第七章 脉冲波形的产生与整形+2

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1、 主要内容主要内容555定时器的工作原理、逻辑功能 及由555构成的脉冲电路。由门电路构成的脉冲电路。 数字电路区别于模拟电路的主要特点之一数字电路区别于模拟电路的主要特点之一是：它的工作信号是离散的脉冲信号。是：它的工作信号是离散的脉冲信号。 最常用的脉冲信号是方波最常用的脉冲信号是方波( (矩形波矩形波) )。如何如何产生方波以及对不理想的方波如何整形，是产生方波以及对不理想的方波如何整形，是本章讨论的重点。本章讨论的重点。脉冲电路分类脉冲电路分类：脉冲电路作用：脉冲电路作用：脉冲波形的产生和整形。脉冲波形的产生和整形。脉冲电路构成：脉冲电路构成： 开关电路开关电路 + RC+ RC电路电

2、路破坏电路的稳态，破坏电路的稳态，产生暂态。产生暂态。控制暂稳态时控制暂稳态时间的长短间的长短。脉冲电路与数字电路的比较：脉冲电路与数字电路的比较：单稳态电路（单稳态触发器）单稳态电路（单稳态触发器）多谐振荡（无稳态）电路多谐振荡（无稳态）电路施密特电路（施密特触发器）施密特电路（施密特触发器）数字电路的信号波形也是一种脉冲波形。数字电路的信号波形也是一种脉冲波形。脉冲电路侧重脉冲电路侧重波形波形，数字电路侧重，数字电路侧重逻辑关系。逻辑关系。电容充放电知识复习：电容充放电知识复习：(1) (1) 电容两端的电压不能突变，电容两端的电压不能突变，VcVc（0 0） VcVc（0 0）， 电容充

3、放电需要时间，有过渡过程，其时间长短只与电容充放电需要时间，有过渡过程，其时间长短只与 RCRC有关有关, ,工程上取工程上取33；（2 2）开始充放电（换路）瞬间，阻抗很小，相当短路；）开始充放电（换路）瞬间，阻抗很小，相当短路； 充放电结束，电路处于稳态，充放电结束，电路处于稳态，C C支路电流为支路电流为0 0，阻抗很大，阻抗很大， 相当开路；相当开路； （3 3）简单）简单RCRC电路中，各处电压、电流均按指数规律变化；电路中，各处电压、电流均按指数规律变化；（4 4）在简单）在简单RCRC电路中电路中)(tvC= =)(vC- -)(vC)0(vC+ +et)()()0()(lntv

4、vvvtCCCC- - -= =+ +或或本章讲授本章讲授2 集成门构成的脉冲电路集成门构成的脉冲电路1 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用学习要求学习要求1 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 555定时器是将模拟电路和数字电路集成于一体的定时器是将模拟电路和数字电路集成于一体的电子器件。它使用方便电子器件。它使用方便, ,带负载能力较强带负载能力较强, , 目前得到了目前得到了非常广泛的应用。非常广泛的应用。单定时器单定时器双极型双极型最后最后3 3位数位数555555单极型单极型最后最后4 4位数位数75557555双定时器双定时器双极型双极型最后最后3 3位数位数556

5、556单极型单极型最后最后4 4位数位数75567556型号：型号：一、一、 555555定时器的电路结构和基本功能定时器的电路结构和基本功能 555555定时器的内部电路包括以下几部分定时器的内部电路包括以下几部分 : : 两个电压比较器两个电压比较器: : C1C1、C2C2 ; ;一个基本一个基本RSRS 触发器触发器; ; 一个晶体管一个晶体管T T；由三个相等电阻组成的分压器由三个相等电阻组成的分压器; ;一个反相器一个反相器等等。 1. 1.电路结构电路结构由三个相等电阻组成的分压器由三个相等电阻组成的分压器一个基本一个基本RS 触发器触发器一个晶体管一个晶体管T一个反相器一个反相

