脉冲与整形电路

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22
UCC
uc
R1
84
2UCC/3
7
3
uo
UCC/3
t
R2
6 555
0
uc
2
5uoC10.01μF 0 tP1
tP2
t
第 一 个 暂 稳 态 的 脉 冲 宽 度 t p 1 ， 即 u c 从 U C C / 3 充 电 上 升 到 2 U C C / 3 所 需 的 时 间 ：
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8
CO TH
＜2UCC/3
TR
＜UCC/3
+U CC 8
5kΩ ∞
+1
5
A1 +
－
6
5kΩ
∞
2
+A02 +
－
5kΩ
R 4
RD Q
0
SD Q
1 3 uo
7D V
1
①R=0时，Q=1 、Q=0 ，uo=0，V饱和导通。
②R=1、UTH＞2UCC/3、UTR＞UCC/3时，RD=0、SD=1， Q=1、Q=0，uo=0，V饱和导通。 ③R=1、UTH＜2UCC/3、UTR＞UCC/3时，RD=1、SD=1， Q、Q不变，uo不变，V状态不变。 ④R=1、UTH＜2UCC/3、UTR＜UCC/3时，RD=1、SD=0， Q=0、Q=1，uo=1，V截止。
脉冲幅度Um：脉冲高低电平之间电压的最大变化值。
脉冲宽度tw：脉冲幅度为方便用户0.5 Um处脉冲前后沿之间的 时间间隔。
脉冲周期T：周期性重复脉冲序列两相邻脉冲之间看时间间隔。
上升时间tr: 脉冲上升沿0.1 Um上升到0.9 Um所需时间。
下降时间tf：脉冲下降沿0.9 Um下降到0.1 Um所需时间。
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（2）波形整形 如图所示。
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18
（3）信号鉴幅 如图所示。
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19
8.2.2 施密特触发器的应用
CMOS MOC等
正弦波 振荡器
1
输入
1
输出
UT+ UT－
(a) 慢输入波形的TTL系统接口
(b) 整形电路的输入、输出波形
1
<
2 3 V CC
>
1 3
V CC
1
<
2 3
V CC
<
1 3
V CC
1
放电管VT 导通
输出OUT 0
导通
0
原状态
原状态
截止
1
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10
8.2 555定时器的应用
9.2.1 施密特触发器
施密特触发器是一种双稳态触发器，电路具有两个稳态。当
电路满足一定触发条件时，电路由一种稳态进入另一种稳态。此
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9
555定时器特点：
1、电源电压范围宽，且能与TTL、MOS集成电路共用； 2、输出电压与TTL、MOS系列兼容 3、输出电流大，有200毫安，可直接驱动継电器等负载。
555电路逻辑功能表
阈值电压TH ×
触发输入 TR
×
复位 R
0
2
> 3 V CC
1
> 3 V CC
+U CC 8
5kΩ
+ ∞1
5
A1 +
－
6
5kΩ
∞
2
+ A
2
+1
－
5kΩ
1
R 4
RD Q
01
SD Q
013 uo
7D V
①R=0时，Q=1 、Q=0 ，uo=0，V饱和导通。
②R=1、UTH＞2UCC/3、UTR＞UCC/3时，RD=0、SD=1， Q=1、Q=0，uo=0，V饱和导通。 ③R=1、UTH＜2UCC/3、UTR＞UCC/3时，RD=1、SD=1， Q、Q不变，uo不变，V状态不变。
t p 1 ≈ 0 . 7 ( R 1 + R 2 ) C
第 二 个 暂 稳 态 的 脉 冲 宽 度 t p 2 ， 即 u c 从 2 U C C / 3 放 电 下 降 到 U C C / 3 所 需 的 时 间 ：
tp2≈ 0.7R2C
振 荡 周 期 ： T ＝ t p 1 ＋ t p 2 ≈ 0 .7 ( R 1 ＋ 2 R 2 ) C
输入 输出
UT+ UT－
uc
C
(c) 幅度鉴别的输入、输出波形
R
1
uo
u'o
(d) 多谐振荡器
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20
8.3.1 由555定时器构成单稳态触发器
UCC
ui
R
84
0
7
3
uo
uc
ui
6 555
0
2
5
uo
C
1
0.01μF 0
t 2UCC/3
t
tP
t
(a) 电路
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84
2UCC/3
7
uo
3
UCC/3
t
R2
6 555
0
uc
2
5
uo
C
1
0.01μF 0 tP1
tP2
t
(a) 电路
(b) 工作波形
接 通 UCC后 ， UCC经 R1和 R2对 C 充 电 。 当 uc上 升 到 2UCC/3时 ， uo=0，V导通，C通过R2和T放电，uc下降。当uc下降到UCC/3时， uo又由0变为1，V截止，UCC又经R1和R2对C充电。如此重复上 述过程，在输出端uo产生了连续的矩形脉冲。
＋VCC DIS
TH
CO
8
7
6
5
555
1
2
3
4
地
TR
OUT
Rd
(1)内部组成
它是由电阻分压器、电压比较器、基本触发器和放电管
等部分组成。
① 电阻分压器由3个5K的电阻串联而成；
② 比较器由集成运放N1和N2组成； ③ 基本RS触发器由与非门组成，低电平有效；
④ 三极管VT为放电开关。
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8
CO 5 TH 6
TR 2
5kΩ
∞ + A1 + －
5kΩ
∞ + A2 + －
5kΩ
1
R0
4
RD Q
1
SD Q
0
3 uo
7D V
①R=0时，Q=1 、Q=0 ，uo=0，V导通。
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6
CO
TH
＞2UCC/3
TR
＞UCC/3
+U CC 8
5kΩ
+ 0∞
5
A1 +
－
6
5kΩ
UTH1= uCO ， UTH2 = 1/2uCO ， ∆UTH= 1/2uCO 。 uCO值越大，则∆UTH也越大。 调回差电压的电路如图所示。
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15
3.施密特触发器的应用 （1）波形变换 如图所示。
