新编脉冲波形的产生和整形.pptx

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,*,P307页 5.29,解:,以A=1表示投入1元硬币，未投时A=0；以B1表示投入5角硬币信号，未投时B=0；以X1表示给出邮票，未给时X=0；以Y1表示找钱，Y=0时不找钱。,若未投币前状态为S,0,，投入5角后为S,1,，投入1元后为S,2,，投入1.5元后为S,3,，则进入S,3,状态再投入5角硬币（B1）时X=1，返回S,0,状态；如投入1元硬币，则X=Y1，返回S,0,状态。于是状态转换图以下列图所表示：,新编脉冲波形的产生和整形,第1页,S,0,S,1,S,3,S,2,00/00,0100,0100,00/00,00/00,00/00,0100,0110,或1011,10/00,10/00,10/10,Q,1,Q,0,AB/XY,00,01,11,10,00/00,0100,0100,00/00,00/00,00/00,0100,0110,或1011,10/00,10/00,10/10,以00、01、10、,11分别表示,S,0、,S,1、,S,2、,S,3,新编脉冲波形的产生和整形,第2页,次态卡诺图为：,0,0,0,0,Q,1,Q,0,AB,00,01,11,10,0,1,0,0,0,1,0,0,1,1,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,00,1,0,1,1,0,0,X,1,0,0,0,X,X,X,1,1,0,0,0,0,1,1,0,0,1,0,00,01,11,10,若采取D触发器，则,逻辑图略,新编脉冲波形的产生和整形,第3页,小结,基本要求：,掌握同时时序电路设计方法。,新编脉冲波形的产生和整形,第4页,首先介绍了555定时器工作原理，然后分别介绍了施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器等三种波形整形和产生电路。,内容提要,第六章 脉冲波形产生和整形,新编脉冲波形的产生和整形,第5页,第六章 脉冲波形产生和整形,6.1 概述,6.3 施密特触发器,6.2 555定时器,6.4 单稳态触发器,6.5,多谐振荡器,新编脉冲波形的产生和整形,第6页,0.1,V,m,0.9,V,m,t,r,t,f,T,V,m,0.5,V,m,t,w,脉冲幅度V,m,上升时间,t,r,下降时间,t,f,脉冲宽度,t,w,脉冲周期,T,和频率,f,脉冲是一个跃变信号，在数字电路中最惯用是矩形脉冲（即矩形波）。,参数：,占空比,q,=,t,w,/,T,6.1 概述,新编脉冲波形的产生和整形,第7页,555,定时器是将模拟电路和数字电路集成于一体电子器件。它使用灵活、方便,带负载能力强,当前在波形产生、家用电器、电子玩具等领域得到非常广泛应用。,6.2,555,定时器（P348）,下面介绍555定时器工作原理。,新编脉冲波形的产生和整形,第8页,清0端，低电平有效,控制电压端,阈值端,触发端,放电端,输出端,新编脉冲波形的产生和整形,第9页,NPN型三极管工作特点:,放大区：,发射结正偏，集电结反偏。,(2)饱和区：,发射结正偏，集电结正偏。,(3)截止区：,发射结反偏。,新编脉冲波形的产生和整形,第10页,运放工作于非线性工作特点:,u,+,u,，,u,O,=U,OH,u,+,2/3Vcc,TR1/3Vcc,v,o,=0,T,D,导通,0,1,0,1,0,通,1,触发器置0,2/3Vcc,1/3Vcc,新编脉冲波形的产生和整形,第14页,(3)TH1/3Vcc,v,o,不变,T,D,不变,1,1,定,定,定,定,1,触发器保持,2/3Vcc,1/3Vcc,新编脉冲波形的产生和整形,第15页,(4)TH2/3Vcc,TR2/3Vcc,TR1/3Vcc,v,o,=1,T,D,截止,0,0,1,0,1,止,1,触发器不定,2/3Vcc,1/3Vcc,新编脉冲波形的产生和整形,第17页,555定时器功效表,新编脉冲波形的产生和整形,第18页,施密特触发器特征和模拟电路中介绍滞回,比较器特征相同。可用于脉冲波形整形。,输入信号从低到高改变，,引发输出电平跳变，对,应输入电压（阈值电压）,和输入信号从高到低改变，,引发输出电平跳变时,阈值电压不一样。,经过正反馈，使跳变点电,平沿口陡直。