脈沖單元電路

脈沖單元電路第一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五本章第一次課要求什么是施密特觸發(fā)器？其特點？什么是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器？其特點是什么？掌握施密特觸發(fā)器的分析過程，能夠計算門限電壓與滯回電壓。了解單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器發(fā)工作原理。第二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五10.1脈沖信號和脈沖電路10.1.1脈沖信號10.1.2脈沖電路振蕩器脈沖整形電路脈沖變換電路第三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五10.2集成門構(gòu)成的脈沖單元電路由反相器、與非門等構(gòu)成施密特觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器多諧振蕩器555定時器第四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五施密特觸發(fā)器是一種能夠把輸入波形整形成為適合于數(shù)字電路需要的矩形脈沖的電路。00111、用兩級CMOS反相器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器10.2.1施密特觸發(fā)器第五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五工作過程第六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五下限閾值電壓上限閾值電壓回差電壓（滯后電壓）：ΔUT＝

UT＋－UT－傳輸特性第七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五2、用TTL門構(gòu)成的施密特觸發(fā)器第八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五都具有施密特輸入端6反相器四2輸入與非門四2輸入與非門6反相器3、集成施密特觸發(fā)器第九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五4、施密特觸發(fā)器的應用第十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五施密特觸發(fā)器是一種能夠把輸入波形整形成為適合于數(shù)字電路需要的矩形脈沖的電路。而且由于具有滯回特性，所以抗干擾能力也很強。施密特觸發(fā)器可以由分立元件構(gòu)成，也可以由門電路及555定時器構(gòu)成。施密特觸發(fā)器在脈沖的產(chǎn)生和整形電路中應用很廣。施密特觸發(fā)器小結(jié)第十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在數(shù)字電路中一般用于定時（產(chǎn)生一定寬度的矩形波）、整形（把不規(guī)則的波形轉(zhuǎn)換成寬度、幅度都相等的波形）以及延時（把輸入信號延遲一定時間后輸出）等。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有下列特點：（1）電路有一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)。（2）在外來觸發(fā)脈沖作用下，電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)。（3）暫穩(wěn)態(tài)是一個不能長久保持的狀態(tài)，經(jīng)過一段時間后，電路會自動返回到穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間與觸發(fā)脈沖無關(guān)，僅決定于電路本身的參數(shù)。10.2.2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1集成門構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器第十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五（1）沒有觸發(fā)信號時，電路工作在穩(wěn)態(tài)VI為高電平。因為門G2的輸入端經(jīng)電阻R接地，V2為0，因此Vo2為1；門G1的兩個輸入均為1，其輸出Vo1為0，電容C兩端的電壓接近為0。這是電路的穩(wěn)態(tài)，在觸發(fā)信號到來之前，電路一直處于這個狀態(tài)：Vo1＝0，Vo2＝1。（1）微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器101011電阻較大第十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五10（2）外加觸發(fā)信號使電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)當正觸發(fā)脈沖Vi到來時，V1=0，G1輸出Vo1由0變?yōu)?。由于電容電壓不能躍變，V2也隨之跳變到高電平，使門G2的輸出VO2變?yōu)?。這個低電平反饋到門G1的輸入端，此時即使Vi的觸發(fā)信號撤除，仍能維持門G1的高電平輸出。但是電路的這種狀態(tài)是不能長久保持的，所以稱為暫穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)時，Vo1＝1，Vo2＝0。10暫態(tài)分析第十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五回到穩(wěn)態(tài)0101（3）電容充電使電路由暫穩(wěn)態(tài)自動返回到穩(wěn)態(tài)在暫穩(wěn)態(tài)期間，V01經(jīng)R對C充電，隨著充電的進行，C上的電荷逐漸增多，使V2降低。當V2下降到閾值電壓1.4V時，G2的輸出Vo2由0變?yōu)?。由于這時G1輸入觸發(fā)信號已經(jīng)過去，G1的輸出狀態(tài)只由Vo2決定，所以G1又返回到穩(wěn)定的低電平輸出。V01隨之向負方向跳變，加速了G2的輸入向低電平變化。最后使電路退出暫穩(wěn)態(tài)而進入穩(wěn)態(tài)，此時Vo1＝0，Vo2＝1。第十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五脈沖寬度的計算第十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五R的取值范圍第十七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五擴大定時范圍等效電阻：R//（1＋)RE，此時R的調(diào)整范圍可大大增加。第十八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五課后作業(yè)P4041、5、6、第十九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五第二次課目標了解積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作原理。掌握可重復單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、非可重復單穩(wěn)態(tài)的區(qū)別。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的符號。會使用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS121了解多諧振蕩器的工作原理。最常用的多諧振蕩器是什么？多諧振蕩器的分類？第二十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五穩(wěn)態(tài)時，vi＝0，vo1＝1，v2＝1，vo2＝1。vi變?yōu)?，vo1跳變到0。電容電壓不能躍變，v2＝1，uo2＝0。C經(jīng)R和G1放電，v2。當v2=1.4V時，vi仍為高電平，vo2變?yōu)?。Vi=0，vo1＝1，v2＝1，vo2＝1，電路恢復到穩(wěn)定狀態(tài)。（2）積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(對輸入脈沖寬度有要求）0111001第二十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五（3）施密特觸發(fā)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器第二十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五2、集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可重觸發(fā)單穩(wěn)非可重觸發(fā)單穩(wěn)第二十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五非可重復觸發(fā)（1）TTL集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器121輸入

