脉冲波产生与转换电路,第9章 机械工业出版社同名教材 配套电子教案,第9章 脉冲波产生与转换电路,9.1 脉冲波概述, 脉冲波形参数, 脉冲幅度Um 。脉冲电压变化的最大值，即脉冲波从波底至波顶之间的电压。 上升时间tr 。脉冲波前沿从0.1Um上升到0.9Um所需的时间。 下降时间tf 。脉冲波后沿从0.9Um下降到0.1Um所需的时间。 脉冲宽度tw 。脉冲波从上升沿的0.5Um至下降沿0.5Um所需的时间。 脉冲周期T。在周期性脉冲信号中，任意两个相邻脉冲上升沿（或下降沿）之间的时间间隔。 重复频率f 。每秒脉冲信号出现的次数，即脉冲周期的倒数：f1/T，单位：Hz。 占空比q 。脉冲宽度与脉冲周期的比值，qtw / T。, 脉冲波的产生与转换,脉冲波通常由二种方法获得：, 利用脉冲振荡器直接产生，如多谐振荡器。 通过已有信号变换整形产生，如施密特触发器和单稳态电路。, 定义,9.2 施密特触发器,具有两个阈值电压的触发器称为施密特触发器。,符号：, 电压传输特性, 同相输出：, uI逐渐增大时，uO沿特性曲线abcde路径运行，须当uIUTH时，触发器翻转； uI逐渐减小时，uO沿特性曲线edfba路径运行，须当uIUTH时，触发器翻转。, 反相输出：, uI增大时，uO沿abcde路径运行； uI减小时，uO沿edfba路径运行。, 特点, 具有回差特性，即具有两个阈值电压； 施密特触发器的输出电压波形边沿陡峭； 施密特触发器属于电平触发，即其不仅状态翻转需要外加触发信号，而且状态的维持也需要外加触发信号。, 用途, 集成施密特电路,集成施密特触发器具有性能优良，触发阈值电压稳定，一致性好的优点。, TTL集成施密特电路 CMOS集成施密特电路,9.3 单稳态触发器, 概述,单稳态触发器只有一个稳定状态，除此外还有一个暂稳态状态。在外来触发信号作用下，能从稳态翻转到暂稳态，经过一段时间，无需外界触发，能自动翻转，恢复原来的稳定状态。, 集成单稳态电路CC 4098,CC 4098内部有二个独立的单稳态触发器。, 暂稳脉宽估算,各种不同参数的单稳态电路不尽相同，一般可按下估算： tW RC ln20.693RC, 单稳态触发器的应用, 脉冲整形, 脉冲展宽, 脉冲延时,【例9-2】 试利用CC 4098将宽度为500s的正脉冲延时1000s（原正脉冲宽度不变）。,解：如图9-9所示。 tW1 =0.693R1 C1 =1000s，若取C1 =100nF，则R1 =14.4k tW2 =0.693R2 C2 =500s，若取C2 =100nF，则R2 =7.22k, 脉冲定时,9.4 多谐振荡器,多谐振荡器又称为方波（矩形波）发生器或无稳态电路。,单稳态电路有一个稳态一个暂态； 双稳态电路有二个稳态； 多谐振荡器无稳定状态，只有二个暂稳态，在高电平和低电平之间来回振荡。,9.4.1 由门电路组成的多谐振荡器, 电路组成和工作原理, 振荡周期,与门电路UOH、UTH和RC参数有关。一般可按下式估算： T2RC ln32.2RC, 可控型多谐振荡器, 由与非门组成时，控制端输入高电平振荡，输入低电平停振； 由或非门组成时，控制端输入低电平振荡，输入高电平停振。, 占空比和振荡频率可调的多谐振荡器,【例9-3】 已知电路如图9-14所示，RS=100k，RP1=33k，RP2=47k，C=1nF，试求电路振荡频率可调范围。若RP1调至10k，试求占空比可调范围。, 施密特触发器组成的多谐振荡器, 由TTL74LS系列施密特触发器组成的多谐振荡器，振荡周期一般可按下式估算： T1.1RC 由CMOS施密特触发器组成的多谐振荡器，振荡周期一般可按下式估算： T0.81RC,9.4.2 石英晶体多谐振荡器,9.5 555定时器,555定时器又称为时基电路，外部加上少量阻容元件，即能构成多种脉冲电路，而且价格低廉、性能优良，在工业自动控制、家用电器和电子玩具等许多领域得到了广泛应用。,9.5.1 555定时器概述, 分类, 电路组成, 工作原理, Ctr端不输入控制电压（经一小电容接地）。, UTH 2VCC/3，T导通，UOut =1。 UTH 2VCC/3，触发器输出保持不变。 UTH 2VCC/3，T截止，UOut =0。, Ctr端输入控制电压UREF，,则TH端与UREF比较， 端与UREF/2比较，比较方法和结果与表9-3相似。,9.5.2 555定时器应用, 构成施密特触发器, 构成单稳态电路,暂稳脉宽可按下式估算：tW =RC ln3 由555构成单稳态电路时，其输入负脉冲脉宽应小于输出暂稳脉宽。,【例9-5】 试用555定时器构成单稳态电路，暂稳脉宽1ms。,解：电路如图9-21所示，555构成单稳态电路时tW =RC ln3，取C1 = C = 0.01F，则, 构成多谐振荡器,脉冲周期：T=tW1+tW2 =(R1+2R2)C ln2,【例9-6】 试用555定时器组成周期为1ms，占空比为30%的矩形波发生器。（取C=0.01F）,