 C1C2G3QQG1G2RSVR5 k 5 k 5 k UR1UR2GNDVCCRDOUTCO555THTRDIS電路符號電路符號627153843OUT輸出端輸出端 8VCC電源端電源端 4RD直接置直接置0 0端端 DIS 7放電端放電端 TH 6

17、閾值輸入端閾值輸入端 TR 2觸發(fā)輸入端觸發(fā)輸入端 CO 5控制電壓輸入端控制電壓輸入端 GND1接地端接地端 集電極開路輸出端集電極開路輸出端UR1UR2構(gòu)成構(gòu)成電阻分電阻分壓器壓器，為比較器，為比較器 C1、C2 提供兩提供兩個參考電壓，個參考電壓，UR1 = 2/3VCC，UR2 = 1/3VCC。 輸出緩沖器輸出緩沖器OUT = Q構(gòu)成構(gòu)成基本基本 RS 觸發(fā)觸發(fā)器器，決定電路輸出。，決定電路輸出。 放電管放電管，其輸入為，其輸入為Q，輸出為開路集電極。，輸出為開路集電極。Q構(gòu)成構(gòu)成電壓比電壓比較器較器，比較，比較 TH 與與 UR1 和和TR 與與 UR2 的大小。的大小。555 定

18、時器的電路結(jié)構(gòu)與符號定時器的電路結(jié)構(gòu)與符號 C1C2G3QQG1G2RSVR5 k 5 k 5 k UR1UR23OUT輸出端輸出端 8VCC電源端電源端 4RD直接置直接置0 0端端 DIS 7放電端放電端 TH 6閾值輸入端閾值輸入端 TR 2觸發(fā)輸入端觸發(fā)輸入端 CO 5控制電壓輸入端控制電壓輸入端 GND1接地端接地端 UR1UR2QEXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT555 定時器的定時器的工作原理與邏輯功能工作原理與邏輯功能 101導(dǎo)通導(dǎo)通定時器定時器 5G555 的的功能表功能表 不變不變不變不變1截止截止11導(dǎo)通導(dǎo)通01導(dǎo)通導(dǎo)通00V 狀態(tài)狀態(tài)OUT =

19、QRDTRTH輸輸 出出 輸輸 入入CC32V CC32V CC31V CC31V CC31V CC32V 直接置直接置 0 端端 RD 低電低電平有效，平有效，優(yōu)先級最高。優(yōu)先級最高。不用時應(yīng)使其為不用時應(yīng)使其為 1。EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT不變不變不變不變1截止截止11導(dǎo)通導(dǎo)通01導(dǎo)通導(dǎo)通00V 狀態(tài)狀態(tài)OUT = QRDTRTH輸輸 出出 輸輸 入入CC32V CC32V CC31V CC31V CC31V CC32V 定時器定時器 5G555 的的功能表功能表 01導(dǎo)通導(dǎo)通0110555 定時器的定時器的工作原理與邏輯功能工作原理與邏輯功能EXIT 脈

20、沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT555 定時器的定時器的工作原理與邏輯功能工作原理與邏輯功能 不變不變不變不變1截止截止11導(dǎo)通導(dǎo)通01導(dǎo)通導(dǎo)通00V 狀態(tài)狀態(tài)OUT = QRDTRTH輸輸 出出 輸輸 入入CC32V CC32V CC31V CC31V CC31V CC32V 定時器定時器 5G555 的的功能表功能表 10截止截止1001EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT555 定時器的定時器的工作原理與邏輯功能工作原理與邏輯功能 不變不變不變不變1截止截止11導(dǎo)通導(dǎo)通01導(dǎo)通導(dǎo)通00V 狀態(tài)狀態(tài)OUT = QRDTRTH輸輸 出出 輸輸 入入CC32

