《数字电子技术基础》课程教学课件（PPT讲稿）脉冲波形的产生与整形

脉冲波形的产生与整形 1概述 2555定时器 3单稳态触发器 4施密特触发器 5多谐振荡器

脉冲波形的产生与整形 1 概述 2 555定时器 3 单稳态触发器 4 施密特触发器 5 多谐振荡器

1概述 、脉冲信号 脉冲是脉动和短促的意思,凡是具有不连续波形的信 号均可称为脉冲信号。广义讲,各种非正弦信号都是脉冲 信号。 (a)矩形波 (b)方波 (c)尖脉冲 (d)锯齿波

1 概述 一、脉冲信号 脉冲是脉动和短促的意思，凡是具有不连续波形的信 号均可称为脉冲信号。广义讲，各种非正弦信号都是脉冲 信号。 (a)矩形波 (b)方波 (c)尖脉冲 (d)锯齿波

1概述 在数字系统中常常需要用到各种幅度、宽度以及具有 陡峭边沿的矩形脉冲信号,如触发器的时钟脉冲(CP)。 获取这些脉冲信号的方法通常有两种 ①脉冲产生电路直接产生; ②利用已有的周期信号整形、变换得到。 脉冲整形、变换电路单稳态触发器 施密特触发器; 脉冲产生电路多谐振荡器; 多用途的定时电路555定时器

1 概述 在数字系统中常常需要用到各种幅度、宽度以及具有 陡峭边沿的矩形脉冲信号，如触发器的时钟脉冲（CP）。 获取这些脉冲信号的方法通常有两种： ①脉冲产生电路直接产生； ②利用已有的周期信号整形、变换得到。 脉冲整形、变换电路——单稳态触发器 施密特触发器； 脉冲产生电路——多谐振荡器； 多用途的定时电路——555定时器

1概述 、脉冲信号的参数 上升时间 下降时间 0.9U1 0.5 脉冲幅度 0.1U tw脉冲宽度 脉冲周期 矩形脉冲信号的主要参数 占空比D-一脉冲宽度与脉冲周期的比值,D=tw/T

1 概述 二、脉冲信号的参数 tr tf t W T 0.9Um 0.5Um 0.1Um Um 矩形脉冲信号的主要参数 脉 冲 幅 度 脉冲周期 脉冲宽度 上升时间 下降时间 占空比D－－脉冲宽度与脉冲周期的比值，D＝tW/T

1概述 三、脉冲产生电路的暂态分析 脉冲波形产生与整形电路多是由RC充放电电路构成的。 (t) U() U/m--- S R (0)t M ①开关闭合的一瞬间,电容器上电压不能突变,满足开关 定理L(0)=L(0)。蕌 ②充电暂态过程结束后,流过电容器的电流ic(∞)为0,即 电容器相当于开路

1 概述 三、脉冲产生电路的暂态分析 脉冲波形产生与整形电路多是由RC充放电电路构成的。 ① 开关闭合的一瞬间，电容器上电压不能突变，满足开关 定理UC(0+)=UC(0-)。 ② 充电暂态过程结束后，流过电容器的电流iC(∞)为0，即 电容器相当于开路。 tM U (t) UT t U (∞ ) 0 UC(0+) C C UC(t) S U C R

1概述 U/m-- (0+) ③电路的时间常数r=RC,决定了暂态时间的长短。根据 三要素公式,可以得到电压随时间变化的方程为 uc(t)=Uc(∞)+|U(0,)-Uc(∞)e ④令uc(tw)=U,则从暂态过程的起始值Uc(0)变到U所经历 的时间t(脉冲宽度)可用下式计算: Uc()-Uc(0) tu= rcin c()-U T

/ ( ) ( ) [ ( ) ( )] t C C C C u t U U 0 U e        ④令uC(tW)=UT，则从暂态过程的起始值UC(0+)变到UT所经历 的时间tW（脉冲宽度）可用下式计算： C T C C W U U U U 0 t RC1n       ( ) ( ) ( ) ③ 电路的时间常数τ=RC，τ决定了暂态时间的长短。根据 三要素公式，可以得到电压随时间变化的方程为 1 概述 tW U (t) UT t U (∞ ) 0 UC(0+) C C

2555定时器 555定时器是一种多用途的数字一模拟混合集成电路,可 以方便地构成单稳态触发器,施密特触发器和多谐振荡器。 双极型产品型号最后数码为555,CMOS型产品型号最后数 码为7555。其功能和外部引脚排列完全相同。 555定时器的电路结构 地 8 放电端 555 /r& lo RD (TH) 6 放电端

一、555定时器的电路结构 2 555定时器 555定时器是一种多用途的数字—模拟混合集成电路，可 以方便地构成单稳态触发器，施密特触发器和多谐振荡器。 双极型产品型号最后数码为555，CMOS型产品型号最后数 码为7555。其功能和外部引脚排列完全相同。 TR ＋ － C1 UR1 5k 5k ＋ － C2 5k UR2 & & & 1 4 G1 /R Q Q G2 /S G3 G4 3 VT 8 UCC UCO u 6 (TH ) 5 ( ) 6 2 1 7 o RD 2 放电端 u u 1 2 3 4 8 7 6 5 地 2 oRD UCC 放电端 6 UCO 555 u u u

2555定时器 U 电压控制端 Uco L 6 2 (TR) 放电端 1.分压器 ①5脚悬空时,Ua,OR2=Ua ②5脚外接控制电压U时,;=Um,→m 注:当5脚不加控制电压时,通常经过一个0.01四的电容接地 以抑制干扰

2 555定时器 TR ＋ － C1 UR1 5k 5k ＋ － C2 5k UR2 & & & 1 4 G1 /R Q Q G2 /S G3 G4 3 VT 8 UCC UCO u 6 (TH ) 5 ( ) 6 2 1 7 o RD 2 放电端 u u 1.分压器 电压控制端 ①5脚悬空时， R 1 U C C ， ； 3 2 U  R2 UCC 3 1 U  R1 CO R2 UCO 2 1 ②5脚外接控制电压UCO时， U  U , U  。 注：当5脚不加控制电压时，通常经过一个0.01µF的电容接地， 以抑制干扰

2555定时器 异步清零端 阈值输入端 (TH) 6 2 (TR) 触发输入端 放电端 3.基本RS触发器 2.电压比较器 R /SQ U≥U时,C1=1; 00不定 U+<U时,C;=0。 0 10

2 555定时器 TR ＋ － C1 UR1 5k 5k ＋ － C2 5k UR2 & & & 1 4 G1 /R Q Q G2 /S G3 G4 3 VT 8 UCC UCO u 6 (TH) 5 ( ) 6 2 1 7 o RD 2 放电端 u u 2.电压比较器 U+≥U-时，Ci＝1； U+＜U-时，Ci＝0。 阈值输入端 触发输入端 3.基本RS触发器 /R /S Q n+1 0 0 不定 0 1 0 1 0 1 1 1 Q n 异步清零端

255定时器 CO (TH) 6 2 回 5k 放电端 4放电三极管 ⅥT是一个集电极开路的放电三极管。 当uo=0时,ⅥT导通; 当uo=1时,ⅥT截止

2 555定时器 TR ＋ － C1 UR1 5k 5k ＋ － C2 5k UR2 & & & 1 4 G1 /R Q Q G2 /S G3 G4 3 VT 8 UCC UCO u 6 (TH ) 5 ( ) 6 2 1 7 o RD 2 放电端 u u 4.放电三极管 VT是一个集电极开路的放电三极管。 当uO＝0时，VT导通； 当uO＝1时，VT截止