6、器两个电压比较器两个电压比较器: C1、C2v vo o+ + +- - -8 84 45 56 62 27 71 13 31 1R RR RR RRbRbTHTHCOCOTRTRD DQ QQ Q+Vcc+VccR RD D C C1 1C C2 2T T触发触发输入端输入端阈值阈值输入端输入端电压电压控制端控制端复位端复位端电平有效电平有效放电端放电端4.54.518V18V输出端输出端地地v vo o+ + +- - -8 84 45 56 62 27 71 13 31 1R RR RR RRbRbTHTHCOCOTRTRD DQ QQ Q+Vcc+VccR RD D C C1 1C C

7、2 2T T电源电压范围电源电压范围:4.5V 18V555定时器的管脚图定时器的管脚图12345678555VCCD TH COGND TRVoRD电电源源放放电电阈阈值值电控电控压制压制地地触触发发输输出出复复位位2.2.基本工作状态基本工作状态vo+-845627131RRRRbTHCOTRDQQ+VccRD C1C2TVcc32Vcc31 三个电阻构成的分压器给两个比较器提供三个电阻构成的分压器给两个比较器提供基准电压基准电压: : 分别为分别为 和和 。Vcc32Vcc31001导通时 T ， VoQ： RD ,010 vo+-845627131RRRRbTHCOTRDQQ+VccR

8、D C1C2T工作状态：工作状态： 在在THTH、TRTR、RD RD 端施端施加不同电平的控制加不同电平的控制信号，得到信号，得到555555的几的几种不同工作状态。种不同工作状态。 需了解需了解C1C1、C2C2、T T、Q Q、Q Q、Vo Vo 的工作情的工作情况。况。bTHCOTRD+VccRDvo+-845627131RRRRQQC1C22/3VCC1/3 VCC00011导通时 T ， VoQ： RD ,010 。、，导通,001101时 31 ,321 T VoQQ： RD C2C VVVV CCTRCCTH=1THCOTRD+VccRDvo+-845627131RRRRQQC

9、1C22VCC/3VCC/311010b状状态态不不变变。不不变变不不变变、， T VoQQ： RD ,;111时 31 ,321 C2C VVVV CCTRCCTH=THCOTRD+VccRDVo+-845627131RRRRQQC1C22VCC/32/3 2/3 VCCVCC1/31/3 VCC VCC0 0导通导通2/3 1/31/3 VCC VCC保持保持保持保持2/3 2/3 VCCVCC1/32/3 2/3 VCCVCC1/31/3 VCC VCC0 0导通导通2/3 1/31/3 VCC VCC保持保持保持保持2/3 2/3 VCCVCC1/32/3 2/3 VCCVCC。充电时

10、间决充电时间决定于定于RCRC的大的大小小。V6=VV6=VTHTHV2=VV2=VTRTRVoVoT T2/3 2/3 VCCVCC1/31/3 VCC VCC0 0导通导通2/3 1/31/3 VCC VCC保持保持保持保持2/3 2/3 VCCVCC1/32/3V2/3VCCCC时，时，VoVo0 0，T T导导通，通，C C放电。放电。V6=VV6=VTHTHV2=VV2=VTRTRVoVoT T2/3 2/3 VCCVCC1/31/3 VCC VCC0 0导通导通2/3 1/31/3 VCC VCC保持保持保持保持2/3 2/3 VCCVCC1/32/3 2/3 VCCVCC1/31

11、/3 VCC VCC0 0导通导通2/3 1/31/3 VCC VCC保持保持保持保持2/3 2/3 VCCVCC1/32/3 2/3 VCCVCC1/31/3 VCC VCC0 0导通导通2/3 1/31/3 VCC VCC保持保持保持保持2/3 2/3 VCCVCC1/32/3 2/3 VCCVCC1/31/3 VCC VCC0 0导通导通2/3 1/31/3 VCC VCC保持保持保持保持2/3 2/3 VCCVCC1/31/3 VCC VCC1 1截止截止2/3VCC tvi00vCt0vot 自动返回自动返回（V VI I1 1）: : 由以上过程可以由以上过程可以看出看出 : 每来