脈沖波形的產(chǎn)生與整形授課計劃教學教材.ppt

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1、脈沖波形的產(chǎn)生與整形授課計劃3、學時分配：共4學時第1、2學時：555時基集成電路第3、4學時：555時基集成芯片的應(yīng)用7.1集成555定時器（第1、2學時）7.1.1555時基集成電路的分類555時基集成電路按內(nèi)部元件分類，可分為TTL型555（電源電壓為4.5V~＋5V）和CMOS型555（電源電壓為2V~18V）兩大類，按芯片內(nèi)包含的定時器的個數(shù)可分為單時基定時器555和雙時基定時器556兩種類型。按封裝分類又可分為8腳T0~99型，8腳雙列直插型（見圖）和14腳雙列直插型三種（見圖）由以下幾部分組成：（1）三個阻值為5kΩ的電阻

2、組成的分壓器。（2）兩個電壓比較器C1和C2。7.1.2555定時器的電路的組成電壓比較器的功能：v+>v-，vO=1v+

3、，從而控制RS觸發(fā)器，決定輸出狀態(tài)。比較TTL型555和CMOS555，從表7.2可以看出兩者的差異是：1、CMOS型555的功耗權(quán)為TTL型555的幾十分之一，靜態(tài)電流僅為120μA左右，為微功耗器件；2、CMOS型555的電源電壓可低到2~3V，高至18V，各輸入功能端電流均為PA量級；3、CMOS型555的輸入阻抗比TTL型555要高出幾個數(shù)量級，高達1010Ω；4、CMOS型555的輸出脈沖的上升沿和下降沿比TTL型要陡，轉(zhuǎn)換時間短；5、CMOS型555的驅(qū)動功能力差，輸出電流儀為1~3mA，而TTL型555的輸出驅(qū)動電流可達2

4、00mA。一般說來，在要求定時長、功耗小，負載輕的場合，宜選用CMOS型的555，而在負載重，要求驅(qū)動電流大，電壓高的場合，宜選用TTL型555。CMOS型555的輸入阻抗高達1010Ω數(shù)量級遠比TTL型高，非常適合于做長時間的延時電路，RC時間常數(shù)一般很大。7.2555時基集成芯片的應(yīng)用（第3、4學時）7.2.1施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器——具有回差電壓特性，能將邊沿變化緩慢的電壓波形整形為邊沿陡峭的矩形脈沖。一.用555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器1.電路組成及工作原理（2）主要靜態(tài)參數(shù)（a）上限閾值電壓VT+——vI上升過程中，輸出電壓

5、vO由高電平VOH跳變到低電平VOL時，所對應(yīng)的輸入電壓值。VT+=2/3VCC。（b）下限閾值電壓VT———vI下降過程中，vO由低電平VOL跳變到高電平VOH時，所對應(yīng)的輸入電壓值。VT—=1/3VCC。（3）回差電壓ΔVTΔVT=VT+－VT—=1/3VCC2.電壓滯回特性和主要參數(shù)（1）電壓滯回特性二．集成施密特觸發(fā)器1.CMOS集成施密特觸發(fā)器CC401062.TTL集成施密特觸發(fā)器74LS14三．施密特觸發(fā)器的應(yīng)用舉例2.用于脈沖鑒幅——從一系列幅度不同的脈沖信號中，選出那些幅度大于VT+的輸入脈沖。1.用作整形電路——把不

6、規(guī)則的輸入信號整形成為矩形脈沖。7.2.2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器——有一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)；在觸發(fā)脈沖作用下，由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)；暫穩(wěn)狀態(tài)維持一段時間后，自動返回到穩(wěn)態(tài)。一．用555定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1.電路組成及工作原理（1）無觸發(fā)信號輸入時電路工作在穩(wěn)定狀態(tài)當vI=1時，電路工作在穩(wěn)定狀態(tài)，即vO=0，vC=0。（2）vI下降沿觸發(fā)當vI下降沿到達時，vO由0跳變?yōu)?，電路由穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)入暫穩(wěn)態(tài)。（3）暫穩(wěn)態(tài)的維持時間在暫穩(wěn)態(tài)期間，三極管T截止，VCC經(jīng)R向C充電。時間常數(shù)τ1=RC，vC由0V開始增大，在vC上升到2/3VCC之前

7、，電路保持暫穩(wěn)態(tài)不變。（4）自動返回（暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束）時間當vC上升至2/3VCC時，vO由1跳變0，三極管T由截止轉(zhuǎn)為飽和導通，電容C經(jīng)T迅速放電，電壓vC迅速降至0V，電路由暫穩(wěn)態(tài)重新轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)。（5）恢復(fù)過程當暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束后，電容C通過飽和導通的放電三極管T放電，時間常數(shù)τ2=RCESC，經(jīng)過（3～5）τ2后，電容C放電完畢，恢復(fù)過程結(jié)束。2.主要參數(shù)估算(1)輸出脈沖寬度Tw（用三要素法計算）上式說明，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出脈沖寬度tW僅決定于定時元件R、C的取值，與輸入觸發(fā)信號和電源電壓無關(guān)，調(diào)節(jié)R、C的取值，即可方便的調(diào)節(jié)tW。（2）恢復(fù)

8、時間tretre=（3～5）τ2（3）最高工作頻率fmaxvI周期的最小值：Tmin=tW＋tre因此，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的最高工作頻率應(yīng)為:單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用圖中，v/O的下降沿比vI的下降沿滯后了時間tW。（