,0,V,T+,V,T-,v,i,v,o,6.3,施密特触发器（P309）,新编脉冲波形的产生和整形,第19页,v,i,一、由555组成施密特触发器（P350）,新编脉冲波形的产生和整形,第20页,8,4,6,2,1,0.01,3,Vcc,vi,vo,555,5,v,I1,v,I2,0,V,T+,V,T-,v,i,v,o,输入信号由小到大,新编脉冲波形的产生和整形,第21页,8,4,6,2,1,0.01,3,Vcc,vi,vo,555,5,v,I1,v,I2,0,V,T+,V,T-,v,i,v,o,输入信号由小到大,新编脉冲波形的产生和整形,第22页,8,4,6,2,1,0.01,3,Vcc,vi,vo,555,5,v,I1,v,I2,0,V,T+,V,T-,v,i,v,o,输入信号由小到大,新编脉冲波形的产生和整形,第23页,0,V,T+,V,T-,v,i,v,o,输入信号由大到小,8,4,6,2,1,0.01,3,Vcc,vi,vo,555,5,v,I1,v,I2,新编脉冲波形的产生和整形,第24页,8,4,6,2,1,0.01,3,Vcc,vi,vo,555,5,v,I1,v,I2,V,T+,2/3Vcc,V,T,1,/3Vcc,V,T,1,/3Vcc,0,V,T+,V,T-,v,i,v,o,新编脉冲波形的产生和整形,第25页,1,1,v,I,v,I,R,1,v,O1,v,O,v,O,R,2,G,1,G,2,v,I,=0时，v,O,=V,OL,=0,v,I,逐步上升，到达v,I,=V,TH,时：,v,I,v,O1,v,O,则v,O,快速转换为V,OH,二、由门电路组成施密特触发器（P309）,0,v,i,v,o,新编脉冲波形的产生和整形,第26页,所以,1,1,v,I,v,I,R,1,v,O1,v,O,v,O,R,2,G,1,G,2,V,T+,V,OL,新编脉冲波形的产生和整形,第27页,1,1,v,I,v,I,R,1,v,O1,v,O,v,O,R,2,G,1,G,2,v,I,从高电平下降并到达v,I,=V,TH,时,又出现以下过程：,v,I,v,O1,v,O,v,O,又快速转换为V,OL,新编脉冲波形的产生和整形,第28页,所以,1,1,v,I,v,I,R,1,v,O1,v,O,v,O,R,2,G,1,G,2,V,T-,V,OH,新编脉冲波形的产生和整形,第29页,画出该电路电压传输特征如右图：,v,O,v,I,传输曲线,此电路称为同相施密特触发器。,1,v,I,v,O,施密特触发器逻辑符号：,V,T-,V,T+,V,T+,-,V,T-,称为回差,新编脉冲波形的产生和整形,第30页,v,O,v,I,V,T-,V,T+,传输曲线,反相施密特触发器电压传输特征：,逻辑符号：,1,v,I,v,O,新编脉冲波形的产生和整形,第31页,波形变换。能够将边缘改变迟缓周期性信号变换成矩形脉冲。,脉冲整形。将不规则电压波形整形为矩形波。若适当增大回差电压，可提升电路抗干扰能力。,脉冲鉴幅。将一系列幅度不一样脉冲信号加到施密特触发器输入端波形，只有那些幅度大于上触发电平,V,T+,脉冲才在输出端产生输出信号。所以，经过这一方法能够选出幅度大于,V,T+,脉冲，即对幅度能够进行判别,三、施密特触发器应用(P317),新编脉冲波形的产生和整形,第32页,V,T+,V,T-,v,O,v,I,V,T-,V,T+,传输曲线,【例】,反相施密特触发器传输特征如图，画出输出波形。,t,v,I,t,v,O,波形变换,新编脉冲波形的产生和整形,第33页,脉冲整形,新编脉冲波形的产生和整形,第34页,脉冲鉴幅,新编脉冲波形的产生和整形,第35页,小结,基本要求：,1.了解555定时器工作原理。,2.掌握施密特触发器概念。,3.掌握555定时器组成施密特触发器。,作业,（选做）,：,P356 自我检测题,（一）、（二）,新编脉冲波形的产生和整形,第36页,v,i,【例1】,由555组成施密特触发器如图（P361题6.24）,（1）当Vcc=12V,而且没有外加控制电压时，,求V,T+,、V,T-,、V,T,值。,（8V、4V、4V）,新编脉冲波形的产生和整形,第37页,v,i,【例1】,由555组成施密特触发器如图（P361题6.24）,（2）当Vcc=9V,外加控制电压Vco=5V时，求V,T+,、V,T-,、V,T,值。,（5V、2.5V、2.5V）,新编脉冲波形的产生和整形,第38页,v,O,v,I,V,T-,V,T+,传输曲线,【例3】,反相施密特触发器输入波形如图，画出输出波形。（P356自我检测题二）,1,v,I,v,O,t,v,O,t,v,I,V,T+,V,T-,新编脉冲波形的产生和整形,第39页,波形变换。,能够将边缘改变迟缓周期性信号变换成矩形脉冲。,脉冲整形。