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1、第 五 章 脉 冲 信 号 的 产 生 与 整 形 5.1 概 述 5.2 单 脉 冲 的 产 生 5.3 多 谐 振 荡 器 5.4 单 稳 态 触 发 器 5.5 555定 时 器 及 其 应 用 5.1 概 述数字电路区别于模拟电路的主要特点之 一是：它的工作信号是离散时间的脉冲信号。最常用的脉冲信号是方波(矩形波)。如何产生方波以及对不理想的方波如何整形，是本章讨论的重点。 5.2 单 脉 冲 的 产 生+VCC FS 按钮按放一次，便产生一个单脉冲。 但是，由于按钮 S 机械动作经常伴有抖动现象，使得输出的方波很不理想，毛刺很大。这样的方波用到数字系统中很容易引起误动作。因此，这个电
2、路没有实用价值。 不按按钮时，Q0； 按下按钮时，锁定器翻转，Q1；松开按钮后，回到Q0。可见：按钮动作一次，Q端就输出一个正脉冲。QQ工作原理：2. 电路振荡频率的稳定 性较差,容易受温度、元件性能、电源波动等因素的影响。为便于起振，将两个电 阻改接成如图( b)示。( a ) R21 2R1 C2C1 uR2uR1 uo2uo1 1 2R 1 R2C2C1 uo2uo1 ( b)只要适当选择它们的大小，使两个与非门的静态工作点均处于转移特性的中点，起振便比较容易。 ( a ) R21 2R1 C2C1 uR2uR1 uo2uo1 1 2R1 R2C2C1 uo2uo1 ( b)为获得稳定的
3、振荡频率, 可在振荡电路中串接石英晶体，组成石英晶体振荡器，如图( c )所示。1 2R1 R2C2C1 uo石英晶体( c) 石英晶体的化学成分是SiO2 ,晶格结构为各向异性，是一种具有压电效应的晶体。由石英晶体的阻抗与频率特性曲线可见石英晶体的 选频特性很好。fX X0感性XUT ,在图中所示的情况下， uo2 的上升边将由ui的下降边控制，故必须改进电路! ( a ) Auo1 uo2RC1 2ui ( b )uo1 uo2RC1 2ui A（2）两个电压比较器: A1、A2 ;（3）一个 RS 触发器;（4）一个反相器和一个晶体管T。RS QQ+- A 1A2VCCTHCOTRD T
4、 uoRD876 45 32 1RRR555定时器的内部电路图 RS QQ+- A1A2VCCTHCOTRD T uoRD876 45 32 1RRR555定时器的内部电路图1 2 3 45678 555VCC D TH COGND TR U o RD电源放电阈值电控压制地触发输出复位电源电压范围:4.5V 18V 三个电阻构成的分压器给 两个比较器提供基准电压: A1 的为 2VCC / 3 , A2 的为 VCC / 3 。 RS QQ+- A1A2VCCTHCOTRD T uoRD876 45 32 1RRR阈值端触发端R S Q1 00 100 0101保持保持Q1 1禁止禁止RS 触
5、发器功能表10100 0阈值端触发端TH TR R S比较的结果2V CC / 3VCC / 3VCC / 32VCC / 3 TQ uo保持0110保持保持导通截止RD 阈值端触发端TH TRVCC / 32VCC / 32VCC / 3 VCC / 3保持保持RD晶体管Tuo0111 001导通导通截止RS QQ+- A1A2VCCTHCOTRD T uoRD876 45 32 1RRR555的功能表VCC / 32VCC / 3 例1：多谐振荡器 4 8162 35 C VCCuo5557THTRVCC / 32VCC / 35.5.2 555定 时 器 的 应 用 例2： 双稳态触发器
6、: 微电机起动停车控制电路。S1 : 起动按钮S2 : 停车按钮4 8162 35S2S1RR C VCCTHTR uo M微电机555 按下启动按钮 S1（未按 S2） 即使放开 S1 , UTR 、UTH仍满足上述条件，电机继续转动 。这时如果松开 S 2 , 电机仍不转动 。 4 8162 35S2S1RR C VCCTHTR uo M微电机555启动过程：停车过程：32,3 CCTHCCTR VUVU 故 uo=1 , 电机转动 。按下停车按钮 S2（未按 S1） 32,3 CC THCCTR VUVU 故 uo=0 , 电机停转。 例2： 双稳态触发器: 微电机起动停车控制电路改进。
7、S 1 : 起动按钮S2 : 停车按钮4 8162 35S2S1RR C VCCTHTR uo M微电机555 例3： 单稳态触发器: 洗相曝光定时器。若S打开 。 输出总为04 8162 357 uoui VCCR RTC TDTHTRS 32 CCV 0 t0 tuCTuo若合闸时输出为 0，将保持0若合闸时输出为 1，输出会自动回到零 32 CCV 0 t0 tuCTuoui0 t4 8162 357 uoui VCCR RTCTDTHTRS由以上分析可以看出： 按钮每按动一次，uo 便输出一个正脉冲,其宽度 TW 由 RT CT 决定 。按下S自动返回 J J 红白D1D24 8162
8、 357 uoui VCCR RTCTDTHTRS洗相曝光定时器按一下按钮 S未按uo0 J的线圈不通电J 的接点不动作红灯白灯亮灭1通电闭合亮灭白灯亮的时间即为曝光时间 TW 。TW = 1.1 RT CT按着S忘了松手,会怎麽样? 例4： 多谐振荡器: 简易电子琴电路 0 tuouC0 t前面例1已说明了如何用555 定时器构成多谐振荡器: 3CCV 32 CCV4 8162 357R1R2 CuC 555DTHTR uo VCC 设电容C 原先未充电, 故 UTH =UTR 2VCC /3 , 立即 uo = 0 , 同时555内的管 T 导通，电容 C 经 R2 7#管脚 T 1#管脚放电一直至VCC /3，使得uo 回到 1 ，进入循环 . .3CCV 32 CCV t0uouC0 t 4 8162 357R1R2 CuC 555DTHTR uo VCC 0 tuouC0 t3CCV 32 CCV输出方波的周期 T 的计算:T = T 1 + T2 = 0.7 ( R1 + 2R2 ) C T1 T2 4 8162 357R1 C 555 uoVCCR21R28 S8 S1简易电子琴电路图简易电子琴就是通过改变R2 的阻值来改变输出方波的周期 , 使外接的喇叭发出不同的音调 。 第 五 章 结 束数字电子技术
脉冲信号的产生与整形
