第十二章 脉冲信号的产生与整形.

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1、第十二章第十二章 脉冲信号的产生与整形脉冲信号的产生与整形概述：概述： 在数字电路中，常常需要各种宽度和幅度、在数字电路中，常常需要各种宽度和幅度、且边沿陡峭的脉冲信号。获得脉冲信号的方法通常有且边沿陡峭的脉冲信号。获得脉冲信号的方法通常有两种：一是由多谐振荡器产生；二是将其它非脉冲信两种：一是由多谐振荡器产生；二是将其它非脉冲信号经整形变成脉冲信号。本章只介绍由号经整形变成脉冲信号。本章只介绍由555定时器构定时器构成的脉冲产生和整形电路。成的脉冲产生和整形电路。555集成定时器集成定时器一、电路结构一、电路结构555定时器由定时器由5部分组成：部分组成：1.基本基本RS触发器触发器2.比较

2、器比较器A1和和A23.分压器有三个分压器有三个5K 电阻串联组成，使电阻串联组成，使 U1 =2 VCC /3 U2 = VCC /34.开关管开关管T+_+_RSQQ5K 5K 5K R+VCCRCOTHTR1uOA1A25627384U2U11+G1T5.输出缓冲器输出缓冲器G1： 其作用就是提高其作用就是提高 定时器的带负载定时器的带负载 能力和隔离负载能力和隔离负载 对定时器的影响。对定时器的影响。结构结构+_+_RSQQ5K 5K 5K R+VCCRCOTHTR1uOA1A25627384U2U11+G1T555定时器定时器1 2 3 48 7 6 5+VCC TH COGND T

3、R OUT R（1）4脚为复位输入端（脚为复位输入端（ RD ），当），当RD为低电平时，不管其他输入端的状态为低电平时，不管其他输入端的状态如何，输出如何，输出uo为低电平。正常工作时，应将其接高电平。为低电平。正常工作时，应将其接高电平。（2 2）5脚为电压控制端，当其悬空时，比较器脚为电压控制端，当其悬空时，比较器C1和和C2的比较电压分别为的比较电压分别为2/3VCC 和和1/3VCC 。工作中不使用该端时，一般通过一个。工作中不使用该端时，一般通过一个0.01 F的电容接地，的电容接地，以旁路高频干扰。以旁路高频干扰。（3）2脚为触发输入端，脚为触发输入端，6脚为阈值输入端，两端的电

4、位高低控制比较器脚为阈值输入端，两端的电位高低控制比较器C1和和C2的输出，从而控制的输出，从而控制RS触发器，决定输出状态。触发器，决定输出状态。555工作原理工作原理+_+_RSQQ5K 5K 5K R+VCCRCOTHTR1uOA1A25627384U2U11+G1T(VH)(VR)(RD)(u0) 施密特触发器施密特触发器施密特触发器施密特触发器具有回差电压特性，能将边沿变具有回差电压特性，能将边沿变 化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。一一. 用用555定时器构成的施密特触发器定时器构成的施密特触发器1. 电路组成及工作原理电路组成及工

5、作原理1 12 26 65 5VCCRDO5555553 3Ov7 7vvI2I1vIC8 84 412IvCCVVCC2Rv+_+_RSQQ5K 5K 5K R+VCCRCOTHTR1uOA1A25627384U2U11+G1T(VH)(VR)(RD)(u0)1 12 26 65 5VCCRDO5555553 3Ov7 7vvI2I1vIC8 84 412IvCCVVCC2Rv2. 电压滞回特性和主要参数电压滞回特性和主要参数（1）电压滞回特性）电压滞回特性（a）上限阈值电压上限阈值电压VT+vI上升过程中，输出电压上升过程中，输出电压vO由高电平由高电平VOH跳变到低电平跳变到低电平VOL

6、时，所对应的输入电压值。时，所对应的输入电压值。VT+=2/3VCC。（b）下限阈值电压下限阈值电压VT vI下降过程中，下降过程中，vO由低电平由低电平VOL跳变跳变到高电平到高电平VOH时，所对应的输入电压值。时，所对应的输入电压值。VT=1 /3VCC。（3）回差电压）回差电压VT VT= VT+VT=1 /3VCC（2）主要静态参数）主要静态参数二二 集成施密特触发器集成施密特触发器1. TTL集成施密特触发器集成施密特触发器74LS14 2. CMOS集成施密特触发器集成施密特触发器CC4010612345671A1Y2A2Y3A3YGND8910111213144A4Y5A5Y6A

7、6YVCC(a)74LS1412345678910111213141A1Y2A2Y3A3Y4A4Y5A5Y6A6YVVDDSS(b)CC40106三三 施密特触发器的应用举例施密特触发器的应用举例1. 用作接口电路用作接口电路将缓慢将缓慢变化的输入信号，转换成为变化的输入信号，转换成为符合符合TTL系统要求的脉冲波系统要求的脉冲波形。形。2. 整形电路整形电路把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。3. 脉冲鉴幅脉冲鉴幅从一系列幅度不同的脉冲信号中，选从一系列幅度不同的脉冲信号中，选 出那些幅度大于出那些幅度大于VT+的输入脉冲。的输入脉冲。 单稳态触发器单稳态

8、触发器单稳态触发器单稳态触发器有一个稳态和一个暂稳态；在触有一个稳态和一个暂稳态；在触发脉冲作用下，由稳态翻转到暂稳态；暂稳状态维发脉冲作用下，由稳态翻转到暂稳态；暂稳状态维持一段时间后，自动返回到稳态。持一段时间后，自动返回到稳态。一一 用用555定时器组成单稳态触发器定时器组成单稳态触发器1. 电路组成及工作原理电路组成及工作原理2 26 6VCCRDO5555553 3vI2I1v8 84 4v7 7RVCCC1 15 50.01 FC1vCvI1）当）当vI=1时，时，电路工作在稳定电路工作在稳定 状态，即状态，即vO=0，vC=0。（2）vI下降沿触发下降沿触发, 当当vI下降下降

9、沿到达时，沿到达时，vO由由0跳变为跳变为1， 电路由稳态转入暂稳态。电路由稳态转入暂稳态。2 26 6VCCRDO5555553 3vI2I1v8 84 4v7 7RVCCC1 15 50.01 FC1vCvI2C3VCCvttOOttOvvOtIVCC01tW(VH)(VR)(RD)(u0)2 26 6VCCRDO5555553 3vI2I1v8 84 4v7 7RVCCC1 15 50.01 FC1vCvI2C3VCCvttOOttOvvOtIVCC01tW在暂稳态期间，三极管在暂稳态期间，三极管T截止，截止，VCC经经R向向C充电。时间常数充电。时间常数1=RC，vC由由0V开始增大，

10、在开始增大，在vC上升到上升到2/3VCC之前，电路保持暂稳态不变。之前，电路保持暂稳态不变。（4）自动返回（暂稳态结束）时间）自动返回（暂稳态结束）时间当当vC上升至上升至2/3VCC时，时，vO由由1跳变跳变0，三极管，三极管T由截止转为饱和导通，由截止转为饱和导通，电容电容C经经T迅速放电，电压迅速放电，电压vC迅速降至迅速降至0V，电路由暂稳态重新转入，电路由暂稳态重新转入稳态。稳态。（3）暂稳态的维持时间）暂稳态的维持时间（5）恢复过程）恢复过程2 26 6VCCRDO5555553 3vI2I1v8 84 4v7 7RVCCC1 15 50.01 FC1vCvI2C3VCCvttO