輸出TR－A

TR－B

TR＋

Q0X10X010XX0011X01

1

11

10

X

X0第二十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五74121的使用TR-A、TR-B：下降沿，TR+：上升沿，Q：輸出。Rext/Cext、Cext：外接電阻、電容。電阻R：（R=1.4kΩ～40kΩ）接在VCC和Rext/Cext之間電容C：（C=10pF～10μF）接在Cext（正）和Rext/Cext之間。內(nèi)部定時電阻：2kΩ，Rin端，使用：Rin與VCC連接，不用：Rin開路。74121的輸出脈沖寬度：tw≈0.7RC第二十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五TR-A、TR-B：下降沿觸發(fā)TR+A、TR+B：上升沿觸發(fā)Q：輸出端。Rext/Cext：外接電阻（R=5kΩ～50kΩ）Cext：電容CRin：

內(nèi)部電阻RD：復位端電容C＞1000pF時，74122脈沖寬度：tp≈0.32RC（2）集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS122可重復觸發(fā)第二十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五第二十七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五多頻振蕩器滯后作用第二十八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五第二十九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五第三十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五延遲與定時整形（3）單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應用第三十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有一個穩(wěn)態(tài)。在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器中，由一個暫穩(wěn)態(tài)過渡到穩(wěn)態(tài)，其“觸發(fā)”信號也是由電路內(nèi)部電容充（放）電提供的，暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間即脈沖寬度也由電路的阻容元件決定。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不能自動地產(chǎn)生矩形脈沖，但卻可以把其它形狀的信號變換成為矩形波，用途很廣。單穩(wěn)態(tài)電路小結(jié)第三十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五能產(chǎn)生矩形脈沖的自激振蕩電路叫做多諧振蕩器。1、電容正反饋多諧振蕩器（由TTL門構(gòu)成）10.2.3多諧振蕩器t1：va由10，vb由01，vd正跳變。Vd=1，進入暫態(tài)tw1ub（高電平）經(jīng)R對C充電，使vd。t2:，vd=1.4V，vd由10，va由01，vb由10。vb負跳變。vd為0。第一個暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，進入第二個暫穩(wěn)態(tài)（tw2）。01１0１0第三十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五t2：vd下跳變后，C通過R反向充電。vd。t3：vd=1.4V，vd又由01，第二個暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，到第一個暫穩(wěn)態(tài)，開始重復前面的過程。10第二暫穩(wěn)態(tài)及其自動翻轉(zhuǎn)的工作過程第三十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五2、帶有RC定時電路的環(huán)行振蕩器3、晶體穩(wěn)頻的多諧振蕩器4、施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器第三十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五TEMEX針對多個領(lǐng)域推出全新系列VCXO與OCXO

