数字电子技术 5脉冲波形的产生与整形

第5章上页下页返回第五章脉冲波形的产生与整形5.1555定时器的原理5.2用555定时器组成多谐振荡器5.3用555定时器组成单稳态触发器和施密特触发器概述不需要任何输入信号；必须在电路中引入足够强的正反馈。▲▲波形产生电路包括正弦和非正弦(如方波、三角波)波形产生电路。波形产生电路的共同特点：第5章上页下页返回概述555集成定时器是一种模拟电路和数字电路结合的中规模集成电路。常用的555定时器有：双极型定时器——5G1555CMOS定时器——CB75555.1555定时器的原理第5章上页下页返回RDSDQQ4∞+－+∞+－+C1C2C1输出为1，C2输出为0Q为0，T截止，输出为1当U6＜—UDD，U2＜—UDD时3231RT上页下页18RRR7265控制端(CO)阈值端(TH)放电晶体管分压器比较器31G反相器放电端(D)+UDD复位输出端GND1001RS触发器当U6＞—UDD，U2＞—UDD时3231C1输出为0，C2输出为101Q为1，T导通，输出为010第5章触发端(TR)返回输入输出TH（U6）TR（U2）复位端R输出放电管TXX00导通＜—UDD＜—UDD11截止3231＞—UDD＞—UDD10导通3231＜—UDD＞—UDD1不变不变3231上页下页555定时器功能表GND第5章56271841∞+－+C1∞+－+C2RDSDQQG3RRRRT+UDD放电晶体管复位输出端控制端(CO)阈值端(TH)触发端(TR)放电端(D)返回4+－+∞+－+C2TN上页下页TH3D+UDDGNDCB7555集成定时器的电路结构图第5章TR返回≥1≥1≥1111G1G2G3G4G5G6C1+－+C2+－+RRRCORD865271OUTQ上页下页5.2用555定时器组成多谐振荡器多谐振荡器也称无稳态触发器，它没有稳定状态，同时不需要外加脉冲信号，就能输出一定频率的矩形脉冲。第一暂态第二暂态第5章返回+UDDu08473625555工作原理上页下页第5章00u03—UDD23—UDD1●uc（u2）＜—UDD，u6＜—UDD，T截止，输出u0=1，3132uc上升，uc（u2）＞—UDD，u6＜—UDD，（保持不变）3132接通UDD，C充电，uc上升，uc（u2）＞—UDD，u6＞—UDD，T导通，C放电，输出Q=03132C放电C放电，uc下降u2＜—UDD，u6＜—UDD，T截止，输出u0=1，C又充电3132101T1=（R1+R2）C·ln2≈0.7（R1+R2）CT1C充电放电R1R20.01ufCttTH（U6）TR（U2）放电管T11截止Ruo32＜—UDD31＜—UDD2＞—UDD3＞—UDD1310导通32＜—UDD＞—UDD131不变不变uc1返回T2=R2C·ln2≈0.7R2CT2T=T1+T2≈0.7（R1+2R2）CT上页下页应用举例1、如图为一防盗报警电路，试说明其工作原理。①由555构成何种电路？②铜丝不断时，输出为何种状态？③铜丝被碰断后，输出为何种波形？64755558132S6V100μF0.01μF0.01μF100kΩ5.1kΩ50kΩ8Ωab+细铜丝第5章返回上页下页2、如图为一门铃电路，试说明其工作原理。84736215555SB+5V100μF0.01μF0.01μF100kΩ5.1kΩ第5章返回上页下页3、如图为一模拟公安警车音响的电路，试说明其工作原理。