21、V CC32V CC31V CC31V CC31V CC32V 定時器定時器 5G555 的的功能表功能表 11EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT簡化簡化功能表功能表 不變不變不變不變1截止截止11導(dǎo)通導(dǎo)通01導(dǎo)通導(dǎo)通00V 狀態(tài)狀態(tài)OUTRD輸輸 出出 輸輸 入入TRTHCC32V CC32V CC31V CC31V CC31V CC32V 使用要點使用要點 ( (1) ) RD 低電平有效低電平有效,優(yōu)先級最高，優(yōu)先級最高， 不用時應(yīng)接高電平。不用時應(yīng)接高電平。通常不用通常不用 CO 端，為了提高電路工作穩(wěn)定性，端，為了提高電路工作穩(wěn)定性，將其通過將其通過 0.01

22、 F 電容接地。電容接地。( (3) ) TR 低電平有效，低電平有效，TH 高電平高電平 有效，因此，有效，因此，TH 加低電平、加低電平、 TR 加高電平時為非有效電加高電平時為非有效電 平，電路狀態(tài)不變。平，電路狀態(tài)不變。( (4) )輸出輸出 0 時，時，Q = 1，因此，因此 V 導(dǎo)通；輸出導(dǎo)通；輸出 1 時，時， Q = 0，故，故 V 截止。截止。( (5) )注意：注意： TH 電平高低是與電平高低是與 2/3VCC 相比較，相比較，TR 電平高低是與電平高低是與 1/3VCC 相比較。相比較。 若控制輸入端若控制輸入端 CO 加輸入電壓加輸入電壓 uCO ，則，則 UR1 =

23、 uCO UR2 = uCO/2，故，故 TH 和和 TR 電平高低的比較值將變成電平高低的比較值將變成 uCO 和和 uCO/2。( (2) )TH 和和 TR 均為高電平時輸出均為高電平時輸出 0，均為低電平時輸出，均為低電平時輸出 1。EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT二、二、用用 555 定時器組成施密特觸發(fā)器定時器組成施密特觸發(fā)器 0uOuIUOL1/3VCC2/3VCCUOH當當TH=TR=uI2/3VCC時時電壓傳輸特性為反相輸出的滯回特性電壓傳輸特性為反相輸出的滯回特性uIuO當當TH=TR=uI1/3VCC時時1/3VCC0當當1/3VCC TH=TR

24、=uI2/3VCC時時當當uI1/3VCC時時當當uI由高電平逐漸下降，由高電平逐漸下降，且且1/3VCC uI 1/3 VCC) )。 當當 uC 2/3 VCC 時，滿足時，滿足TR = uI 1/3 VCC，TH = uI 2/3 VCC,因因此此 uO 為低電平，為低電平，V 導(dǎo)通，電容導(dǎo)通，電容 C 經(jīng)放經(jīng)放電管電管 V 迅速放電完畢，迅速放電完畢，uC 0 V。這時這時TR = UIH 1/3 VCC，TH = uC 0 2/3 VCC，uO 保持保持低電平不變。因此，低電平不變。因此，穩(wěn)態(tài)時穩(wěn)態(tài)時 uC 0 V，uO 為低電平。為低電平。充電充電工作原理工作原理 導(dǎo)通導(dǎo)通放電放電

25、VuCOtOuOtUOLUOHtWOCC32VOtUIHCC31VuItWIVCC0VUOLUIHEXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT 2. 觸發(fā)進入暫穩(wěn)態(tài)觸發(fā)進入暫穩(wěn)態(tài) ( (二二) )工作原理、工作波形與參數(shù)估算工作原理、工作波形與參數(shù)估算 uCOtOuOtUOLUOHtWOCC32VOtUIHCC31VuItWIVCC當輸入當輸入 uI 由高電平躍變?yōu)榈碗娖接筛唠娖杰S變?yōu)榈碗娖? (應(yīng)應(yīng) 1/3 VCC ) )時，使時，使 TR = UIL1/3 VCC而而TH = uC 0 V 2/3 VCC，因此，因此 uO 躍變?yōu)檐S變?yōu)楦唠娖剑M入暫穩(wěn)態(tài)高電平，進入暫穩(wěn)態(tài)，這

