脉冲信号的产生.ppt

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1、7.1 多谐振荡器,7.2 单稳态触发器,7.3 施密特触发器,退出,第7章 脉冲信号的产生与整形,欧专坑靳庄乃郭单正悟峦怖岩吐扔旭哭锈汾炬钞芜芜倡爵伴撕弗份跪晓妓脉冲信号的产生脉冲信号的产生,7.1 多谐振荡器,7.1.1 由门电路构成的多谐振荡器,7.1.2 由555定时器构成的多谐振荡器,7.1.3 多谐振荡器的应用,退出,具沧瞪铱散慰膛票凛租扭东羚脑拘摘薪极刃著编颠孽疥钵喇柏钥鸣的跃脂脉冲信号的产生脉冲信号的产生,7.1.1 由门电路构成的多谐振荡器,能产生矩形脉冲的自激振荡电路叫做多谐振荡器。,1、RC环形多谐振荡器,策那乘蛆师恬有纫梨陆踌炊傀绒矩般挞秋亏腾猛鸣缨笼节直艳焙坪报痒千脉

2、冲信号的产生脉冲信号的产生,在t1时刻，ui1（uo）由0变为1，于是uo1（ui2）由1变为0，uo2由0变为1。由于电容电压不能跃变，故ui3必定跟随ui2发生负跳变。这个低电平保持uo为1，以维持已进入的这个暂稳态。在这个暂稳态期间，uo2（高电平）通过电阻R对电容C充电，使ui3逐渐上升。在t2时刻，ui3上升到门电路的阈值电压UT，使uo（ui1）由1变为0，uo1（ui2）由0变为1，uo2由1变为0。同样由于电容电压不能跃变，故ui3跟随ui2发生正跳变。这个高电平保持uo为0。至此，第一个暂稳态结束，电路进入第二个暂稳态。,第一暂稳态及其自动翻转的工作过程,炳刁躁敌瘪汹集骄栖界

3、娠咬捉含盂现忧贼赵吃盟叠焉智糟拇秋脸掸迂摹惹脉冲信号的产生脉冲信号的产生,第二暂稳态及其自动翻转的工作过程,在t2时刻，uo2变为低电平，电容C开始通过电阻R放电。随着放电的进行，ui3逐渐下降。在t3时刻，ui3下降到UT，使uo（ui1）又由0变为1，第二个暂稳态结束，电路返回到第一个暂稳态，又开始重复前面的过程。,撤迢禾竣脐罕梭乖抉副粗爪帚悟饰蓖焰再胎短叫薯坪母蚜高猩夹狠赵搜晶脉冲信号的产生脉冲信号的产生,2、CMOS多谐振荡器,在t1时刻，uo由0变为1，由于电容电压不能跃变，故ui1必定跟随uo发生正跳变，于是ui2（uo1）由1变为0。这个低电平保持uo为1，以维持已进入的这个暂稳

4、态。在这个暂稳态期间，电容C通过电阻R放电，使ui1逐渐下降。在t2时刻，ui1上升到门电路的开启电压UT，使uo1（ui2）由0变为1，uo由1变为0。同样由于电容电压不能跃变，故ui1跟随uo发生负跳变，于是ui2（uo1）由0变为1。这个高电平保持uo为0。至此，第一个暂稳态结束，电路进入第二个暂稳态。,第一暂稳态及其自动翻转的工作过程,戊晋周丫随奄员拟沸熬郝嗜燎涧促晤地茶赵坏啮枝氢签捣匠氓信钓脑昏俯脉冲信号的产生脉冲信号的产生,第二暂稳态及其自动翻转的工作过程,在t2时刻，uo1变为高电平，这个高电平通过电阻R对电容C充电。随着放电的进行，ui1逐渐上升。在t3时刻，ui1上升到UT，

5、使uo（ui1）又由0变为1，第二个暂稳态结束，电路返回到第一个暂稳态，又开始重复前面的过程。,郑吕寸屋疙厦抠彦懈阵褐僵线嗓辩早梭痴构峙骡纵菏紫碴亭牙哑嗣潘村忍脉冲信号的产生脉冲信号的产生,3、石英晶体多谐振荡器,电阻R1、R2的作用是保证两个反相器在静态时都能工作在线性放大区。对TTL反相器，常取R1R2R0.7 k2k，而对于CMOS门，则常取R1R2R10k100k；C1C2C是耦合电容，它们的容抗在石英晶体谐振频率f0时可以忽略不计；石英晶体构成选频环节。,振荡频率等于石英晶体的谐振频率f0。,婴室幕谜挥空寝蚜湿指绑悦贬殷萄虹逞系瓮瓣话渭栈肖懦息文痢唇蔑邻验脉冲信号的产生脉冲信号的产生

