9、脈沖單元電路

1、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)第九章 脈沖單元電路討論脈沖波形的產(chǎn)生、變換和整形1脈沖信號(hào)周期T脈沖寬度Tw0.5Vm0.9Vm0.1Vm占空比 q=Tw/T上升時(shí)間下降時(shí)間2施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器的工作特點(diǎn)： 施密特觸發(fā)器屬于電平觸發(fā)器件，適用于緩慢變化的信號(hào)，當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到某一定電壓值時(shí)，輸出電壓會(huì)發(fā)生突變。 電路有兩個(gè)閾值電壓。 輸入信號(hào)增加和減少時(shí)，電路的閾值電壓不同，電路具有如下圖所示的傳輸特性 。VT+VT_VT+VT_vovIvovI3集成門構(gòu)成的施密特觸發(fā)器4門電路組成的施密特觸發(fā)器vIVT+VT_vO00tt0vIvOVT+VT_VDD(a) 工作波形(b) 傳輸特性曲線1.4V0.7

2、V5回差特性VTH，上限觸發(fā)電平VTL，下限觸發(fā)電平回差電壓：VTH VTL6整形、波形變換要求回差小回差電壓設(shè)置合適，可以完成波形整形回差電壓設(shè)置不合適，得不到相應(yīng)輸出7消除干擾要求一定的回差8施密特觸發(fā)器的應(yīng)用1. 波形的整形及變換 vovIvovT2vT1ttt合理選擇回差電壓，可消除干擾信號(hào)。 2. 干擾抑制93. 幅度鑒別vovI00ttVth(VT+)10集成運(yùn)放構(gòu)成的施密特觸發(fā)器+-R1R2ViVpV0VTH= VOH R2/(R1+R2)VTL= VOL R2/(R1+R2)回差：VTL=（ VOH-VOL） R2/(R1+R2)方便調(diào)節(jié)11集成運(yùn)放構(gòu)成的施密特觸發(fā)器12單穩(wěn)觸

3、發(fā)器一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)（及一個(gè)暫穩(wěn)狀態(tài)）無觸發(fā)信號(hào)加入，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)外加觸發(fā)信號(hào)，電路轉(zhuǎn)換到另一個(gè)狀態(tài)贊穩(wěn)狀態(tài)；維持一段事件后，電路自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)。13集成運(yùn)放構(gòu)成的單穩(wěn)觸發(fā)器+VwFVwVdFVw VdFVw Vi Vd，Tw：0.69RC恢復(fù)時(shí)間：取R1=R2，Tr：0.41RC15集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器vOvItwtwvOvItwtw不可重復(fù)觸發(fā)可重復(fù)觸發(fā)被重復(fù)觸發(fā)不可重復(fù)觸發(fā)1674121兩種觸發(fā)方式1774121的應(yīng)用不外接定時(shí)元件，輸出脈寬30ns或35ns外接定時(shí)元件，輸出脈寬0.7RTCT（40ns28S）1874121的主要參數(shù) (1) 輸出脈沖寬度tW 使用外接定時(shí)元件： tW 0.

4、7RextC 不使用外部定時(shí)元件： tW 35ns（2）輸入觸發(fā)脈沖最小周期Tmin Tmin= tWtre tre是恢復(fù)時(shí)間。 74121內(nèi)部電阻=2k，外接電阻Rext可在1.440k之間選擇， 外接電容C可在10pF10F之間選擇， 當(dāng)R=2k時(shí)， 最大占空比qmax為67%； 當(dāng)R=40k時(shí)，最大占空比qmax可達(dá)90%。19741222074122217412222單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用定時(shí) twt w23延時(shí) vO1vO2vRvIvDDvDDvDD+ vthtttttpivthtwt1t224RCCextCext/Rext74121vovccB A1 A2vIC1DR組成噪聲消除電路