26、時放電管，這時放電管 V截止，截止，VCC 又經(jīng)又經(jīng) R 向向 C 充電，充電，uC 上升上升。UILUOH充電充電EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT 3. 自動返回穩(wěn)定狀態(tài)自動返回穩(wěn)定狀態(tài) ( (二二) )工作原理、工作波形與參數(shù)估算工作原理、工作波形與參數(shù)估算 uCOtOuOtUOLUOHtWOCC32VOtUIHCC31VuItWIVCC 2. 觸發(fā)進入暫穩(wěn)態(tài)觸發(fā)進入暫穩(wěn)態(tài) UIHUOL TH2/3 VCC放電放電V當輸入當輸入 uI 由高電平躍變?yōu)榈碗娖接筛唠娖杰S變?yōu)榈碗娖? (應(yīng)應(yīng) 1/3 VCC) )時，使時，使 TR = UIL1/3 VCC 而而TH =

27、 uC 0 V 1/3 VCC ) )，因此，因此 uO 重新躍變重新躍變?yōu)榈碗娖健榈碗娖?。同時，放電管導(dǎo)通，同時，放電管導(dǎo)通，C 經(jīng)經(jīng) V 迅速放電迅速放電 uC 0 V，放電完畢放電完畢后，電路返回穩(wěn)態(tài)。后，電路返回穩(wěn)態(tài)。EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT 例例 用上述單穩(wěn)態(tài)電路輸出定時用上述單穩(wěn)態(tài)電路輸出定時時間為時間為1 s 的的正脈沖，正脈沖，R = 27 k ，試確定定時元件試確定定時元件 C 的取值。的取值。 ( (二二) )工作原理、工作波形與參數(shù)估算工作原理、工作波形與參數(shù)估算 uCOtOuOtUOLUOHtWOCC32VOtUIHCC31VuItW

28、IVCC輸出脈沖寬度輸出脈沖寬度 tW 即為暫穩(wěn)態(tài)維持時即為暫穩(wěn)態(tài)維持時間，主要取決于充放電元件間，主要取決于充放電元件 R、C。 該單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為不可重復(fù)觸發(fā)器，該單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為不可重復(fù)觸發(fā)器，且要求輸入脈寬且要求輸入脈寬 tWI 小于輸出脈寬小于輸出脈寬 tWO 。解：解：因為因為 tWO 1.1 RC故故可取標稱值可取標稱值 33 F。F33.7k271 . 1S11 . 1WO RtC估算公式估算公式 tWO 1.1 RCEXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXITGNDVCCRDOUTCO555THTRDISVCC0.01 FR1CuOuC- -+R2四、用四、用 55

29、5 定時器組成多諧振蕩器定時器組成多諧振蕩器 ( (一一) )電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu) DISVCCR1THTRGNDVCCRDCO0.01 FOUTuOCuC- -+R2EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT( (二二) )工作原理、工作波形與周期估算工作原理、工作波形與周期估算 uCOtOuOtUOLUOHtWHtWLCC32VCC31V 充電充電UOHTH = TR = uC 很小很小接通接通 VCC 后后，開始時，開始時 TH = TR = uC 0 0，uO 為高電平，為高電平，放電管截止，放電管截止，VCC 經(jīng)經(jīng) R1、R2 向向 C 充電，充電，uC 上升上升，這時，

30、這時電電路路處于暫穩(wěn)態(tài)處于暫穩(wěn)態(tài)。 工作原理工作原理 EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT( (二二) )工作原理、工作波形與周期估算工作原理、工作波形與周期估算 uCOtOuOtUOLUOHtWHtWLCC32VCC31V UOLTH = TR 2/3 VCC當當 uC 上升到上升到 TH = TR = uC 2/3 VCC 時，時，uO 躍變?yōu)榈碗娖剑S變?yōu)榈碗娖?，同時放電管同時放電管 V 導(dǎo)通，導(dǎo)通，C 經(jīng)經(jīng) R2 和和 V 放電，放電，uC 下降下降，電路進入電路進入暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài) 。工作原理工作原理 接通接通 VCC 后后，開始時，開始時 TH = TR = uC

