第六章脉冲产生整形电路

教学重点：
1.施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器典型电路 的工作原理
2．555定时器的应用
教学难点：
脉冲电路的分析方法
概述
矩形脉冲的主要参数： 脉冲周期T； 脉冲频率：f = 1/T 脉冲幅度VM； 脉冲宽度tW； 上升时间tr； 下降时间tf； 占空比q： q=tw /T .
6.1 集成555定时器
一． 用555定时器构成的多谐振荡器
1. 电路组成及工作原理
VC C
VC C
(8 )
(4 )
R1
VC C R D
R1
5kΩ
84
P
2 /3 VC C
R&
P
7
R 2 v I1 6 5 5 5 3
vC
v I2 2
C
15
(6 )
C1
R2
v I1
vO
5k Ω
vC
施密特触发器——具有回差电压特性，能将边沿变化缓慢的 电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。
一. 用555定时器构成的施密特触发器
1. 电路组成及工作原理
VC C
VC C 2
VC C R D
8
4
R
vIC 5
7
vO 2
vI1 6
vI
v I2 2 55 5 3
vO1
1
VI
VO
电路符号
VC C
VC C 2
VC C R D
RD
8
4
R
vIC 5
7
vI1 6
vI
v I2 2 55 5 3
vO 2 vO1
vO2
VCC2
t
1
t
二． 集成施密特触发器
1. CMOS集成施密特触发器CC40106 2. TTL集成施密特触发器74LS14
1A 1 1Y 2
2A 3 2Y 4
3A 5 3Y 6 VSS 7
14 VD D
13
6A
12
v+> v-，vO=1
放 电端
v+< v-，vO=0
(1 )
C2
5k Ω
RD 复 位
(4 )
R&
& S
T
G
&
1
(3 )
vO
（3）基本RS触发器， （4）放电三极管T及缓冲器G。
电路符号
VC C
RD
v IC
8 5
4
v I1 6
v I2 2
v
, O
7
555 3 vO
1
VC C 电 源
(8 )
控 制电 压
vI
VCC 2
2/ 3VCC
(6)
C1
vI1
5kΩ
1/ 3V CC
(2)
C2
v I2
R&
& S
R1
vO2
5k Ω
(7)
T
放电端
(1)
G
&
1 (3)
vO1
vI
2/3VCC 1/3VCC
t
vO 1
t
2. 电压滞回特性和主要参数 Vo
（1）电压滞回特性
（2）主要静态参数
VOH
（a）上限阈值电压VT+
vI 上 升 过 程 中 ， 输 出 电 压 vO 由高电平VOH跳变到低电平VOL 时，所对应的输入电压值。
正 弦 波 振 荡 器
1 V O
2. 用作整形电路——把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。
输入
VT+ VT-
输出
3. 用于脉冲鉴幅——从一系列幅度不同的脉冲信号中，
选出那些幅度大于VT+的输入脉冲。
1 VI
VO
VI
VT+ VT-
VO0
t
0
t
6.3 多谐振荡器
多谐振荡器——能产生矩形脉冲波的自激振荡器。
6Y 11 5A 10 5Y 9 4A 8 4Y
C C 40106
1A 1 1Y 2
2A 3 2Y 4
3A 5 3Y 6
GND 7
14 VC C
13
6A
12
6Y 11 5A 10 5Y
9
4A
8
4Y
74 L S 1 4
三． 施密特触发器的应用举例
1. 用作接口电路——将缓慢变化的输入信号，转换成为符合 TTL系统要求的脉冲波形。
R
8
4
vIC 5
7
vO 2
vI1 6
vI
v I2 2 55 5 3
vO1
1
(8 )
5kΩ
VC C
(4 )
2/ 3VCC
(6 )
R& C1
vI1
5k Ω
vI
1/ 3V CC
& & S
VCC 2
(2 )
C2
v I2
R1
v O2
5k Ω
(7 )
T
放电端
(1 )
G 1 (3)
v O1
(8)
5kΩ
VCC
(4)
v I1 (6)
RD vo 阈 值 输 入
5 kΩ
C1
5 kΩ
0 0 1/3VCC
＜2/3VCC ＜1/3VCC 1
1
v I2 (2)
C2
＞2/3VCC ＞1/3VCC 1
触 发输 入
0 5k Ω
＜2/3VCC ＞1/3VCC
1
不变
v
, O
(7 )
(4 )
R&
& S
T
G
&
1
放 电端
(1 )
6.2 施密特触发器
（2）5脚为电压控制 端，当其悬空时， 比较器C1和C2的比 较电压分别为 2/3VCC 和1/3VCC 。
VC C 电 源
2/3VCC
控 制电 压
(8 )
5 kΩ
v IC (5)
v I1 (6)
阈 值输 入
C1
5 kΩ
1/3VCC
v I2 (2)
C2
触 发输 入
v
, O
(7 )
放 电端
5k Ω
(1 )
VT+=2/3VCC。
VOL
0
vI
（b）下限阈值电压VT —
2/3VCC
vI 下 降 过 程 中 ， vO 由 低 电 平 1/3VCC
VOL跳变到高电平VOH时，所对
应的输入电压值。VT—=1 /3VCC。 vO 1
（3）回差电压ΔVT
ΔVT= VT+－VT—=1 /3VCC
传输特性
ΔVT 1/3VCC 2/3VCC
一、555定时器的电路结构
由以下几部分组成：
VC C 电 源
(8 )
（ 1 ） 三 个 5k 电 阻 组控 制 电 压
成的分压器。
v IC (5)
（2）两个电压比
v I1 (6)
阈 值输 入
较器 C1和C2。
5 kΩ
C1
5 kΩ
v+
v-
C1
vO
v I2 (2)
触 发输 入
电压比较器的功能：
v
, O
(7 )
v IC (5) v I1 (6)
阈 值输 入
5 kΩ
C1
5 kΩ
v I2 (2)
C2
触 发输 入
v
, O
(7 )
放 电端
5k Ω
(1 )
RD 复 位
(4 )
R&
& S
T
Leabharlann Baidu
G
&
1
(3 )
vO
二．工作原理
（1）4脚为复位输入
端（ RD ），当RD 为低电平时，不管 其他输入端的状态 如何，输出vo为低 电平。正常工作时， 应将其接高电平。
RD 复 位
(4 )
R&
& S
T
G
&
1
(3 )
vO
（3）2脚为触发输入端，6脚为阈值输入端，两端的电位高低
控制比较器C1和C2的输出，从而控制RS触发器，决定输出
状态。
VC C 电 源
RD 复 位
功能表
阈值 输入
vI1
×
阈值 输入
vI2
×
2/3VCC
(8 )
控 制电 压
复 位
输 出
v IC (5)
VT — VT+ ΔVT
Vi
VT+ VT —
t
t
(8 )
5kΩ
VC C
(4 )
vI
VCC 2
2/ 3VCC
(6 )
vI1
C1
5k Ω
1/ 3V CC
(2 )
C2
v I2
R&
& S
R1
v O2
5k Ω
(7 )
T
放电端
VI
VO
G
&
1 (3)
v O1
电路符号
vO1
(1 )
VC C
VC C 2
vO1
VC C