好的数电课件第六章脉冲单元电路

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1、数字电子技术基础湖北第二师范学院物理与电子工程系黄晓明(版权所有)027-67151023H1_X2_M321@YAHOO.COM.CN第六章脉冲单元电路6.2单稳态触发器6.3施密特触发器本章小结概述6.1多谐振荡器概述数字信号实质上就是矩形波信号。矩形波有哪些技术指标？如何通过某些特定的电路获得不同频率的矩形波？如何将其它波形转换成矩形波？这些都是本章要讨论的内容。本章重点讨论用“555定时器”组成的多谐振荡器(矩形波产生)、单稳态触发器(定时、整形或延迟)和施密特触发器(矩形波变换与整形)。一

2、、矩形波1、脉冲幅度；2、脉冲宽度；3、脉冲周期；4、上升时间(上升沿)；5、下降时间(下降沿)。注：理想的上升时间和下降时间都有为0。二、555定时器1、555内部结构555定时器属中规模集成电路，只要在外部配上适当的阻容元件，就可组成各种脉冲单元电路。由五大部分组成：⑴分压器；⑵电压比较器；⑶基本RS锁存器；⑷输出缓冲器；⑸晶体管开关。⑶3脚：输出端uO；⑴1脚：接地端；2、555芯片各引脚功能⑵2脚：触发输入端；⑸5脚：控制输入端CO；⑷4脚：复位输入端；⑹6脚：阈值电压输入端TH；⑺7脚：电

3、容放电端uD；⑻8脚：供电电源端Vcc。123456783、555芯片内部功能⑴Vcc经过三个5KΩ的电阻分压之后，在P点的基准电位为：UP=2Vcc/3在N点的基准电位为：UN=Vcc/3当时：C2输出低电平“0”。⑵当时：C1输出高电平“1”；此时RS锁存器，导致TD管截止。当时：C2输出高电平“1”。⑶当时：C1输出低电平“0”；此时RS触发器，导致TD管饱和导通。当时：C2输出高电平“1”。⑷当时：C1输出高电平“1”；RS触发器，状态不变。不变导通截止导通放电管TD不变010输出uO>Vc

4、c/3(UN)>Vcc/3(UN)2Vcc/3(UP)<2Vcc/3(UP)×阈值输入UTH1110复位，导致输出电压uO为低电平，TD管饱和导通。⑸当时：返回其功能表如下：6.1多谐振荡器6.1.1用门电路构成的多谐振荡器由于矩形波中除基波分量外还含有极丰富的高次谐波，因此常将产生矩形波的电路称为多谐波振荡器。简称多谐振荡器。一、电路组成由两级CMOS非门组成的、具有延迟环节的、正反馈网络的多谐振荡器。二、内部结构D1、D2、D3、D4均为保护

5、二极管。三、工作原理假定门电路的传输特性为理想值，其开门电平UON和关门电平UOFF近似相等，我们称其为门坎(阈值)电压Uth，从上电路中可以看出Uth=VDD/2左右。1、第一暂稳态及电路的自动翻转过程假定uO1=UOH，uO2=uI=UOL为第一暂稳态(G1截止，G2导通)。C将会被充电，充电路线如图所示：+_随着C上的电压增加，将出现一个正反馈过程：10+_当uI上升到Uth门坎电压时，电路发生翻转进入第二暂稳态(G1导通，G2截止)。uO1=UOL，uO2=UOH+_电容开始反充电，其路线如

6、图所示：2、第二暂稳态及电路的自动翻转过程+_∵电容电压不能突变，uI上的电压本应升到Uth+VDD，由于D1的导通uI被箝在VDD+∆U。01随着反充电时间的延长，C上的电压也开始反向增加，uI开始下降，又出现一个正反馈过程：+_当uI下降到Uth门坎电压时，电路又发生翻转回到第一暂稳态(G1截止，G2导通)。uO1=UOH，uO2=UOL10四、多谐振荡器的波形图第一暂稳态第二暂稳态结论：电路在这两种状态中不断地重复，因此可以在输出端获得方波输出。当C充电时输出低电平，反充电时则输出高电平。五、

7、振荡周期的估算振荡周期T实际上就是这两个暂稳态时间的叠加(T=T1+T2)，可以根据三要素法则估算。1、第一暂稳态的时间T1的估算2、第二暂稳态的时间T1的估算3、振荡周期T6.1.2用555定时器构成的多谐振荡器一、电路结构1、R1、R2与C构成充电回路(当TD截止时)；2、R2与C构成放电的回路(当TD导通时)；3、6脚与2脚短接，两个运放共用一个参考输入电压uc(这是分析电路工作过程的关键点)；4、电路从3脚向外输出矩形波uO。二、工作过程1、设第一个暂稳态TH为：可看出TD管截止，电路出现了

8、一条充电回路。充电时间常数为：如果没有其它变化，C上的电压将朝VCC的终值按指数规律增加。2、当C上的电压充电到时(见下表)不变导通放电管TD不变0输出uO>Vcc/3(UN)>Vcc/3(UN)触发输入<2Vcc/3(UP)>2Vcc/3(UP)阈值输入UTH11复位可看出uO为0，TD管导通，电路出现了一条放电回路。放电时间常数为：电路进入了第二个暂稳态TL过程。C上的电压将朝0的终值按指数规律减小。3、当C上的电压放电到时(见下表)可看出uO为1，TD管截止，电