海南大学：《电子技术基础》课程教学课件（数字电子技术基础）08 脉冲波形的变换与产生 Generating and Converter of Pulse Waveform

8脉冲波形的变换与产生 Generating and Converter of Pulse Waveform 8.0 引言(ntroduction) 8.1555定时器(555 Timer) 8.2多谐振荡器(Astable Multivibrator) 8.3单稳态触发器(Monostable trigger) 8.4施密特触发器(Schmitt trigger)

8.0 引言 (Introduction ) 8.1 555定时器 (555 Timer) 8.2 多谐振荡器 (Astable Multivibrator) 8.3 单稳态触发器 (Monostable trigger) 8 脉冲波形的变换与产生 Generating and Converter of Pulse Waveform 8.4 施密特触发器 (Schmitt trigger)

8.0 Introduction 1.矩形波脉冲信号的参数(P48图1.1.6) *脉冲幅度Vm:脉冲电压最大值。 *脉冲宽度t:从脉冲前沿上升到0.5Vm开始到 脉冲后沿下降到0.5Vm为止的一段时间。 *上升时间tr:脉冲前沿从0.1Vm上升到0.9Vm 所需的时间。 *下降时间t:脉冲后沿从0.9Vm上升到0.1Vm 所需的时间。 *脉冲周期T:在周期性脉冲序列中，两个相邻 脉冲间的时间间隔

8.0 Introduction 1. 矩形波脉冲信号的参数 (P4~8 图1.1.6) 脉冲幅度 Vm : 脉冲电压最大值。 脉冲宽度 tw : 从脉冲前沿上升到0.5Vm 开始到 脉冲后沿下降到0.5Vm 为止的一段时间。 上升时间tr: 脉冲前沿从 0.1Vm 上升到 0.9V m 所需的时间。 下降时间 tf : 脉冲后沿从 0.9Vm 上升到 0.1V m 所需的时间。 脉冲周期 T: 在周期性脉冲序列中, 两个相邻 脉冲间的时间间隔

*脉冲频率f单位时间内脉冲重复的次数。 *占空比q:脉冲宽度和脉冲周期的比值。 ◆理想的矩形波：t,=t=0,tw、Vm和T是稳定的. ◆实际的矩形波：tt0,tw、Vm和T也受很多 因素影响而不稳定。 2.获得矩形脉冲的方法一般有两种 *脉冲的产生：利用各种形式矩形波脉冲发生 电路，直接产生所需要的矩形脉冲； *脉冲的变换：利用已有的周期性信号，通过 整形电路变换为所需的矩形波脉冲信号

脉冲频率f: 单位时间内脉冲重复的次数。 占空比q: 脉冲宽度和脉冲周期的比值。 ◆理想的矩形波: tr =tf =0, tW 、Vm 和T是稳定的. ◆实际的矩形波: tr /tf 0， tW 、Vm 和T也受很多 因素影响而不稳定。 2. 获得矩形脉冲的方法一般有两种 脉冲的产生: 利用各种形式矩形波脉冲发生 电路, 直接产生所需要的矩形脉冲； 脉冲的变换: 利用已有的周期性信号, 通过 整形电路变换为所需的矩形波脉冲信号

3.脉冲的产生与变换电路 *脉冲的产生电路：多谐振荡器。 逻辑门+RC和石英晶体振荡器→多谐振荡器 555定时器+RC→多谐振荡器 *脉冲的变换电路： 单稳态触发器和施密特触发器 555定时器或逻辑门+RC→单稳态触发器 555定时器或逻辑门+RC→施密特触发器 集成单稳态触发器和施密特触发器

3. 脉冲的产生与变换电路  脉冲的产生电路: 多谐振荡器。 555定时器+RC多谐振荡器 脉冲的变换电路: 单稳态触发器和施密特触发器. 逻辑门+RC和石英晶体振荡器多谐振荡器 555定时器或逻辑门＋RC 单稳态触发器 555定时器或逻辑门＋RC 施密特触发器 集成单稳态触发器和施密特触发器

