最新数字电路-第8章-脉冲波形的产生与整形概要幻灯片.ppt

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1、数字电路-第8章-脉冲波形的产生与整形概要8.1概述8.1.1脉冲产生电路和整形电路的特点获得矩形脉冲的方法通常有两种：一种是用脉冲产生电路直接产生；另一种是对已有的信号进行整形，然后将它变换成所需要的脉冲信号。脉冲产生电路能够直接产生矩形脉冲或方波，它由开关元件和惰性电路组成，开关元件的通断使电路实现不同状态的转换，而惰性电路则用来控制暂态变化过程的快慢。典型的矩形脉冲产生电路有双稳态触发电路、单稳态触发电路和多谐振荡电路三种类型。双稳态触发电路具有两个稳定状态，两个稳定状态的转换都需要在外加触发脉冲的推动下才能完成。单稳态触

2、发电路只有一个稳定状态，另一个是暂时稳定状态，从稳定状态转换到暂稳态时必须由外加触发信号触发，从暂稳态转换到稳态是由电路自身完成的，暂稳态的持续时间取决于电路本身的参数。多谐振荡电路能够自激产生脉冲波形，它的状态转换不需要外加触发信号触发，而完全由电路自身完成。因此它没有稳定状态，只有两个暂稳态。图8-2从U(0+)到UT所经历的时间tM8.2555定时器及其应用8.2.1555定时器的组成与功能图8-3555定时器(a)电路结构；(b)引脚图图8-3(a)中，比较器C1的输入端U6(接引脚6)称为阈值输入端，手册上用TH标注，

3、比较器C2的输入端U2(接引脚2)称触发输入端，手册上用TR标注。C1和C2的参考电压(电压比较的基准)UR1和UR2由电源UCC经三个5kΩ的电阻分压给出。当控制电压输入端UCO悬空时，，；若UCO外接固定电压，则。RD为异步置0端，只要在RD端加入低电平，则基本RS触发器就置0，平时RD处于高电平。定时器的主要功能取决于两个比较器输出对RS触发器和放电管V1状态的控制。当时，比较器C1输出为0，C2输出为1，基本RS触发器被置0，V1导通，Uo输出为低电平。当时，C1输出为1，C2输出为0，基本RS触发器被置1，V1截

4、止，Uo输出高电平。当时，C1和C2输出均为1，则基本RS触发器的状态保持不变，因而V1和Uo输出状态也维持不变。表8-1555定时器功能表8.2.2555定时器的典型应用1.单稳态触发器图8-4用555定时器构成的单稳触发器(a)电路图；(b)波形图1)工作原理①静止期：触发信号没有来到，Ui为高电平。电源刚接通时，电路有一个暂态过程，即电源通过电阻R向电容C充电，当UC上升到时，RS触发器置0，Uo=0，V1导通，因此电容C又通过导电管V1迅速放电，直到UC=0，电路进入稳态。这时如果Ui一直没有触发信号来到，电路就一直处

5、于Uo=0的稳定状态。②暂稳态：外加触发信号Ui的下降沿到达时，由于，RS触发器Q端置1，因此Uo=1,V1截止，UCC开始通过电阻R向电容C充电。随着电容C充电的进行，UC不断上升，趋向值UC(∞)=UCC。Ui的触发负脉冲消失后，U2回到高电平，在期间，RS触发器状态保持不变，因此，Uo一直保持高电平不变，电路维持在暂稳态。但当电容C上的电压上升到时，RS触发器置0，电路输出Uo=0，V1导通，此时暂稳态便结束，电路将返回到初始的稳态。③恢复期：V1导通后，电容C通过V1迅速放电，使UC≈0，电路又恢复到稳态，第二个触

6、发信号到来时，又重复上述过程。输出电压Uo和电容C上电压UC的工作波形如图8-4(b)所示。2)输出脉冲宽度TW输出脉冲宽度TW是暂稳态的停留时间，根据电容C的充电过程可知：因而代入式(8-2)可得图8-4(a)所示电路对输入触发脉冲的宽度有一定要求，它必须小于TW。若输入触发脉冲宽度大于TW时，应在U2输入端加RiCi微分电路。3)单稳触发电路的用途①延时，将输入信号延迟一定时间(一般为脉宽TW)后输出。②定时，产生一定宽度的脉冲信号。2.多谐振荡器图8-5用555定时器构成的多谐振荡器(a)电路图；(b)波形图1)工

7、作原理多谐振荡器只有两个暂稳态。假设当电源接通后，电路处于某一暂稳态，电容C上电压UC略低于，Uo输出高电平，V1截止，电源UCC通过R1、R2给电容C充电。随着充电的进行UC逐渐增高，但只要，输出电压Uo就一直保持高电平不变，这就是第一个暂稳态。当电容C上的电压UC略微超过时(即U6和U2均大于等于时)，RS触发器置0，使输出电压Uo从原来的高电平翻转到低电平，即Uo=0，V1导通饱和，此时电容C通过R2和V1放电。随着电容C放电，UC下降，但只要，Uo就一直保持低电平不变，这就是第二个暂稳态。当UC下降到略微低于时，RS

8、触发器置1，电路输出又变为Uo=1，V1截止，电容C再次充电，又重复上述过程，电路输出便得到周期性的矩形脉冲。其工作波形如图8-5(b)所2)振荡周期T的计算多谐振荡器的振荡周期为两个暂稳态的持续时间，T=T1+T2。由图8-5(b