脉冲信号的产生与整形VIP专享VIP免费

第四讲脉冲信号的产生与整第四讲脉冲信号的产生与整形形第四讲脉冲信号的产生与整第四讲脉冲信号的产生与整形形学习要点：555定时器的工作原理及逻辑功能。由555定时器构成单稳、多谐、施密特触发器的方法。4.14.1多谐振荡器多谐振荡器4.24.2单稳态触发器单稳态触发器4.34.3施密特触发器施密特触发器4.1多谐振荡器4.1.14.1.1由门电路构成的多谐振荡器由门电路构成的多谐振荡器4.1.24.1.2由由555555定时器构成的多谐振荡器定时器构成的多谐振荡器4.1.34.1.3多谐振荡器的应用多谐振荡器的应用4.1.1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。0(a)电路图&&ui1ui2uo2ui3uoRRSCuo(ui1)uo2ui3tttt(b)波形图000G1G2&G3ui2(uo1)UTt1t2t31、RC环形多谐振荡器在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。第一暂稳态及其自动翻转的工作过程在这个暂稳态期间，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。第二暂稳态及其自动翻的工作过程在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。振荡周期为：T≈2.2RC2、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。第一暂稳态及其自动翻转的工作过程在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，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。若UT＝0.5VDD，振荡周期为：T≈1.4RC&&R1C2R2C1uof(a)石英晶体多谐振荡器(b)石英晶体阻抗频率特性0Xf0电容性电感性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R1＝R2＝R＝0.7kΩ～2kΩ，而对于CMOS门，则常取R1＝R2＝R＝10kΩ～100kΩ；C1＝C2＝C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。1、555定时器4、1、2555定时器构成的多谐振荡器低低电平触发端高高电平触发端电压控制端复位端低低电平有效放电端4.5～16V①R=0时，Q=1，uo=0，T导通。001①R=0时,Q=1，uo=0，T饱和导通。②R=1、UTH＞2VCC/3、UTR＞VCC/3时，C1=0、C2=1，Q=1、Q=0，uo=0，T饱和导通。＞2VCC/3＞VCC/300011＜2VCC/3＞VCC/310011③R=1、UTH＜2VCC/3、UTR＞VCC/3时，C1=1、C2=1，Q、Q不变，uo不变，T状态不变。110＜2VCC/3＜VCC/311100④R=1、UTH＜2VCC/3、UTR＜VCC/3时，C1=1、C2=0，Q=0、Q=1，uo=1，T截止。CR1uc847365552510.01μFuoVCCR2ucuotttP1tP20VCC/32VCC/30(a)电路(b)工作波形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。CR1uc847365552510.01μFuoVCCR2ucuotttP1tP20VCC/32VCC/30(a)电路(b)工作波形第二个暂稳态的脉冲宽度tp2，即uc从2VCC/3放电下降到VCC/3所需的时间：tp2≈0.7...