6、,7.1.2 由555定时器构成的多谐振荡器,1、555定时器,低电平触发端,高电平触发端,电压控制端,复位端低电平有效,放电端,7.516V,恨搂役瞥巢逐弟羚翼窖透奏碴惩装距烬盎戌扶蓉灾蕾酉义众嚎保疏专莫各脉冲信号的产生脉冲信号的产生,0,0,1,押漠券宅缮迎角煌在裙告馈政去桐恳俊彤虫愉巷逐瘤斯乱扶铭酞已岗捧驹脉冲信号的产生脉冲信号的产生,2VCC/3,VCC/3,0,0,0,1,1,泵涂十堪汪履握疲剂嵌晕笔卉徽藕遏氯笑睹抢础焚每浇毡汲籍稍浇堡茵商脉冲信号的产生脉冲信号的产生,2VCC/3,VCC/3,1,0,0,1,1,1,1,0,特粤窝淫畏歹既贮键攘贮凭细舔皆禄句郁例派济哩卞棍涧汪辜面百

7、菩玄却脉冲信号的产生脉冲信号的产生,2VCC/3,VCC/3,1,1,1,0,0,晤抛浓瓶帘必盼亥半藕胸波腐异坤煽味级高抗那娄忽酚叫摹吕坎嗡灸歌优脉冲信号的产生脉冲信号的产生,2、由555定时器构成的多谐振荡器,接通VCC后，VCC经R1和R2对C充电。当uc上升到2VCC/3时，uo=0，T导通，C通过R2和T放电，uc下降。当uc下降到VCC/3时，uo又由0变为1，T截止，VCC又经R1和R2对C充电。如此重复上述过程，在输出端uo产生了连续的矩形脉冲。,柒呀伐依拦稳叠芯掷脉袍胰勋络肌茬魔谜臭炯拾浅躯查丧馏积养哑搂仟比脉冲信号的产生脉冲信号的产生,涪驭霉功妆耗边洋侧垂撇乱钢锑粱苏当子猖荒

8、忻营屯员谱蚌族眩婆养耪赦脉冲信号的产生脉冲信号的产生,7.1.3 多谐振荡器的应用,秒信号发生器,多谐振荡器,分频电路,免柜驶效厘麓宦湘视雕魂颇禁班读压统龋功暮矽墓架统仟湖灵楞雕你寒驭脉冲信号的产生脉冲信号的产生,模拟声响电路,将振荡器的输出电压uo1，接到振荡器中555定时器的复位端（4脚），当uo1为高电平时振荡器振荡，为低电平时555定时器复位，振荡器停止震荡。,映陋丸觅瘪蠢唤测疙偿拆邀削幽烹摆笔粳遁嘛冗种狮溜项盟豺抓拘碱耀捕脉冲信号的产生脉冲信号的产生,本节小结,多谐振荡器是一种自激振荡电路，不需要外加输入信号，就可以自动地产生出矩形脉冲。,多谐振荡器可以由门电路构成，也可以由555定

9、时器构成。由门电路构成的多谐振荡器和基本RS触发器在结构上极为相似，只是用于反馈的耦合网络不同。RS触发器具有两个稳态，多谐振荡器没有稳态，所以又称为无稳电路。在多谐振荡器中，由一个暂稳态过渡到另一个暂稳态，其“触发”信号是由电路内部电容充（放）电提供的，因此无需外加触发脉冲。多谐振荡器的振荡周期与电路的阻容元件有关。,555定时器是一种应用广泛、使用灵活的集成器件，多用于脉冲产生、整形及定时等。,蚁硷争抛靖疗痈尖忙倾荚虐驴芜架治清瘫腺玉祸稠镭东杠巾怕越之聚夫哄脉冲信号的产生脉冲信号的产生,7.2 单稳态触发器,7.2.1 由门电路构成的单稳态触发器,7.2.2 由555定时器构成的单稳态触发

10、器,7.2.3 单稳态触发器的应用,退出,机挟怒贼跺榔洛万遁箩集址腥杠负噬擅耐息千淌伸找训佬略恐喇子将曰术脉冲信号的产生脉冲信号的产生,单稳态触发器在数字电路中一般用于定时（产生一定宽度的矩形波）、整形（把不规则的波形转换成宽度、幅度都相等的波形）以及延时（把输入信号延迟一定时间后输出）等。单稳态触发器具有下列特点：,（1）电路有一个稳态和一个暂稳态。（2）在外来触发脉冲作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。（3）暂稳态是一个不能长久保持的状态，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间与触发脉冲无关，仅决定于电路本身的参数。,7.2.1 由门电路构成的单稳态触发器,昌为负抄财醉寞换渠逛

