电子技术第19讲脉冲产生与整形(共46).ppt

第19讲第16章 脉冲信号的产生与整形16.1 由门电路构成的多谐振荡器和 单稳态触发器16.2 集成单稳7412316.3 集成定时器555 第16章 脉冲波形的产生与整形16.1 由门电路构成的多谐振荡器和单稳态触发器 由门电路构成的多谐振荡器 由门电路构成的单稳态触发器16.2 集成单稳态触发器74LS123集成单稳态触发器74LS123的功能 集成单稳态触发器74LS123的应用举例16.3集成定时器555 16.3.1 555定时器的工作原理 16.3.2 555定时器的应用 16.1由门电路构成的多谐振荡器和单稳态触发器 一、由奇数个非门组成的多谐振荡器 利用门电路的传输延迟时间，将奇数个非门首尾相接，就可以构成一个简单的多谐振荡器环行振荡器:111u1u2u30tu3缺点: 因门电路传输延迟时间很短10nS左右，所以振荡频率太高,并且不可调整由门电路构成的多谐振荡器二、带RC延时电路的多谐振荡器111u1u2u3CARRSG1G2G3时间常数 RC门电路传输延迟时间u3 周期：T 2.2 RCRS：限流电阻，几百输出0tu30tu20tu10tuAUT假设：开始时u3=0当uAUT时，u3不反转u1CR1u2 =0.3VA111u1u2u3CARRSG1G2G3带RC延时电路的环行振荡器分析0tu30tu20tu10tuAUT当uA=UT时，u3反转，u1、u2也同时反转111u1u2u3CARRSG1G2G30tu30tu20tu10tuAUT 由于电容电压不能 突变,当u1 发生下跳时,uA有一突变。

111u1u2u3CARRSG1G2G30tu30tu20tu10tuAUT111u1u2u3CARRSG1G2G3u2u1，电容反向充电 , uA上升0tu30tu20tu10tuAUT当uA=UT 时，u3、u1、u2反转111u1u2u3CARRSG1G2G30tu30tu20tu10tuAUTU由于u1上跳，电容电压不能突变，所以uA上跳，然后uA下降，进入下一个周期111u1u2u3CARRSG1G2G3T0tu30tu20tu10tuAUTU可以推导，输出信号的周期近似为:T 2.2 RC111u1u2u3CARRSG1G2G3三、RC耦合式振荡器0tuo0tuA11R1R2C2C1uoA当R1=R2=R , C1=C2=C时 输出信号的周期近似为:T 1.4 RC四、石英晶体振荡器输出方波uO的频率 =石英晶体的固有谐振频率石英晶体等效电路石英晶体11R1R2CuoAR1=R2=1kC=0.1F优点：振荡频率稳定，精度高，常用作基准信号源单稳态触发器: 输出端只有一个稳定状态, 另一个状态那么是暂稳态参加触发信号后，它可以由稳定状态转入暂稳态，经过一定时间以后，它又会自动返回原来的稳定状态。

稳定状态稳定状态暂稳态16.1.2 由门电路构成的单稳态触发器由外部触发后，由稳定状态变为暂稳态经延时电路延时后，又自动返回稳定状态一、由门电路构成的积分型单稳态触发器0tuiu1uAu20t0t0tt1当ui=0时u1u2RC1&uiAui：外部触发脉冲当ui上跳时， u1下跳因uA不能突变，所以u2下跳0tuiu1uAu20t0t0tt1u1下跳后，C放电，uA下降UTTWTW=1.1RCu1u2RC1&uiA当uA=UT时，u2上跳，输出一个宽度为TW的负脉冲当ui下跳时，u1上跳，C再充电， uA上升为高电平uA0tUTu20t0tuiu10tt1t3缺点： 假设C的放电太慢，在 t1- t3期间, uAUT , 失去对 u2 低电平宽度的控制作用u1u2RC1&uiAu2将随着ui变为0而变为1u1u2RC1&uiA&ui,1u3 ( a )( b )改进型电路u1u2RC1&uiAu1uAu20t0t0tui0tUT0tuit1t1改进的积分型单稳触发器工作原理特点: 输出脉冲宽度不受输入脉冲宽度的影响u1u2RC1&uiA&ui,1u3 二、由门电路构成的微分型单稳态触发器(略)16.2 集成单稳态触发器74LS123 74LS123 内部包括两个独立的单稳。