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法國TEMEX公司日前宣布推出一系列電壓控制高頻石英晶體振蕩器(VCXO)以及恒溫石英晶體振蕩器(OCXO)；其中VCXO系列適用于電信、寬頻和無線電廣播；而OCXO系列則主要針對電信領(lǐng)域及測量/測試、同步應用等領(lǐng)域。TEMEX此次推出的VCXO型號為QEV66，可產(chǎn)生80到240MHz的頻率，相位噪音非常低，在100Hz時為-98dBc；而標準絕對頻率變化為±50ppm。該組件包括一個LVPECL輸出(亦稱為HCMOS輸出)，以及一個SMD殼體(表面安裝式)，殼體尺寸為14×9×3mm，能輕易整合在系統(tǒng)內(nèi)。VCXOQEV66頻率穩(wěn)性為±15ppm，非常適合電信領(lǐng)域的基地臺和轉(zhuǎn)發(fā)器，以及通訊應用中的無線電通訊，寬頻應用及無線電廣播。TEMEX表示，其VCXO組件可根據(jù)每個客戶的要求定制，從設(shè)計到樣品周期約為四到六周。而10Hz的OCXO系列則具有DOC5079、DOC5525、DOC5383、DOC5204等型號。其中DOC5079適合轉(zhuǎn)換和同步應用，其溫度漂移低于200ppb(1ppb為十億分之一單位)，10Hz時的相位噪音為每Hz-90dBc，老化速度每年低于500ppb。該振蕩器封裝尺寸為25.4×22×10mm的密集式SMD。DOC5525是一種低噪聲恒溫石英晶體振蕩器方案，適合測試與測量應用。在所有的測試應用當中，相位噪音是最關(guān)鍵的因素。而DOC5525特點就是相位噪音極低，在最大10Hz時每Hz僅為127dBc。溫度的頻率漂移為20ppb，老化速度低于每年100ppb。DOC5383主要針對WCDMA基地臺轉(zhuǎn)發(fā)器應用，是一種SC斷面的恒溫石英晶體振蕩器。其特色是溫度漂移在10Hz時每Hz為-120dBc；其老化速度每年不超過100ppb。DOC5383可通過嵌入方式安裝在36×26×18mm的封裝中。DOC5204是一種高穩(wěn)定性的恒溫石英晶體振蕩器，適合CDMA、VSAT和轉(zhuǎn)換領(lǐng)域。在這些應用中，極高的熱穩(wěn)定性和最佳老化特性是基本性能要求。而DOC5204的溫度漂移不超過0.2ppb，其老化速度每年低于20ppb。這一裝置的相位噪音在10Hz時每個Hz為-120dBc。該振蕩器可通過嵌入方式封裝在50×50×38mm的金屬外殼中。PPM:partpermillion的縮寫，意思為：百萬分之...,ppb:為十億分之一單位,dBc是相對于載波（Carrier）功率而言第三十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五課后作業(yè)（第2次）P4052、3、4、7、第三十七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五本章第3次課要求理解555定時器的內(nèi)部構(gòu)成；如何用555定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器？掌握門限電壓的計算。如何用555定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器？掌握暫態(tài)時間的計算。如何用555定時器構(gòu)成多諧振蕩器？掌握振蕩頻率的計算。第三十八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五10.3555定時器及其應用10.3.1555定時器的電路結(jié)構(gòu)若結(jié)論1成立，則V0=0必成立。若結(jié)論2成立，且結(jié)論1不成立，則V0=1若結(jié)論1、2均不成立，則V0保持。V0=V0’V0：推拉輸出V0’：OC門輸出結(jié)論1：VI1>2Vcc/3,RD=0,V0=0結(jié)論2：VI2<Vcc/3,SD=0,V0=1結(jié)論1：VI1>2Vcc/3,RD=0,V0=0結(jié)論2：VI2<Vcc/3,SD=0,V0=