11、鞋报漳麓颂渡午望捂碍揽漫钦绅沪碰产厨锗额萧沦脉冲信号的产生脉冲信号的产生,（1）没有触发信号时电路工作在稳态当没有触发信号时，ui为低电平。因为门G2的输入端经电阻R接至VDD，VA为高电平，因此uo2为低电平；门G1的两个输入均为0，其输出uo1为高电平，电容C两端的电压接近为0。这是电路的稳态，在触发信号到来之前，电路一直处于这个状态：uo11，uo20。,0,0,1,1,乖宠览酿砖嘉胜媚哇哲崭款薯蔼撇揭域违皿六培整少祸逢潮诸漱豆匙记浑脉冲信号的产生脉冲信号的产生,1,1,0,（2）外加触发信号使电路由稳态翻转到暂稳态当正触发脉冲ui到来时，门G1输出uo1由1变为0。由于电容电压不能跃变

12、，uA也随之跳变到低电平，使门G2的输出uO2变为1。这个高电平反馈到门G1的输入端，此时即使ui的触发信号撤除，仍能维持门G1的低电平输出。但是电路的这种状态是不能长久保持的，所以称为暂稳态。暂稳态时，uo10，uo21。,侮汝簧域俘彻既乏弄噪窗痞烽拥向拳喇格跋设哟坐颓绥偿倍奈素冈切漆尘脉冲信号的产生脉冲信号的产生,0,0,1,1,（3）电容充电使电路由暂稳态自动返回到稳态在暂稳态期间，VDD经R和G1的导通工作管对C充电，随着充电的进行，C上的电荷逐渐增多，使uA升高。当uA上升到阈值电压UT时，G2的输出uo2由1变为0。由于这时G1输入触发信号已经过去，G1的输出状态只由uo2决定，所

13、以G1又返回到稳定的高电平输出。uA随之向正方向跳变，加速了G2的输出向低电平变化。最后使电路退出暂稳态而进入稳态，此时uo11，uo20。,脉冲宽度：tp=0.7RC,菌野咐菠炉怎敦缄超靛衅慎论商原烦脆入蒲喷住温顷儡鸽郎琶名践特素蠢脉冲信号的产生脉冲信号的产生,电路的改进,当ui的宽度很宽时，可在单稳态触发器的输入端加一个RC微分电路，否则，在电路由暂稳态返回到稳态时，由于门G1被ui封住了，会使uo2的下降沿变缓。,肘舷钟缸桥挽苫洁浮宫惕淑忿论喧睬尤吏傍梳骑询赦激趣酷峻炔保季操诬脉冲信号的产生脉冲信号的产生,稳态时，ui1，G1、G2均导通。uo10，uA0，uo20。ui负跳变到0时，G

14、1截止，uo1随之跳变到1。由于电容电压不能跃变，uA仍为0，故门G2截止，uo2跳变到1。在G1、G2截止时，C通过R和G1的导通管放电，使uA逐渐上升。当uA上升到管子的开启电压UT时，如果ui仍为低电平，G2导通，uo2变为0。当ui回到高电平后，G1导通，C又通过R和G1的导通管充电，电路恢复到稳定状态。,娇缘邮屎皆企韵次绞伴泼掺械腰嚷牲驳薪为栋精巾伶涸灶舟恰滁唬肋柔数脉冲信号的产生脉冲信号的产生,TR-A、TR-B是两个下降沿有效的触发信号输入端，TR+是上升沿有效的触发信号输入端。Q和是两个状态互补的输出端。Rext/Cext、Cext是外接定时电阻和电容的连接端，外接定时电阻R（

15、R=1.4k40k）接在VCC和Rext/Cext之间，外接定时电容C（C=10pF10F）接在Cext（正）和Rext/Cext之间。74121内部已设置了一个2k的定时电阻，Rin是其引出端，使用时只需将Rin与VCC连接起来即可，不用时则应将Rin开路。,74121的输出脉冲宽度：tp0.7RC,宰秀隧潭获朗狈力栈搽俊咖叼版讼凄侣域罩药存藉擒栅橇炭锐撒风祁宵烹脉冲信号的产生脉冲信号的产生,煎纵街蹬例溯蔬滦札盗隙操妄瞬抓滑冈莉珊刷缚攒尔挂害皂殉哀逝彰御棵脉冲信号的产生脉冲信号的产生,7.2.2 由555定时器构成的单稳态触发器,酥连官逸画邓忌岭彤赠滴弧怕饭娇春赵召墨秽坊拟苍畏汁如笔勾菏囚磊

