脉冲波形的产生和整形电路

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1、课题14.1脉冲的基本概念14.2RC波形变换电路课型新课授课班级授课时数2教学目标1．了解脉冲的基本概念。2．掌握RC波形变换电路的结构和工作原理。教学重点1．脉冲的基本知识。2．RC电路的充放电过程及波形变换电路。教学难点RC电路的充放电过程及波形变换电路。学情分析教学效果教后记-203-新课A．引入在数字电路中，常常需要各种不同频率的矩形脉冲。获得矩形脉冲的方法一般有两种：一种是通过方波振荡器产生；另一种是利用整形电路产生。B．新授课14.1脉冲的基本概念14.1.1脉冲的概念脉冲：瞬间突变、作用时间极短的电压或电流信号，称为脉冲。

2、广义上讲，凡是非正弦规律变化的电压或电流都可称为脉冲。1．实验电路2．现象和结论（1）开关S闭合时，短接，输出电压。（2）时，开关S断开，输出电压。（3）时，开关S再闭合，又被短接，输出电压。重复此过程，则输出电压的波形变化即为一串脉冲波。14.1.2几种常见的脉冲波形常见的波形有矩形波、锯齿波、钟形波、尖峰波、阶梯波等。（实验演示）（分析现象）（引导学生参考教材资料）-203-14.1.3矩形脉冲波形参数（1）脉冲幅度——脉冲电压的最大变化幅度。（2）脉冲上升沿时间——脉冲上升沿从0.1上升到0.9的时间。（3）脉冲下降沿时间——脉冲上

3、升沿从0.9下降到0.1的时间。（4）脉冲宽度——脉冲前、后沿0.5处的时间间隔，说明脉冲持续时间的长短。（5）脉冲周期T——指周期性脉冲中，相邻的两个脉冲波形对应点之间的时间间隔。14.2RC波形变换电路14.2.1RC电路的瞬态过程所谓瞬态过程是指电路从一个稳定状态变化到另一个稳定状态所经历的过程。1．RC电路的充电过程（1）充电过程原理①开关S在B点，电容器C上没有电荷，。②开关S由B合到A后，电源对电容C充电。因电容器两端的电压不能突变，开关拔动瞬间。此时，充电电流最大，，R上的电压也最大，。③随着电容C上的电荷的积累，电压随之增

4、大，而随之下降，所以也逐渐下降。④最后，，，=0，充电结束。（2）波形电容器的充电速度与R和C的关系：电容C越大，上升就越慢；电阻R越大，上升就越慢。（引导学生参考教材资料）（引导学生分析工作原理）-203-时间常数：R和C的乘积称为RC电路的时间常数t。单位为s（秒）。充电时间可以用时间常数t来衡量，t大则慢，t小则快。2．RC电路的放电过程（1）放电过程原理①开关S重新合到B点，电容器将通过电阻R放电。②开始瞬间，电容器两端的电压不能突变，。此时，放电电流最大，。③随后，按指数规律下降，也随之下降。④最后，，=0，放电结束。（2）波形

5、放电时间可以用时间常数t来衡量，t大则慢，t小则快。14.2.2RC微分电路1．电路组成电路应具有如下条件：（1）输出信号取自RC电路中电阻R的两端，即。（2）电路的时间常数t应远小于输入的矩形波脉冲宽度，即t<<。2．工作原理（讲解）-203-（1）当时，，。（2）在的瞬间，由0突变为，立即有充电电流通过R和C。由于电容电压不能突变，此时=0，故，即输出电压由0跳为。（3）在期间，输入电压保持不变，由于时间常数t很小，所以电容C被快速充电，上升很快。而输出电压迅速下降。在之前，很快到达，而迅速下降为0，形成一个正的尖峰脉冲波。（4）在时

6、，从跳变到0，由于电容两端电压不能突变，仍为。所以，-。（5）在时刻以后，同样因为电路时间常数t很小，电容迅速放电，很快由-上升到0，形成一个负的尖峰脉冲波。3．电路特点微分电路能对输入脉冲起到“突出变化量，压低恒定量”的作用。14.2.3RC积分电路1．电路组成电路应具有如下条件：（1）输出信号取自RC电路中电容C的两端，即。（2）电路的时间常数t应远大于输入的矩形波脉冲宽度，即t>>。2．工作原理（引导学生分析工作原理）（讲解）-203-（1）在时刻，由0跳变为，由于电容电压不能突变，此时=0，故。（2）在期间，输入电压保持不变，电容

7、C被充电，按指数规律上升。因为电路时间常数t很大，所以充电速度缓慢，可近似认为线性增长。（3）在时，从下跳变到0，相当于输入端短路，电容C通过R开始放电，输出电压下降，直到下一矩形脉冲到来。3．电路特点积分电路能对输入脉冲起到“突出恒定量，压低变化量”的作用。4．积分电路的应用（1）将矩形脉冲变换成近似的三角波。（2）将上升沿、下降沿陡峭的矩形脉冲波变换成上升沿和下降沿较缓慢的矩形脉冲，使跳变部分“延缓”，也称为“积分延时”。（3）从宽窄不的脉冲串中，把宽脉冲选出来。例14-1图示电路中，R=20kW，C=200pF，若输入f=10kHz

8、的连续方波，问此电路是RC微分电路，还是一般的RC耦合电路？解先求电路的时间常数tt=RC=再求方波的脉宽。因为方波脉宽为周期的一半，即由上面计算知，，这是微分电路。例14-2图示电路中，若C