8.1 555 Timer ◆555 Timer:将模拟电路和数字电路的功能 集于一体的的多用途单片集成电路 ◆Categories(类型) *双极型：驱动能力强.工作电源5~16V,输出级 驱动电流≥200mA. *CMOS型：功耗低，工作电源3~18V,输出级 驱动电流<4mA

8.1 555 Timer ◆555 Timer: 将模拟电路和数字电路的功能 集于一体的的多用途单片集成电路 ◆Categories (类型) 双极型: 驱动能力强 .工作电源 5 ～16V,输出级 驱动电流 ≥ 200mA. CMOS 型: 功耗低, 工作电源 3 ～18V, 输出级 驱动电流 4mA

◆流行产品 *美国Signetics(西格尼蒂克斯)公司1972年研制， 用于取代机械式定时器。 *流行的产品主要有 BJT器件：555,556（含有两个555） CM0S器件：7555,7556（含有两个555) ◆应用 *构成单稳态触发器/多谐振荡器/施密特触发器， *在工业控制、定时、检测、报警等方面的应用

美国Signetics(西格尼蒂克斯)公司1972年研制, 用于取代机械式定时器。 流行的产品主要有 BJT器件：555，556（含有两个555） CMOS器件：7555，7556（含有两个555） ◆流行产品 ◆应用  构成单稳态触发器/多谐振荡器/施密特触发器. 在工业控制、定时、检测、报警等方面的应用 在工业控制、定时、检测、报警等方面的应用

一、 555定时器的电路组成P415图8.4.1) Three-resistor C1&C2: voltage divider Voltage comparators (TH) 6 & (TR) (DISC) RS-FF Discharge Tp GND

vo VCC RD VCO vI1 (TH) vI2 (TR) vO (DISC) TD ＋ － C1 ＋ － C2 & & & GND vC2 vC1 一、555定时器的电路组成 (P415 图8.4.1) RS-FF C１ &C２: Voltage comparators Discharge TD Three-resistor voltage divider

等效电路及各引脚(8个引脚)的名称 Threshold Control-电压控制端 阈值输入端 oVcc RD Reset 諜 5k2 Output D (TH) 16 1v0 120 12 (TR) 5k2 DISC)7 Discharge 放电端 GND

等效电路及各引脚(8个引脚 )的名称 v o VCC R D VCO vI1 (TH ) vI2 (TR ) v O (DISC ) TD ＋ － C 1 ＋ － C 2 & & & GND vC2 vC1 R S Q R D Reset Output Threshold Control-电压控制端 阈值输入端 Trigger 触发输入端 Discharge 放电端

二、工作原理 CO=2Vcc/3 Ycc/3 05 1 ◆若：CO端悬空 *A1反相输入端 inverting input GND 电位=C0=2Vcc/3 *A2同相输入端(noninverting)的电位=Vcc/3 The inverting input of comparator A is held at 2/3Vcc. The noninverting input of comparator A2 is held at 1/3Vcc

R S Q Q   + C1 C2 VCC TH CO TR D T vo RD 8 7 6 4 5 3 2 1 R R R GND 1 vC1 vC1 + 二、工作原理  A1 反相输入端 ( inverting input ) 电位=CO=2VCC /3 CO=2VCC /3 VCC /3  A2 同相输入端( noninverting )的电位=VCC /3 The inverting input of comparator A1 is held at 2/3VCC . The noninverting input of comparator A2 is held at 1/3VCC . ◆若: CO端悬空

◆复位情况 2 ◆比较器输出 0 *A输出V→R C05 若TH>2Vcc/3 R 2 则ye1为低电平0 若TH2/3Vcc >Vcc/3 0 Vcc/3 1

R S Q Q   + C1 C2 VCC TH CO TR D T v o R D 8 7 6 4 5 3 2 1 R R R GND 1 vC1 vC1 + 2VCC /3 VCC /3 若TH>2VCC /3 则 v c1 为低电平 0  A1 输出 v c1  R ◆比较器输出 若THVCC /3 >VCC /3 v O 2/3VCC 1 <2/3VCC 0 ◆复位情况