第1章-数字电路基础知识.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第6章 脉冲产生与整形电路,概述,施密特触发器,单稳态触发器,多谐振荡器,概 述,矩形脉冲的基本特性,数字电路中的信号只有0、1两种,用波形图表示就是矩形脉冲。,脉冲宽度,t,w,脉冲幅度,U,m,下降时间,t,f,上升时间,t,r,周期性矩形波的周期用T表示,555定时器,低,电平,触发端,高,电平,触发端,电压,控制端,复位端,低,电平有效,放电端,4.516V,(1)电路组成,电阻分压器,电压比较器,基本RS触发器,放电管T,缓冲器,6.1 施密特触发器,用555定时器构成施密特触发器,1、工作原理,（1）当,u,i,0时，由于比,较器,C,1,=1、,C,2,=0，触发器,置1，即,Q,1，,Q,=0,u,o1,u,o,1。,ui,升高时，,在未到达2,V,CC,/3以前，,u,o1,u,o1的状态不会改变。,（2）,ui,升高到2,V,CC,/3时，比较器,C,1,输出为0、,C,2,输出为1，,触发器置0，即,Q,0、,Q,=1，,u,o1,=,u,o,=0。此后，,ui,上升到,V,CC,，,然后再降低，但在未到达,V,CC,/3以前，,u,o1,u,o,0的状态,不会改变。,（3）,ui,下降到2V,CC,/3时，比较器,C,1,输出为1、,C,2,输出为0，,触发器置1，即,Q,1、,Q,=0，,u,o1,=,u,o,=1。此后，,ui,继续下降到0，,但,u,o1,u,o,1的状态不会改变。,2、滞回特性及主要参数,施密特触发器将三角波,u,I,变换成矩形波,u,O,。,上限触发转换电平,U,T+,下限触发转换电平,U,T,回差,U,T,=,U,T+,U,T,(通常,U,T+,U,T,),改变,R,1,和,R,2,的大小可以改变回差,U,T,施密特触发器的应用举例,(1)波形转换,将变化缓慢的波形变换成矩形波(如将三角波或正弦波变换成同周期的矩形波)。,(2)脉冲整形,在数字系统中,矩形脉冲经传输后往往发生,波形畸变,或者,边沿产生振荡,等。通过施密特触发器整形,可以获得比较理想的矩形脉冲波形。,波形畸变,边沿振荡,用555定时器构成的单稳态触发器,6.2 单稳态触发器,提高基准电压稳定性的,滤波电容,2、主要参数的估算,(1)输出脉冲宽度,t,w,输出脉冲宽度,t,w,就是暂稳态的维持时间。根据,u,I2,的波形可以计算出:,t,w,1.1,RC,(2),恢复时间,t,re,暂稳态结束后,电路需要一段时间恢复到初始状态。一般,恢复时间t,re,为35倍放电时间常数。,设触发信号的时间间隔为,T,为了使单稳态触发器能够正常工作,应当满足,T,t,w,+,t,re,的条件,即,T,min,=,t,w,+,t,re,。因此,单稳态触发器的最高工作频率为,f,max,=1/,T,min,=1/(,t,w,+,t,re,),(3)最高工作频率,f,max,(或最小工作周期,T,min,),集成单稳态触发器,可重,触发,非重,触发,2、定时,单稳态触发器能够产生一定宽度,t,w,的矩形脉冲,利用这个脉冲去控制某一电路,则可使它在,t,w,时间内动作(或者不动作)。,用555定时器构成的多谐振荡器,6.3 多谐振荡器,T,1、工作原理,暂稳态时间,t,w1,=0.7(,R,1,+,R,2,),C,暂稳态时间,t,w2,=0.7,R,2,C,接通,V,CC,后,V,CC,经,R,1,和,R,2,对,C,充电。当,u,c,上升到2V,CC,/3时,u,o,=0,T导通,C,通过,R,2,和T放电,u,c,下降。当,u,c,下降到V,CC,/3时,u,o,又由0变为1,T截止,V,CC,又经,R,1,和,R,2,对,C,充电。如此重复上述过程,在输出端,u,o,产生了连续的矩形脉冲。,振荡器输出脉冲,u,O,的工作周期为:,T,=0.7(,R,1,+2,R,2,),C,振荡频率,f,f,=1/,T,=,1,/0.7(,R,1,+2,R,2,),C,占空比,q,q,=(,R,1,+2,R,2,)/(,R,1,+2,R,2,),石英晶体多谐振荡器,1、石英晶体的选频特性,石英晶体具有很好的,选频特性,。当振荡信号的频率和石英晶体的,固有谐振频率,f,o,相同时,石英晶体呈现很低的阻抗,信号很容易通过,而其它频率的信号则被衰减掉。,2、石英晶体多谐振荡器,将石英晶体串接在多谐振荡器的回路中就可组成石英晶体振荡器,这时,振荡频率只取决于石英晶体的固有谐振频率,f,o,而与,RC,无关。,在对称式多谐振荡器的基础上,串接一块石英晶体,就可以构成一个石英晶体振荡器电路。该电路将产生稳定度极高的矩形脉冲,其,振荡频率由石英晶体的串联谐振频率,f,o,决定,。,