,将不规则电压波形整形为矩形波。若适当增大回差电压，可提升电路抗干扰能力。,脉冲鉴幅。,将一系列幅度不一样脉冲信号加到施密特触发器输入端波形，只有那些幅度大于上触发电平,V,T+,脉冲才在输出端产生输出信号。所以，经过这一方法能够选出幅度大于,V,T+,脉冲，即对幅度能够进行判别,三、施密特触发器应用(P317),新编脉冲波形的产生和整形,第40页,三、施密特触发器应用-,波形变换,新编脉冲波形的产生和整形,第41页,三、施密特触发器应用-,脉冲整形,新编脉冲波形的产生和整形,第42页,三、施密特触发器应用-,脉冲鉴幅,新编脉冲波形的产生和整形,第43页,P302页 5.8 七进制计数器,5.9 十进制计数器,0000,0001,0010,0011,0100,0101,0110,0111,1000,1001,1010,1011,1100,1101,1110,1111,/1,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/1,/1,/1,/1,/1,/1,/1,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,/C,新编脉冲波形的产生和整形,第44页,P302页 5.10,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,EP,CP,74161,ET,R,D,LD,C,D,0,D,1,D,2,D,3,CP,计数输入,1,1,&,进位输出,新编脉冲波形的产生和整形,第45页,0000,0001,0010,0011,0100,0101,0110,0111,1000,1001,1010,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/1,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,/C,5.27 计数器原始状态转换图为,新编脉冲波形的产生和整形,第46页,次态卡诺图为：,0,0,0,1,Q,1,Q,0,Q,3,Q,2,00,01,11,10,0,1,0,1,0,0,1,0,0,1,0,0,0,0,1,1,0,1,1,0,1,0,0,0,0,1,1,1,X,X,X,X,1,0,0,1,X,X,X,X,X,X,X,X,X,X,X,X,1,0,1,0,X,X,X,X,0,0,0,0,00,01,11,10,状态方程为：,新编脉冲波形的产生和整形,第47页,/0,0100,0101,1011,/1,0000,0001,0010,0011,0110,0111,1000,1001,1010,1101,1110,1100,1111,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/1,/1,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,/C,/1,新编脉冲波形的产生和整形,第48页,基本要求：,1.了解555定时器工作原理。,2.掌握施密特触发器概念。,3.掌握555定时器组成施密特触发器。,新编脉冲波形的产生和整形,第49页,【,】,内容回顾,1/3Vcc,2/3Vcc,555定时器功效表,新编脉冲波形的产生和整形,第50页,施密特触发器特征和模拟电路中介绍滞回,比较器特征相同。可用于脉冲波形整形。,6.3,施密特触发器（P309）,输入信号从低到高改变，,引其输出电平跳变，对,应输入电压（阈值电压）,和输入信号从高到低改变，,引其输出电平跳变时,阈值电压不一样。,经过正反馈，使跳变点电,平沿口陡直。,0,V,T+,V,T-,v,i,v,o,新编脉冲波形的产生和整形,第51页,v,i,一、由555组成施密特触发器（P350）,【,】,内容回顾,新编脉冲波形的产生和整形,第52页,8,4,6,2,1,0.01,3,Vcc,vi,vo,555,5,v,I1,v,I2,V,T+,2/3Vcc,V,T,1,/3Vcc,0,V,T+,V,T-,v,i,v,o,回差电压,V,T,V,T+,-,V,T,1,/3Vcc,【,】,内容回顾,新编脉冲波形的产生和整形,第53页,逻辑符号：,1,v,I,v,O,1,v,I,v,O,【,】,内容回顾,新编脉冲波形的产生和整形,第54页,1.有稳态和暂稳态两个不一样工作状态。,2.在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态,不过 经过一定时间以后,又会自动返回原来 稳定状态。