第七章脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形.ppt

1、第七章脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形,一、555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)框圖,7.1 555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)及其功能,1模擬功能部件： 電阻分壓器、Vcc經(jīng)3個(gè)5 k電阻分壓后提供基準(zhǔn)電壓： 當(dāng)不外接固定電壓VCO時(shí)，UR11=2/3Vcc，UR2=1/3Vcc 當(dāng)外接固定電壓Vco時(shí)，URQ=VCO，UR2=1/2VCO,（2）電壓比較器C1和C2 比較器C1:TH( 閥值輸入端)基準(zhǔn)電壓UR1，輸出UC10，否則為1 比較器C2：（觸發(fā)器輸入端）基準(zhǔn)電壓UR2是4，輸出UC2=0，否則為1。,（3）集電極開(kāi)路的放電管V 輸出U0=0時(shí)，V導(dǎo)通，輸出U0=1時(shí)，V 截止 。像當(dāng)于一個(gè)受控開(kāi)關(guān),二 邏輯功能,（

2、1）4腳為復(fù)位輸入端（ RD ），當(dāng)RD為低電平時(shí)，不管其他輸入端的狀態(tài)如何，輸出vo為低電平。正常工作時(shí)，應(yīng)將其接高電平。 （2）5腳為電壓控制端，當(dāng)其懸空時(shí)，比較器C1和C2的比較電壓分別為2/3VCC 和1/3VCC 。 （3）2腳為觸發(fā)輸入端，6腳為閾值輸入端，兩端的電位高低控制比較器C1和C2的輸出，從而控制RS觸發(fā)器，決定輸出狀態(tài)。,7.2 用555定時(shí)器組成多諧振蕩器,一、電路結(jié)構(gòu) 多諧振蕩器是無(wú)穩(wěn)態(tài)電路，兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)不斷地交替。利用放電管V作為一個(gè)受控電子開(kāi)關(guān)，使電容充電、放電而改變UC 上升或下降， 令，則交替置0,置1。R1，R2和C 為定時(shí)元件。,用555定時(shí)器組成多諧振蕩

3、器,二、工作原理,1.接通電源Vcc后，Vcc經(jīng)電阻R1，R2對(duì)電容C充電，其電壓UC 由0按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)UC2/3Vcc時(shí)，電壓比較器C1和C2的輸出分別為：UC1=0，UC2=1 基本RS觸發(fā)器被置0，輸出U0躍到低電平UOL,于此同時(shí)，放電管V導(dǎo)通，電容C經(jīng)電阻R1，R2放電管V 放電電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。,2.隨著電容C的放電，UC隨之下降。 當(dāng)UC下降到UC 2/3Vcc ，則電壓比較器C1和C2的輸出為UC1=1，UC2=0，基本RS觸發(fā)器被置1， ，輸出U0由低電平UOL躍到高電平UOH 。同時(shí)，因，放電管V截止，電源Vcc又經(jīng)電阻R1，R2對(duì)電容C充電。電路又返回到前一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。

4、,3.這樣，電容C上的電壓UC將在2/3 Vcc 和1/3Vcc之間來(lái)回放電和充電 從而使電路產(chǎn)生了振蕩，輸出矩形脈沖。,三、輸出波形,多諧振蕩器的工作波形,多諧振蕩器的振蕩周期T為 T=tw1+tw2tw1為電容C上的電壓由1/3 Vcc下降到2/3 Vcc =所需要的時(shí)間，充電回路的時(shí)間常數(shù)為 (R1+R2)C tw1可用下式估算 tw1=(R1+R2)CLn20.7(R1+R2)C tw2 為電容C上的電壓由2/3 Vcc下降到1/3 Vcc所需的時(shí)間，放電回路的時(shí)間常數(shù)為R2C,tw2可用下式估算 tw2=R2CLn2=0.7R2C,所以，多諧振蕩的振蕩周期T為 T=tw1+tw20.

