内容简介概述单稳态触发器施密特触发器多谐振荡器.ppt
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1、内容简介1.概述2.单稳态触发器3.施密特触发器4.多谐振荡器5.555定时器及其应用 重点内容1.多谐振荡器2.555定时器工作原理,第七章脉冲产生与整形电路,教学目标:理解掌握单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器的工作原理,及555定时器的工作原理及使用方法。,第七章脉冲产生与整形电路,学时安排:6 学时课后作业:7.5、7.12、7.13,第七章脉冲产生与整形电路,7.1 概述,1.脉冲信号:脉冲信号是指一种持续时间极短的电压或电流波形,如图所示。图(a)是方波,图(b)是矩形波,图(c)是尖顶脉冲,图(d)是锯齿波,图(e)是钟形脉冲。它们都可以通称为“脉冲信号”。,脉冲波形的不同形
2、状,7.1 概述,2.在数字电路中,要控制和协调整个系统的工作,常常需要时钟脉冲(CP)信号,获得这种矩形脉冲的方法:一是利用多谐振荡器直接产生,二是通过整形电路变换得到。多谐振荡器可通过门电路、石英晶体或集成555定时器三种方式构成。整形电路可分为施密特触发器或单稳态触发器,它们可以使脉冲的边沿变得陡峭,形成满足要求的矩形脉冲,脉冲波形的特性主要用图中所示的参数来描述。,描述矩形脉冲的主要参数,7.2单稳态触发器,单稳态触发器也有两个状态:一个是稳定状态,另一个是暂稳状态。当无触发脉冲输入时,单稳态触发器处于稳定状态;当有触发脉冲时,单稳态触发器将从稳定状态变为暂稳定状态,暂稳状态在保持一定
3、时间后,能够自动返回到稳定状态。,7.2单稳态触发器,1、电路组成 如下图所示。门G1的输出经微分电路RC接到门G2的输入端,门G2的输出直接耦合到G1的输入端。电路处于稳态时,ui为高电平,u01为低电平,为了使u02可靠为高电平,对于TTL芯片74LS00应选择RROFF,一般取R0.7K。但对于CC4011的MOS门输入阻抗高,外接电阻R的大小不会影响其稳态,则不受ROFF限制。,7.2单稳态触发器,7.2单稳态触发器,2、工作过程 电源接通后,在没有外来触发脉冲时(uI为高电平)电路处于稳定状态:uO1=UOL,uO=UOH。为此,必须保证RdRON(开门电阻),RROFF(关门电阻)
4、。根据稳态时的部分电路图所示的等效电路,非门G2的输入 为了讨论方便,假定uI2=UOL,则此时电容C上没有电压。,7.2单稳态触发器,稳态时的部分电路,7.2单稳态触发器,二、集成单稳态触发器 集成单稳态触发器分为可重触发型和不可重复触发型两种。不可重触发单稳态触发器,是指在暂稳定时间tw之内,若有新的触发脉冲输入,电路不会产生任何反应,如图(b)所示。可重触发单稳态触发器,是指在暂稳定时间tw之内,若有新的触发脉冲输入,可被新的触发脉冲重新触发,如图(c)所示。,7.2单稳态触发器,1.CMOS集成单稳态触发器 CC4528B的引脚图如图所示。,7.2单稳态触发器,2.TTL集成单稳态触发
5、器 常用的TTL集成单稳态触发器,有不可重触发单稳态触发器54LS121/74LS121,54LS221/74LS221,可重触发单稳态触发器54LS123/74LS123,54LS122/74LS122等。54LS121/74LS121的逻辑符号如图 所示。,(b)逻辑符号,7.2单稳态触发器,三、单稳态触发器应用举例 应用1.脉冲整形。脉冲信号经过长距离传输后,其边沿会变差或叠加了某些干扰,这时可利用单稳态触发器进行整形。将这些受到干扰的脉冲信号ui加到单稳态触发器的输入端,输出端便可得到符合要求的矩形脉冲u0。如图所示。,7.3施密特触发器,施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路
6、,利用它可以将正弦波、三角波以及其它一些周期性的脉冲波形变换成边沿陡峭的矩形波。另外,它还可以用作脉冲鉴幅器、比较器。施密特触发器是一种受输入信号电平直接控制的双稳态触发器。它有两个稳定状态,在外加信号的作用下,只要输入信号变化到某一电平时,电路就从一个稳定状态转换到另一个稳定状态,而且稳定状态的保持也与输入信号的电平密切相关。下图是这种电路的工作波形。,7.3施密特触发器,7.3施密特触发器,一、用门电路组成的施密特触发器 下图所示电路是由TTL门电路构成的施密特触发器。图中,V为电压偏移二极管,R1、R2为分压电阻,电路的输出通过电阻R2进行正反馈。下面我们来分析电路的工作原理。,7.3施
7、密特触发器,假设在接通电源后,电路输入为低电平uI=UOL,则电路处于如下状态:uO1=UOH,uO=UOL。如果不考虑G1门的输入电流,uI1的电压为:,7.3施密特触发器,其中,UD为二极管的导通压降。当uI上升到门电路的阈值电压UTH时,由于uI1的电压还低于UTH,电路仍然保持这个状态不变;随着uI的继续升高,当uI1也上升到UTH时,电路将产生如下正反馈过程:,7.3施密特触发器,结果使电路的状态迅速翻转为:uO1=UOL,uO=UOH,这是电路的另一个稳定状态。那么这一时刻的输入电压uI就是电路的正向阈值电压UT+,将uI=UT+,uI1=UTH带入式9-21可得:当uI从UT+再
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