,3.暂稳态维持时间长短取决电路本身参数，与触发脉冲宽度和幅度无关。,6.4,单稳态触发器（P319）,稳定状态,稳定状态,暂稳态,由外界触发,自动返回,新编脉冲波形的产生和整形,第55页,一、由555组成单稳态触发器（P351）,v,i,R,C,新编脉冲波形的产生和整形,第56页,v,i,R,C,（1）,v,i,=1时电路处于稳态,有,Q,=0,v,c=0,v,o=0。,1,0,通,0,v,c,0,新编脉冲波形的产生和整形,第57页,v,i,R,C,（1）,v,i,=1时电路处于稳态,有,Q,=0,v,c=0,v,o=0。,1,1,v,c,1,0,0,止,通,新编脉冲波形的产生和整形,第58页,（1）,v,i,=1时电路处于稳态,有,Q,=0,v,c=0,v,o=0。,T,v,i,1,3,V,CC,0,v,o,0,T,W,T,W,v,C,0,2,3,V,CC,t,t,t,V,CC,新编脉冲波形的产生和整形,第59页,v,i,R,C,（2）,v,i,触发（0）时处于暂稳态,有,v,c充电,v,o=1。,1,0,通,0,v,c,0,1,止,1,0,新编脉冲波形的产生和整形,第60页,T,v,i,1,3,V,CC,0,v,o,0,T,W,T,W,v,C,0,2,3,V,CC,t,t,t,V,CC,（2）,v,i,触发（0）时处于暂稳态,有,v,c充电,v,o=1。,新编脉冲波形的产生和整形,第61页,v,i,R,C,（3）电路返回稳态,有,Q,=0,v,c=0,v,o=0。,0,1,v,c,1,0,0,止,通,1,新编脉冲波形的产生和整形,第62页,T,v,i,1,3,V,CC,0,v,o,0,T,W,T,W,v,C,0,2,3,V,CC,t,t,t,V,CC,（3）电路返回稳态,有,Q,=0,v,c=0,v,o=0。,新编脉冲波形的产生和整形,第63页,v,i,R,C,T,v,i,1,3,V,CC,0,v,o,0,T,W,v,C,0,2,3,V,CC,t,t,t,V,CC,新编脉冲波形的产生和整形,第64页,v,i,R,C,T,v,i,1,3,V,CC,0,v,o,0,T,W,v,C,0,2,3,V,CC,t,t,t,V,CC,新编脉冲波形的产生和整形,第65页,T,v,i,1,3,V,CC,0,v,o,0,T,W,T,W,v,C,0,2,3,V,CC,t,t,t,V,CC,利用三要素法求,T,w。,新编脉冲波形的产生和整形,第66页,T,v,i,1,3,V,CC,0,v,o,0,T,W,T,W,v,C,0,2,3,V,CC,t,t,t,V,CC,新编脉冲波形的产生和整形,第67页,T,v,i,1,3,V,CC,0,v,o,0,T,W,T,W,v,C,0,2,3,V,CC,t,t,t,V,CC,新编脉冲波形的产生和整形,第68页,二、微分型单稳态触发器（P319）,在,v,i,正脉冲到来以前，电路处于稳态，,v,o,是低电平。,0,0,1,0,1,新编脉冲波形的产生和整形,第69页,二、微分型单稳态触发器,v,i,加正脉冲信号，电路进入暂稳态。,1,1,0,1,0,充电,新编脉冲波形的产生和整形,第70页,二、微分型单稳态触发器,v,i2,充电到,V,TH,时，电路引入正反馈，结束暂稳态。,0,0,1,0,1,新编脉冲波形的产生和整形,第71页,三、积分型单稳态触发器,在,v,i,正脉冲到来以前，,v,o1,是高电平，,v,o,是高电平，电路处于稳态。,0,1,1,1,新编脉冲波形的产生和整形,第72页,三、积分型单稳态触发器,1,0,0,1,当,v,i,发生正跳变后,v,o1,跟着负跳变;但,v,A,不能突变，,v,o,马上下跳。,放电,新编脉冲波形的产生和整形,第73页,三、积分型单稳态触发器,0,1,当,C,放电到,V,TH,v,o,跳变，暂稳态结束;,v,A,继续下降一直到0。,0,1,新编脉冲波形的产生和整形,第74页,四、集成单稳态触发器,单稳态触发器应用非常广泛，所以生产了很,多单片集成单稳触发器，如74121、74123等。,按工作方式，集成单稳态触发器分为不可重复,触发单稳和可重复触发单稳两种类型。,单稳态触发器应用各种多样,如:整形、定时、,延时、控制等等。,新编脉冲波形的产生和整形,第75页,基本要求：,1.了解单稳态触发器概念。,3.掌握555定时器组成单稳态触发器工作原理及其参数。,作业：,P358 6.8,P361 6.27,新编脉冲波形的产生和整形,第76页,多谐振荡器即矩形波发生器，是一个自激振荡电路，能够由分立元件组成，也能够由集成电路组成。