数字电子技术基础课件(第7章 脉冲产生与整形电路).pptx

第7章 脉冲波形的产生与整形
一、555定时器的电路结构
由以下几部分组成：
（1）三个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器。
（2）两个电压比较器C1和C2。
集成555定时器
电压比较器的功能：
v+> v-，vO=1
. 电路组成及工作原理
（1）无触发信号输入时电路工作在稳定状态
当vI=1时，电路工作在稳定状态，即vO=0，vC=0。
（2）vI下降沿触发
当vI下降沿到达时，vO由0跳变为1，电路由稳态转入暂稳态。
（3）暂稳态的维持时间
在暂稳态期间，三极管T截止，VCC经R向C充电。时间常数τ1=RC，
vC由0V开始增大，在vC上升到2/3VCC之前，电路保持暂稳态不变。
（4）自动返回（暂稳态结束）时间
当vC上升至2/3VCC时，vO由1跳变0，三极管T由截止转为饱和导通，
电容C经T迅速放电，电压vC迅速降至0V，电路由暂稳态重新转入稳态。
（5）恢复过程
当暂稳态结束后，电容C通过饱和导通的放电三极管 T放电，时间常
数 τ2=RCESC，经过（3～5）τ2后，电容C放电完毕，恢复过程结束。
2. 主要参数估算
(1) 输出脉冲宽度Tw（用三要素法计算）
上式说明，单稳态触发器输出脉冲宽度tW仅决定于定时元件R、C的取值，与输入触发信号和电源电压无关，调节R、C的取值，即可方便的调节tW。
（2）恢复时间tre
tre=（3～5）τ2
（3）最高工作频率fmax
vI周期的最小值： Tmin= tW＋tre
因此，单稳态触发器的最高工作频率应为:
二． 集成单稳态触发器74121
A1和A2是两个下降沿有效的触发信号输入端，B是上升沿有效的
触发信号输入端。
集成单稳态触发器74121的外部元件连接方法:（a）使用外部电阻Rext且电路为下降沿触发的连接方式.
（b）使用内部电阻Rint且电路为上升沿触发的连接方式。
74121的主要参数
(1) 输出脉冲宽度tW
使用外接电阻： tW ≈
使用内部电阻： tW ≈
（2）输入触发脉冲最小周期Tmin
Tmin= tW＋tre
tre是恢复时间。
（3）周期性输入触发脉冲占空比q
定义： q = tW/T
最大占空比： qmax= tW/ Tmin

74121内部电阻=2kΩ，～40kΩ之间选择，
外接电容C可在10pF～10μF之间选择，
所以，当R=2kΩ时， 最大占空比qmax为67%；
当R=40kΩ时，最大占空比qmax可达90%。
三． 单稳态触发器的应用
1. 延时与定时
（1）延时
图中，v/O的下降沿比vI的下
降沿滞后了时间tW。
（2）定时
当v/O=1时，与门打开，
vO= vF。当v/O=0时，
与门关闭，vO为低电平。
显然与门打开的时间是
恒定不变的，就是单稳
输出脉冲v/O的宽度tW。
2. 整形
单稳态触发器能够把不规则的输入信号vI，整形成为幅度和宽度都相同的标准矩形脉冲vO。vO的幅度取决于单稳态电路输出的高、低电平，宽度tW决定于暂稳态时间。
3. 触摸定时控制开关
555定时器构成单稳态触发器。只要用手触摸一下金属片P，由于人体感应电压相当于在触发
输入端（管脚2）加入一个负
脉冲，555输出端输出高电平，
灯泡（RL）发光，当暂稳态
时间（tW）结束时，555输出
端恢复低电平，灯泡熄灭。
该触摸开关可用于夜间定时
照明，定时时间可由RC参数
调节。
4. 触摸、声控双功能延时灯
555和T1、R3、R2、C4组成单稳定时电路，定时（即灯亮）时间约为1分钟。当击掌声传至压电陶瓷片时，HTD将声音信号转换成电信号，经T2、T1放大，触发555，使555输出高电平，触发导通晶闸管SCR，电灯亮；
同样，若触摸金属片A时，人体感应电信号经R4、R5加至T1基极，也能使T1导通，触发555，达到上述效果。
举例： ，图中vI是经过放大后的心电信号，其幅值vIm=4V。（1）对应vI分别画出图中vo1、vo2、vo三点的电压波形；（2）说明电路的组成及工作原理。
举例：间歇振荡器
EWB举例
举例：报警器
EWB举例
本章小结
1．多谐振荡器是一种自激振荡电路，不需要外加输入信号，就可以自动地产生出矩形