31、 0，uO 為高電平，為高電平，放電管截止，放電管截止，VCC經(jīng)經(jīng) R1、R2 向向 C 充電，充電，uC 上升上升，這時，這時電電路路處于暫穩(wěn)態(tài)處于暫穩(wěn)態(tài)。 放電放電EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT當當 uC 下降到下降到 TH = TR = uC 1/3 VCC 時，時， uO 重新躍變?yōu)楦唠娖街匦萝S變?yōu)楦唠娖?，同時，同時放電管放電管 V 截止，截止，C 又被又被充電，充電，uC 上升上升，電路又電路又返回到暫穩(wěn)態(tài)返回到暫穩(wěn)態(tài)。( (二二) )工作原理、工作波形與周期估算工作原理、工作波形與周期估算uCOtOuOtUOLUOHtWHtWLCC32VCC31V TH

32、=TR1/3VCC工作原理工作原理 當當 uC 上升到上升到 TH = TR = uC 2/3 VCC時，時，uO 躍變?yōu)榈碗娖?，躍變?yōu)榈碗娖?，同時放電管同時放電管 V 導(dǎo)通，導(dǎo)通，C 經(jīng)經(jīng) R2 和和 V 放電，放電，uC 下降下降，電路進入電路進入暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài) 。接通接通 VCC 后后，開始時，開始時 TH = TR = uC 0 0，uO 為高電平，為高電平，放電管截止，放電管截止，VCC 經(jīng)經(jīng) R1、R2 向向 C 充電，充電，uC 上升上升，這時，這時電電路路處于暫穩(wěn)態(tài)處于暫穩(wěn)態(tài)。 EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT( (二二) )工作原理、工作波形與周期估算

33、工作原理、工作波形與周期估算 電容電容 C 如此循環(huán)充電和放電，如此循環(huán)充電和放電，使電路產(chǎn)生振蕩，輸出矩形脈沖。使電路產(chǎn)生振蕩，輸出矩形脈沖。uCOtOuOtUOLUOHtWHtWLCC32VCC31V 周期與占空比估算周期與占空比估算tWH 0.7 (R1 + R2)C tWL 0.7 R2CT = tWH + tWL 0.7 (R1 + 2R2)C2121 WH2RRRRTtq EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXITGNDVCCRDOUTCO555THTRDISVCC0.01 FR1C+R2RP1RP2 例例 指出右圖中指出右圖中控制揚聲器鳴響與否和控制揚聲器鳴響與否

34、和調(diào)節(jié)音調(diào)高低的分別是調(diào)節(jié)音調(diào)高低的分別是哪個電位器？若原來無哪個電位器？若原來無聲，如何調(diào)節(jié)才能鳴響？聲，如何調(diào)節(jié)才能鳴響？欲提高音調(diào)，又該如何欲提高音調(diào)，又該如何調(diào)節(jié)？調(diào)節(jié)？解：解：R1、R2、RP1 和和 C 共同構(gòu)成定時元件，因此調(diào)節(jié)共同構(gòu)成定時元件，因此調(diào)節(jié) RP1 可調(diào)節(jié)音調(diào)高低?？烧{(diào)節(jié)音調(diào)高低。欲提高音調(diào)，則應(yīng)減小欲提高音調(diào)，則應(yīng)減小 RP1 ，因此觸頭應(yīng)下移。，因此觸頭應(yīng)下移。RP2調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) RP2 可控制可控制 RD 為為 0 或或 1，從而控制振蕩器工作與，從而控制振蕩器工作與否，因此能控制揚聲器鳴響與否。否，因此能控制揚聲器鳴響與否。調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) RP2 使觸頭左移至適當位置

