数电第7章说课讲解.ppt

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1、数电第7章惰性电路产生的暂态过程，对一阶问题而言，可用三要素法来描述，获得电压或电流随时间变化的方程，该方程是脉冲波形计算的重要依据。三要素即起始值X(0+)、趋向值X(∞)和时间常数τ，若三要素已知，则得方程或7.2555定时电路7.2.1基本组成555集成电路主要由3个5kΩ电阻组成的分压器、两个高精度电压比较器、一个基本RS触发器、一个作为放电通路的管子及输出驱动电路组成，其结构框图如图72所示。图7–2CC7555集成定时电路1.分压器分压器由3个5kΩ电阻R组成，它为两个电压比较器提供基准电平。当5脚悬空时，电压比较器A的基准电平为，比较

2、器B的基准电平为。改变5脚的接法可改变比较器A、B的基准电平，如5脚通过电阻10kΩ接地，则基准电平分别为和。5脚也可另接小于等于UDD的电源，如采用和，则5脚通过一个电容0.01～0.1μF电容接地，以防干扰信号影响5脚电压值。2.比较器比较器A、B是两个结构完全相同的高精度电压比较器。A的输入端为引脚6高触发端，当时，A端输出为高电平，即逻辑“1”；当时，A输出为低电平，即逻辑“0”。B的输入端为引脚2低触发端，当时，B输出为低电平，即逻辑“0”；当时，B输出为高电平，即逻辑“1”。A、B的输出直接控制基本RS触发器的动作。RS触发器由两

3、个或非门组成，它的状态由两个比较器输出控制，根据基本RS触发器的工作原理，就可以决定触发器输出端的状态。3.基本RS触发器4.开关放电管和输出缓冲级放电管V是N沟道增强型的MOS管，其控制栅为0电平时截止，为1电平时导通。两级反相器构成输出缓冲级，反相器的设计考虑了有较大的电流驱动能力，一般可驱动两个TTL门电路。同时，输出级还起隔离负载对定时器影响的作用。7.2.2工作原理及特点表7–1555定时器功能表CC7555定时器电路具有静态电流较小(80μA左右)，输入阻抗极高(输入电流仅为0.1μA左右)，电源电压范围较宽(在3~18V内均正常工作)

4、等特点。其最大功耗为300mW。和所有CMOS集成电路一样，在使用时，输入电压uI应确保在安全范围之内，即满足下式条件：USS-0.5V≤uI≤UDD+0.5V555定时电路除了CMOS型之外，还有TTL型，如5G555(NE555)。它的工作原理与CC7555没有本质区别，但其驱动电流可达200mA。7.3单稳态电路7.3.1电路组成图7－3(a)是用CC7555构成的单稳态电路，图7－3(b)是其工作波形。图中R、C为外接定时元件，输入触发信号uI加至低触发TR端，由OUT端给出输出信号，控制端CO不用时一般均通过0.01μF接地，以防干扰。

5、图7-3CC7555构成的单稳态电路7.3.2工作原理静止期：触发信号uI处于高电平，电路处于稳态，根据555工作原理知道uO为低电平，放电管V导通，定时电容C两端电压uC=0。工作期：外界触发信号uI加进来，要求为负脉冲且低电平应小于，比较器输出UB为高电平，UA为低电平，使uO为高电平，且放电管截止，电源UDD通过定时电阻R对定时电容充电，这是一个暂态问题，只要写出三要素即可。由于比较器A、B的存在，uC不可能充至UDD。当uC充至大于，但小于时，UA=UB均为低电平，RS触发器处于保持态，即Q=1,，电路仍处于uO=高电平，放电管仍处于

6、截止，电容继续充电。当时，UA=1，UB=0，则Q=0，Q=1，uO=0，放电管导通，电容通过放电管很快放电，进入恢复期。三要素如下：由于外界触发脉冲加了进来，电路uO由低电平变为高电平到再次变为低电平这段时间就是暂稳态时间。暂稳态时间TW计算如下：图7–4具有微分环节的单稳态电路恢复期TR由下式决定：其中rd为放电管导通时呈现的电阻，一般R>>rd，所以恢复期很短。图7–5线性锯齿波电路图7－5(a)为线性锯齿波电路，其中晶体三极管V及电阻Re、Rb1、Rb2组成恒流源，给定时电容提供恒定的充电电流。电容两端电压随时间线性增长7.4多谐振荡器图7–

7、6描述矩形脉冲特性的指标7.4.1电路组成图7－7(a)给出用CC7555构成的多谐振荡器。由图可见，除将A的高电平触发端TH和B的低电平触发端TR短接外，在放电回路中还串接一个电阻R2。电路中R1、R2、C均是定时元件。图7－7(b)为工作波形。图7–7自由多谐振荡器电路及工作波形7.4.2工作原理由于接通电源前，电容器两端电压uC=0，电源刚接通时UB=1，UA=0，因而Q=1，Q=0，经输出缓冲级后uO为高电平，放电管V处于截止。电源电压通过R1、R2对C充电，其暂态过程为由于比较器A、B的存在，电容C不可能充至UDD。过程如下：当时，UB、U

8、A均为低电平，RS触发器状态不变；但当时，UA=1，UB=0，RS触发器状态变为Q=0,Q=1，输出uO