第5章返回100μF0.01μF47kΩ4.7kΩR1R2R3R4R5R6C1C2C3C4T8844776622115534.7kΩ10kΩ100kΩ2.7kΩ0.01μF100μF++CB7555CB7555IC1IC2+UDD（5~15V）5.3用555定时器组成单稳态触发器和施密特触发器5.3.1用555定时器组成单稳态触发器5.3.2用555定时器组成施密特触发器上页下页第5章返回上页下页第5章▲双稳态触发器，有两个稳定状态，从一个稳态翻转为另一个稳态必须靠脉冲信号触发，脉冲消失后，稳态一直保持。▲单稳态触发器在脉冲信号未加之前，处于稳定状态，经信号触发后，触发器翻转到新的状态，经过一定延时后触发器又自动翻转到原来的稳定状态。所以只有一种稳定状态。返回5.3.1用555定时器组成单稳态触发器单稳态触发器上页下页第5章C2+∞+－－RDSDQQGR1TRRR+∞+C1▲设uC=0，当ui=1（未来信号）电容C被充电，11①设Q=0，Q=1时，T导通，C放电，uc≈0C1输出为“1”，输出“0”保持不变。0100101●●●C放电1110返回●RC复位+UDDuouiuCC1、C2输出高电平，输出端保持原状态不变。分两种情况讨论②设Q=1，Q=0时，T截止，C充电，ucuc＞—UCC，C1输出为“0”，32T又导通，C放电，C1输出为“1”，输出“0”。当无触发信号时，触发器将为Q=0的稳定状态。上页下页第5章uouittt当无触发信号时，触发器处于其输出u0=“0”的稳定状态当有输入信号时，ui＜—UDD，C2输出为“0”，Q=“1”，Q=“0”，T截止，C充电13uc上升Uc＜—UDD，ui＞—UDD，C1为“1”，C2为“1”，输出保持不变231323当uc≥—UDD时，使C1输出为“0”，Q=“0”，Q=“1”0101T导通，uc放电，回到无触发信号时稳态返回+UDDC2+∞+－－RDSDQQR1RRR+∞+C1●●●uouiRC●001011011—UDD23—UDD13uC输出矩形脉冲宽度tW=RCIn3≈1.1RC000上页下页如图为一简单的具有自动关断功能的照明灯电路，试说明其工作原理。第5章返回[例5.3.1]4.7MΩR1R2R3R4ZC1T4.7MΩ1kΩ1MΩ200μF+8476213CB7555IC+UDD（4.5V）OFFONL3V200mATHDTRRD8427361555+－6VLED50μF200kΩ金属片+上页如图为一简易触摸开关电路，当手模金属片时,发光二极管LED亮，经过一定时间，发光二极管熄灭。555定时器构成何种电路？？第5章返回下页[例5.3.2]第5章返回下页5.3.2用555集成定时器组成施密特触发器上页施密特触发器有两个稳定状态，也是一种双稳态触发器，但它与第4章介绍的触发器不同。有如下特点：（1）不具有记忆保持功能，其稳定状态依赖输入信号来维持；（2）它属于电平触发，而不是脉冲触发；（3）两种状态翻转时的输入电压（称阈值电压）不同。第5章返回下页uiUOHU0L0UT-UT+上页电压传输特性曲线图形符号u0uiu0回差电压UT=UT+UT-上页返回第5章工作原理26843517CB75550.01μFuiTHTRu0+UDD+U'DDu'0RTH（U6）TR（U2）放电管T11截止Ruo32＜—UDD31＜—UDD2＞—UDD3＞—UDD1310导通32＜—UDD＞—UDD131不变不变下页上页返回第5章ttUOMUOL00uo工作原理uiUDDUDD2313ui＜—UDD13u6＜—UDD，23，T截止，输出u0=1u2—UDD13u6＜—UDD，23，T截止，输出u0=1u2—UDD13u6—UDD，23，T导通，输出u0=0u2—UDD13u6＜—UDD，23，T截止，输出u0=1下页上页如图为一个根据环境亮度变化能自动开启、关断功能的照明灯控制电路，试说明其工作原理。第5章返回[例5.3.3]R1R2CT10kΩ0.01μF8456213CB7555IC+UDDL照明灯D~LDRK