,6.5,多谐振荡器,新编脉冲波形的产生和整形,第77页,一、由555组成多谐振荡器（P352）,R,1,C,R,2,新编脉冲波形的产生和整形,第78页,一、由555组成多谐振荡器（P351）,R,1,C,R,2,v,c,1,3,V,CC,v,o,0,T,1,2,3,V,CC,t,t,V,CC,T,2,止,新编脉冲波形的产生和整形,第79页,一、由555组成多谐振荡器（P351）,R,1,C,R,2,v,c,1,3,V,CC,v,o,0,T,1,2,3,V,CC,t,t,V,CC,T,2,通,新编脉冲波形的产生和整形,第80页,4,8,7,6,2,3,1,5,C,V,CC,R,1,R,2,555,v,o,0.01,v,c,v,c,1,3,V,CC,v,o,0,T,1,2,3,V,CC,t,t,V,CC,T,2,新编脉冲波形的产生和整形,第81页,v,c,1,3,V,CC,v,o,0,T,1,2,3,V,CC,t,t,V,CC,T,2,4,8,7,6,2,3,1,5,C,V,CC,R,1,R,2,555,v,o,0.01,v,c,新编脉冲波形的产生和整形,第82页,v,c,1,3,V,CC,v,o,0,T,1,2,3,V,CC,t,t,V,CC,T,2,4,8,7,6,2,3,1,5,C,V,CC,R,1,R,2,555,v,o,0.01,v,c,新编脉冲波形的产生和整形,第83页,v,c,1,3,V,CC,v,o,0,T,1,2,3,V,CC,t,t,V,CC,T,2,4,8,7,6,2,3,1,5,C,V,CC,R,1,R,2,555,v,o,0.01,v,c,新编脉冲波形的产生和整形,第84页,二、对称式多谐振荡器（P328）,v,i1,v,O1,v,O2,v,i2,因为某种原因使,v,i1,微小跳变,新编脉冲波形的产生和整形,第85页,二、对称式多谐振荡器（P328）,v,i2,v,O2,v,O1,v,i1,C,1,充电，,C,2,放电,1,0,0,1,新编脉冲波形的产生和整形,第86页,二、对称式多谐振荡器（P328）,v,i1,v,O1,v,O2,v,i2,C,1,放电，,C,2,充电,0,1,1,0,新编脉冲波形的产生和整形,第87页,三、用施密特触发器组成多谐振荡器（P338）,0,V,T+,V,T-,v,i,v,o,新编脉冲波形的产生和整形,第88页,四、石英晶体多谐振荡器（P339）,新编脉冲波形的产生和整形,第89页,四、石英晶体多谐振荡器（P339）,新编脉冲波形的产生和整形,第90页,四、石英晶体多谐振荡器（P339）,惯用晶振:,32768Hz=2,15,Hz,4.194304MHz=2,23,Hz,新编脉冲波形的产生和整形,第91页,用两个多谐振荡器能够组成如图模拟声响电路,五、多谐振荡器应用,新编脉冲波形的产生和整形,第92页,4,8,1,6,2,3,5,7,R,1,C,555,u,o,V,CC,R,21,R,28,S,8,S,1,简易电子琴就是经过改变,R,2,阻值来改变输出方波周期,使外接喇叭发出不一样音调。,电子琴电路,新编脉冲波形的产生和整形,第93页,小结,基本要求：,了解对称式多谐振荡器工作原理；,了解石英基体多谐振荡器工作原理；,3.掌握555组成多谐振荡器。,作业：,P361 6.28,新编脉冲波形的产生和整形,第94页,首先介绍了555定时器工作原理，然后分别介绍了施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器等三种波形整形和产生电路。,内容提要,第六章 脉冲波形产生和整形,新编脉冲波形的产生和整形,第95页,555定时器功效表,新编脉冲波形的产生和整形,第96页,8,4,6,2,1,0.01,3,Vcc,vi,vo,555,5,v,I1,v,I2,V,T+,2/3Vcc,V,T,1,/3Vcc,V,T,1,/3Vcc,0,V,T+,V,T-,v,i,v,o,由555组成施密特触发器（P350）,新编脉冲波形的产生和整形,第97页,1.有稳态和暂稳态两个不一样工作状态。,2.在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态,不过 经过一定时间以后,又会自动返回原来 稳定状态。,3.暂稳态维持时间长短取决电路本身参数，与触发脉冲宽度和幅度无关。,稳定状态,稳定状态,暂稳态,由外界触发,自动返回,单稳态触发器（P319）,新编脉冲波形的产生和整形,第98页,由555组成单稳态触发器（P351）,v,i,R,C,新编脉冲波形的产生和整形,第99页,