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16
内容总结
脉冲与整形电路。2022/2/7。脉冲波形的产生与整形电路有施密特触发器、单稳態触发 器和多谐（无稳）振荡器。脉冲宽度tw：脉冲幅度为方便用户0.5 Um处脉冲前后沿之间的时 间间隔。脉冲周期T：周期性重复脉冲序列两相邻脉冲之间看时间间隔。555电路的管脚排列、 内部电路分别如图。它是由电阻分压器、电压比较器、基本触发器和放电管等部分组成。① 电阻分压器由3个5K的电阻串联而成。uCO值越大，则∆UTH也越大。26
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25
8.3.2 多谐振荡器的应用：
模拟声响电路
UCC
R1
84
uo1
7
3
R2 6 555Ⅰ
2
5
R3
84
7
3 uo2 uo1
R4 6 555Ⅱ C
2
5
uo2
C1
1
0.01μF C2
1
0.01μF
(a) 电路
(b) 工作波形
将振荡器Ⅰ的输出电压uo1，接到振荡器Ⅱ中555定时器的复 位端（4脚），当uo1为高电平时振荡器Ⅱ振荡，为低电平时 555定时器复位，振荡器Ⅱ停止震荡。
4
8.1.1 555定时器的结构和工作原理
+UCC
R
5～18V
8
4
5kΩ ∞
电压 控制端
高电平 触发端
CO 5 TH 6
TR 2
+ N1 + －
5kΩ ∞
+ N2 + －
RD Q SD Q
低电平 触发端
5kΩ 1
复位端 低电平有效
3 uo 7D V
放电端
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5
+U CC
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26
作业
P203 8-5、8-7、8-9、8-11、8-12、8-13
8-17、8-18
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27
ui到来时，因为ui＜UCC/3，使A2＝0，触发器置1，uo又由0变 为1，电路进入暂稳态。由于此时Q=0，放电管V截止，UCC经R对 C充电。虽然此时触发脉冲已消失，比较器A2的输出变为1，但充 电继续进行，直到uc上升到2UCC/3时，比较器A1输出为0，将触发 器置0，电路输出uo＝0，V导通，C放电，电路恢复到稳定状态。
占空比D： 脉冲宽度与脉冲周期之比。D= tw/T
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2
脉冲信号的部分参数：
0.9A
0.5A
0.1A
tp
tr
A
tf
T
实际的矩形波
脉冲幅度 A
脉冲上升沿 tr 脉冲下降沿 tf
脉冲宽度 tp 脉冲周期 T
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3
8.1 555定时器
555电路的管 脚排列、内部 电路分别如图
时，触发信号必须保持一定的数值，才能够稳定在这一状态。否
则，当触发信号低于一定数值时，电路状态将翻转回原来的状态。
该触发器的特点是使电路两次发生翻转时的触发电平不同。
1.电路组成
V
CC
将555定时器阈值输入端TH和 触发输入端 连在一起作为触发 信号uI的输入端时，便组成了施 密特触发器，如图所示。
脉冲与整形电路
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第8章 脉冲及整形电路
脉冲波形的产生与整形电路有施密特触发器、单稳態触发器
和多谐（无稳）振荡器。而555集成定时器可以构成上述各种电 路。本章主要以555定时器为主，来介绍施密特触发器、单稳態 触发器、多谐振荡器之脉冲产生及整形电路。
脉冲波形的特性，可用以下几个参数描述：
2
+ 1∞
A2 +
－
5kΩ
R 4
RD Q
1
SD Q
0
3 uo
7D V
1
①R=0时, Q=1 、Q=0 ，uo=0，V饱和导通。
②R=1、UTH＞2UCC/3、UTR＞UCC/3时，RD=0、 SD=1，Q=1、Q=0，uo=0，V饱和导通。
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7
CO TH
＜2UCC/3 TR ＞UCC/3
输 出 脉 冲 宽 度 t p 。 t p ≈ 1 . 1 R C
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(b) 工作波形
R
ui
C
UCC
84
7
3
6 555
2
5
1
ui
0
uo uc
0
uo
0.01μF 0
t 2UCC/3
t
tP
t
接通UCC后瞬间，UCC通过R对C充电，当uc上升到2UCC/3时，比 较器A1输出为0，将触发器置0，uo＝0。这时Q=1，放电管V导通， C通过V放电，电路进入稳态。
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23
8.3.2 单稳态触发器的应用
延迟与定时
单稳态触发器
ui
u'o
uA
&
(a) 电路示意图
ui
u'o
uo uA
uo
tp (b) 波形图
ui
整 形
uo
tp
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24
8.4.1 由555定时器构成多谐振荡器（无稳态触发器）
UCC
uc
R1
12
2、施密特触发器的工作波形
uI
2 3
VCC
1 3
VCC
o
t
uO
UOH
UOL
o
t
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13
施密特触发器的电压传输特性曲线
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14
若在电压控制端CO加上可调电压uCO，如图16.3(b)所示，调 节uCO,可以改变比较器C1，C2参考电压，进而调节回差电压的 大小。这时
TH
8
4
6
u
555 3
I
2
TR
1
5
C
u
O
OUT
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11
由图可知：该电路的上门限触发电平UTH1的值为：
UTH1
2 3
VCC
下门限电平UTH2的值为：
1 UTH2 3VCC
由此可求得电路的回差电压△UTH为 :
△UT
H=
UTH1
–
UTH2=
1 3
V CC
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