5、噪聲 vovIDCP(R)vovI噪聲多表現(xiàn)為尖脈沖，寬度較窄，而有用的信號(hào)的寬度較寬。注意：?jiǎn)畏€(wěn)觸發(fā)器的輸出脈寬應(yīng)大于噪聲寬度 而小于信號(hào)脈寬，才可消除噪聲。 2574121的應(yīng)用不外接定時(shí)元件，輸出脈寬30ns或35ns外接定時(shí)元件，輸出脈寬0.7RTCT（40ns28S）26自激多諧振蕩器矩形波（多諧）發(fā)生器兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，無需外加觸發(fā)即能產(chǎn)生矩形脈沖或方波電路形式多樣27 多諧振蕩器 VCC 開關(guān)電路 延時(shí)環(huán)節(jié)多諧振蕩器的基本組成開關(guān)器件：產(chǎn)生高、低電平 反饋延遲環(huán)節(jié)：利用RC電路的充放電特性實(shí)現(xiàn)延時(shí)，將 輸出電壓恰當(dāng)?shù)胤答伣o開關(guān)器件使之改變輸出狀態(tài)以獲得所需要的振蕩頻率。28集成運(yùn)放構(gòu)成

6、的多諧振蕩器29施密特觸發(fā)器構(gòu)成多諧振蕩器30單穩(wěn)觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器31石英晶體振蕩器穩(wěn)定性高32555定時(shí)器是一種應(yīng)用方便的中規(guī)模集成電路,只需外接少量的阻容元件就可以構(gòu)成單穩(wěn)、多諧和施密特觸發(fā)器。廣泛用于信號(hào)的產(chǎn)生、變換、控制與檢測(cè)。 555定時(shí)器電阻分壓器電壓比較器基本RS觸發(fā)器復(fù)位輸入端(0)輸出緩沖反相器集電極開路輸出三極管TvovICvI1vI2voC1C2+-+(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)RS&5 k 5 k 5 k &1RDVCC(8)G1、電路組成330109.4.1 555定時(shí)器TvovICvI1vI2voC1C2+-+(1)(2)(3)(4)(5)(6)

7、(7)RS&5 k 5 k 5 k &1RDVCC(8)G 如果懸空0101010110111保持保持2、工作原理34 555定時(shí)器功能表不變不變1導(dǎo)通01截止11導(dǎo)通00放電管T輸出(VO)復(fù)位(RD)觸發(fā)輸入(VI2)閾值輸入(VI1)輸 出輸 入9.4.1 555定時(shí)器359.4.2 定時(shí)器應(yīng)用舉例一、用555定時(shí)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)不變不變導(dǎo)通0截止1導(dǎo)通0 T VOVI2VI1輸 出輸 入 vO vI o v o C t t2 t1 )(-CCVa、接通電源電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)O =0t t 2 3 VCC o Vc=0 23 VCC 13 VCC1、工作原理36 t vO V

8、OH o vI o t vC o 1 3 VCC 2 3 VCC t t2 t1 0 C1_C2+一、用555定時(shí)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不變不變導(dǎo)通0截止1導(dǎo)通0 T VOVI2VI1輸 出輸 入b、當(dāng)輸入信號(hào)下降沿到達(dá)時(shí), 電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài) C1+tWtw=RC1n31.1RC c、電容放電, 電路自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài) 1、工作原理37一、用555定時(shí)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器2、用555定時(shí)器組成可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)55576218435RR1CT+-vovIVCC0.01 FvIvCvO00 0tttVCCVCCtW38二、用555定時(shí)器組成多諧振蕩器R1R2v 2 3 VCC 1 3 VCC vC 0 t1 t2 tPLtPHtPL=R2C1n20.7R2C tpH = (R1+R2)C1n20.7(R1+R2)C 不變不變導(dǎo)通0截止1導(dǎo)通0 T VOVI2VI1輸 出輸 入截止導(dǎo)通39二、用555定時(shí)器