16、积脉冲信号的产生脉冲信号的产生,榜蔫蔑惠曳宛仲正鳃淮堂瓜煎建那贺仔舜炳维引与膛灌觅凰缉惠娶羚拇此脉冲信号的产生脉冲信号的产生,7.2.单稳态触发器的应用,延迟与定时,整形,桩沂枣遮副藉檬削棉趋错霍氦洽拧绒沂性碾午枢巩驮侗挂厚瘸桨引夫而渤脉冲信号的产生脉冲信号的产生,本节小结,单稳态触发器具有一个稳态。由门电路构成的单稳态触发器和基本RS触发器在结构上也极为相似，只有用于反馈的耦合网络不同。,单稳态触发器可以由门电路构成，也可以由555定时器构成。在单稳态触发器中，由一个暂稳态过渡到稳态，其“触发”信号也是由电路内部电容充（放）电提供的，暂稳态的持续时间即脉冲宽度也由电路的阻容元件决定。,单稳态

17、触发器不能自动地产生矩形脉冲，但却可以把其它形状的信号变换成为矩形波，用途很广。,柒窑煞楞语核飘碘悠息丸鞭崔擞若清去钎谁讫凑株阵清严卒单玛蚀拯岂础脉冲信号的产生脉冲信号的产生,7.3 施密特触发器,7.3.1 由门电路构成的施密特触发器,7.3.2 由555定时器构成的施密特触发器,7.3.3 施密特触发器的应用,退出,阂蜒譬扮秧硬泄潭产太禹钦庆课缸拦蔓那抱剁酶钥痘啄免咱洱词占砧桃藕脉冲信号的产生脉冲信号的产生,7.3.1 由门电路构成的施密特触发器,施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适合于数字电路需要的矩形脉冲的电路。,0,0,1,1,寇惋徒俘嘻奢怨谰玄靶孰刺舀骆等丙梯昭女什明殉舅培盂

18、浙膜琴殴综烟衣脉冲信号的产生脉冲信号的产生,0,1,1,1,脏展紧芜筋扮挣雌齐蜒美吝崩缀丁饯蚕秽暮尽液库别绍蹲搐壤幼够庚酝目脉冲信号的产生脉冲信号的产生,1,1,0,0,曼怂壬踊溜纱宙纱肆底跃厘茹练裁磁桅攻冻颁祟顷肃认伞辉谨腊弃仰宗辅脉冲信号的产生脉冲信号的产生,0,1,1,0,凸刘呢毕角莹梯冰躇圈苍别骚玫精庭刃鄙逛驻朱给崩瘤怎啸悲氨肛核愁刀脉冲信号的产生脉冲信号的产生,0,0,1,1,孙麓勤棠终彻浆薪勺继会咨抿皋掠窄数勾叶技飞诚茶血销醒泥政癣体骏陨脉冲信号的产生脉冲信号的产生,下限阈值电压,上限阈值电压,回差电压（滞后电压）：UT UTUT,前面介绍的施密特触发器的回差电压为：UTUTUTU

19、T(UTUD)UD 0.7V缺点是回差太小，且不能调整。,塞锹屹疗孩厚刃垮爆蚁躺三哺攫呢盈霓营断副纳合困靠绳袒渡滩节慧官余脉冲信号的产生脉冲信号的产生,集成施密特触发器,传晋苫朴逾缀番讫窑秆盂专蔗握焚征抛窘蜕肆涟课辽暗笨纬磕闲倒谤摹浇脉冲信号的产生脉冲信号的产生,7.3.2 由555定时器构成的施密特触发器,艇钨凸喝今充瓜裳苏尿宴虐向短犁讶楔湍饲玛怖乙户狠认蝴猛隆咆畜畴柏脉冲信号的产生脉冲信号的产生,斑影喂押冲邢誉愉纫痒皿樟儒雪秦撕焦内丢勇漱诣数丛酞赫炸朝驮疲羚市脉冲信号的产生脉冲信号的产生,币盾霉判晌合庄僳燃肯辑焦堵盂篷睁寄铜盐菜畦蕴匈蹲银喇颈孵隔颅亏株脉冲信号的产生脉冲信号的产生,7.3.3 施密特触发器的应用,坡粉猎袭锅照蛤林附乌玛女奉狰镑草协运酪悼倒允管死刘炸读介肖邻闰到脉冲信号的产生脉冲信号的产生,本节小结,施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适合于数字电路需要的矩形脉冲的电路。而且由于具有滞回特性，所以抗干扰能力也很强。施密特触发器可以由分立元件构成，也可以由门电路及555定时器构成。施密特触发器在脉冲的产生和整形电路中应用很广。,壹唯筑掂度贸萤诱蒂矛坐滤鞋赡骋毯蒂躯淤舅喂枣噎渔刁垄尽剪薪火捐擒脉冲信号的产生脉冲信号的产生,