5、7(R1+R2)C 振蕩頻率為：f=1/T=1/0.7(R1+2R2)C,四、占空比可調(diào)的多諧振蕩器,用555定時(shí)器組成占空比可調(diào)的多諧振蕩器,在放電管V截止時(shí)，電源Vcc經(jīng)R1和VD1對(duì)電容C充電；當(dāng)V導(dǎo)通時(shí)，C經(jīng)VD2 ，R2和放電管V放電。 調(diào)節(jié)電位器RW可改變R1和R2的比值，因此，也改變了輸出脈沖的占空比q. tw1=0.7R1C tw2=0.7R2C 振蕩周期T為T(mén)=tw1+tw20.7(R1+R2)C 因此，占空比q為 當(dāng)取R1=R2時(shí)，則 q=50%，多諧振蕩器輸出方波。,7.3 用555定時(shí)器組成施密特觸發(fā)器,一、電路結(jié)構(gòu),用555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器,二、工作原理, 上

6、升過(guò)程 1，UI1/3Vcc,UC1=1,UC2=0,Q=1, =0.UO=UOH 2，1/3VccUI2/3Vcc,UC1=1,UC2=1，基本RS觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變，U0=UOH。 3，UI2/3Vcc,UC1=0.UC2=1,Q=0, =1,由UOHUOL，即U0=0 當(dāng)U1上升到2/3Vcc時(shí)，電路的輸出狀態(tài)發(fā)生躍變UT+=2/3Vcc 4UI 再增大時(shí)，對(duì)電路的輸出狀態(tài)沒(méi)有影響。, 下降過(guò)程 1，U1由高電平逐漸下降，切1/3VccUI2/3Vcc時(shí)，UC1=1，UC2=1 基本RS觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變，即Q=0， =1，輸出UO=UOL。 2，當(dāng)輸入U(xiǎn)I1/3Vcc時(shí)，UC1=1

7、，UC2=0，Q=1， =0，輸出UO由UOUOH 當(dāng)U1下降到1/3Vcc時(shí)，電路的輸出狀態(tài)又發(fā)生另一次躍變UT-=1/3Vcc。,（三）回差電壓,（四）電壓傳輸特性,施密特觸發(fā)器的工作波形 施密特觸發(fā)器的電氣傳輸特性,一、電路結(jié)構(gòu),7.4 555定時(shí)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,1外觸發(fā)（高觸發(fā)置0端 TH）置0 通過(guò)電容C的充放電使低觸發(fā)置1端 有效自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)1得到負(fù)脈沖,2，外觸發(fā)器（低觸發(fā)置1端 ）置1 通過(guò)電容C的充放電使高觸發(fā)置0端 有效自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)0，得到正脈沖， ，V 的集電極通過(guò)電阻R接Vcc，通過(guò)電容C接地。R和C為定時(shí)元件,用555定時(shí)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,二、工作原理,1 穩(wěn)定

8、狀態(tài) 無(wú)觸發(fā)器時(shí)，U1為高電平UIH，穩(wěn)態(tài)為0，UC=0.UO=0。 通電后，Vcc經(jīng)電阻R對(duì)電容C充電，當(dāng)電容C上的電壓UC2/3Vcc時(shí)，Uc1=0，同時(shí)，UI1/3Vcc，Uc2=0,Q=O, =1，輸出U0=0。 三極管V導(dǎo)通，電容C經(jīng)V迅速放完電，UC0, UC1=1，這時(shí)基本RS觸發(fā)器的兩個(gè)輸入信號(hào)都為高電平1，保持0狀態(tài)不變。,2 觸發(fā)器進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài) 當(dāng)U1由UIH小于1/3Vcc的低電平時(shí)，Uc2=0，此時(shí)Uc1=1，基本RS觸發(fā)器置1，Q=1, =0，輸出 由低電平躍變到高電平UOH，同時(shí)三極管V截止，這時(shí)電源Vcc經(jīng)R對(duì)C充電，電路進(jìn)入暫穩(wěn)狀態(tài)。 在暫穩(wěn)狀態(tài)期內(nèi)輸入電壓UI回到高電平，使UC2=1,3 自動(dòng)返回穩(wěn)定狀態(tài) C充電，當(dāng)Uc（逐漸增大）到Uc2/3Vcc時(shí)，Uc1=0，此時(shí)Q