单稳输出脉冲的宽度，主要由外接的定时电阻( RT )和定时电容( CT )决定单稳的翻转时刻决定于 A、B、CLR 三个输入信号ABCLRRT/CTCTABCLRRT/CTCT1216.2.1 集成单稳态触发器74LS123的功能触发74LS123功能表ABCLRRT/CTCT+5V清0CLRAB说明000000011111111稳态稳态触发触发时：Q端得到正脉冲 Q端得到负脉冲ABCLRRT/CTCT+5VABCLRRT/CTCT+5V“1”TW = 0.45 RT CT 单位 RT：k, CT: pF, tW: nSCT 1000PFRTCTCTRTTWATWB集成单稳态触发器74LS123应用举例例1.用单稳进行彩灯的延时控制BTWABCLRRT/CTCT+5VCTRT延时时间QAQCQBQDCPCLRRS0S1QAQCQBQDCPCLRRS0S1ABCDEFGH7 4 L S 1 9 4 ( 1 )7 4 L S 1 9 4 ( 2 )R2C2AQ2R1C1AQ1B+ 5V移位输入DW1DW2时钟+5V+5V9108发光二极管串行移位存放器单稳态触发器彩灯控制过程:全亮由左到右逐个灭全灭延时全亮,周而复始例2.用单稳进行波形的整形、用晶体振荡器产生计数器的计数脉冲(数字测速系统)放大器电机圆盘红外发射红外接收单稳整形计数器定时器(晶体振荡器)显示译吗器数码显示器uiuo转/分分频器uiuo16.3 集成定时器55516.3.1 555定时器的工作原理一、内部电路组成内部电路组成:(1)分压器(3个R)(2)电压比较器 (A1、A2(3)RS触发器(4)反相器(5)晶体管T+A1+A2RSTRCVTHRDTVCCUO6GND5432178DRRR1端GND 地2端TR 低电平触发输入 3端UO 输出4端RD 直接清05端CV 电压控制，不用 时经0.01F电容 接地6端TH 高电平触发输入7端D 三极管集电极8端VCC 电源(4.5V18V)16.3.1 555定时器的工作原理(续)二、引脚功能+A1+A2RSTRCVTHRDTVCCUO6GND5432178DRRR16.3.1 555定时器的工作原理(续)三、工作原理 各局部的功能+A1+A2RSTRCOTHRDTVCCUO6GND5432178DRRR(1)分压器为比较器提供基准电压，A1的基准电压为 ，A2的基准电压为 。

2）阈值端（TH）和触发端（TR）的外加输入信号和两基准电压比较当TH 时，A1输出高电平；当TR 时，A2输出高电平反之，两比较器输出低电平 3A1、A2的输出作为RS触发器的输入R=1时，Q=0；S=1时，Q=14RS触发器的反相输出端经反相驱动后输出UO,即UO=Q(5)当Q=0时,T导通；Q=1时，T截止16.3.1 555定时器的工作原理(续)三、工作原理 功能表555定时器的功能表RDTHTRUOT10001100导通导通截止保持2VCC/3时， uo=0, T导通,电容C很快放电,电路恢复到初始状态555单稳电路波形图上电清0：由于CS的作用，上电后uo=0，T导通，uc=0555单稳电路波形图当ui为高电平时， uo保持，仍为uo=0555单稳电路波形图当ui由高电平变为低电平时， uo=1T截止，C开始充电555单稳电路波形图ui脉冲足够窄, ui变为高电平后, uo保持为1,C继续充电555单稳电路波形图当C充电2VCC/3时， uo=0, T导通,电容C很快放电,电路恢复到初始状态555单稳电路波形图tw输出脉冲宽度：。