35、，可使使觸頭左移至適當位置，可使 RD = 1，使，使揚聲器鳴響。揚聲器鳴響。RP1EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT觸摸定時控制開關(guān)觸摸定時控制開關(guān) 555定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。只要用手觸摸一下金屬片P，由于人體感應(yīng)電壓相當于在觸發(fā)輸入端（管腳2）加入一個負脈沖，555輸出端輸出高電平，燈泡（RL）發(fā)光，當暫穩(wěn)態(tài)時間（tW）結(jié)束時，555輸出端恢復(fù)低電平，燈泡熄滅。該觸摸開關(guān)可用于夜間定時照明，定時時間可由RC參數(shù)調(diào)節(jié)。84762153555+VCCRLR100kC100C10.01(+6V)PEXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT觸摸、聲控雙功

36、能延時燈觸摸、聲控雙功能延時燈555和T1、R3、R2、C4組成單穩(wěn)定時電路，定時（即燈亮）時間約為1分鐘。當擊掌聲傳至壓電陶瓷片時，HTD將聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)T2、T1放大，觸發(fā)555，使555輸出高電平，觸發(fā)導(dǎo)通晶閘管SCR，電燈亮；同樣，若觸摸金屬片A時，人體感應(yīng)電信號經(jīng)R4、R5加至T1基極，也能使T1導(dǎo)通，觸發(fā)555，達到上述效果。84762153C447C0.01555N EA220VR3R1M220kSCRMCR1004.7M4.7MR4R5R6R71M10k5C0.022TT1290149013HTDC3220D1N4004C10.56/400V1R3300.01C2VD

37、 D（ +6V ）DW2CW13EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT爆光定時器爆光定時器 工作過程：暗室工作時，不按開關(guān)K,都大為0,繼電器線圈無電流通過，常閉觸點不動作，安全燈（紅）亮。 按下開關(guān)K,電路進入暫穩(wěn)態(tài)過程，同時輸出為1，繼電器線圈一電流通過，常閉觸點斷開，常開觸點閉合爆光燈（白）亮。開始爆光。 爆光時間為1.1RC,爆光時間到自動恢復(fù)為初始狀態(tài)。 要改變爆光時間，只要改變要改變爆光時間，只要改變R、C值即可。值即可。48351267555RCVCCR1KD1D2220VJEXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT模擬聲響電路模擬聲響電路 用

38、兩個多諧振蕩器用兩個多諧振蕩器組成模擬聲響電路。組成模擬聲響電路。 適當選擇定時元件，使：ZAHf1ZBKHf1 由于低頻振蕩器A的輸出接高頻振蕩器B的復(fù)位端（4），當VO1輸出高電平時，B振蕩器才能振蕩，VO1輸出低電平時，B振蕩器置0，停止振蕩。因此使揚聲器發(fā)出1KHZ的間歇聲響信號。 工作波形 通過這個例子可以作出警笛、救護等聲音效果。48736215)(555 AAR1AR2C01. 0F01. 0F48736215)(555 BCBR1BR21OV2OVCCVVO1VO2EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT本章小結(jié)本章小結(jié)施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是兩種常用的整

39、施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是兩種常用的整形電路，形電路，可將輸入的周期信號整形成符合要求可將輸入的周期信號整形成符合要求的同周期矩形脈沖。的同周期矩形脈沖。施密特觸發(fā)器具有回差特性，它有兩個穩(wěn)態(tài)狀態(tài)，施密特觸發(fā)器具有回差特性，它有兩個穩(wěn)態(tài)狀態(tài)，有兩個不同的觸發(fā)電平。有兩個不同的觸發(fā)電平。施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器可將任意波形變換可將任意波形變換成矩形脈成矩形脈沖，輸出脈沖寬度取決于輸入信號的波形和沖，輸出脈沖寬度取決于輸入信號的波形和回差電壓的大小?；夭铍妷旱拇笮　Ｊ┟芴赜|發(fā)器還可用來進施密特觸發(fā)器還可用來進行幅度鑒別、構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩行幅度鑒別、構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器等。實用中，常選用集成施密特觸發(fā)器器等。實用中，常選用集成施密特觸發(fā)器或或 采用采用555 定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器。定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器。EXIT 脈沖信號的產(chǎn)生與整形脈沖信號的產(chǎn)生與整形EXIT單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有一個穩(wěn)定狀態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有一個穩(wěn)定狀態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)