第16章 数字电路的典型应用（课件）- 《电工电子技术与技能》同步教学（机工版·2018）

十六 数字电路的典型应用 脉冲信号的产生与整形电路 一 模- 数和数- 模转换器 二 ‹#› ‹#› 认识单稳态触发器，多谐振荡器以及A-D 和D-A 转换器。 了解单稳态触发器脉冲整形电路的作用。 了解多谐振荡器产生矩形脉冲的作用，学会在频率稳定性要求较高的场合，需采取稳频措施。 了解555 定时器是将模拟电路和数字电路集成在同一硅片上的时基电路，掌握其各种应用电路的组合。 学会使用将模拟量转换为数字量或将数字量转换为模拟量的转换器，即A-D转换器和D-A 转换器。 学习目标 一 二 ‹#› ‹#› 16.1.1 单稳态触发器 单稳态触发器被广泛用于电路中的定时、延时和整形。 图16-1 所示为TTL 与非门构成的微分型单稳态触发器。 16.1 脉冲信号的产生与整形电路 一 二 ‹#› ‹#› 1．工作原理 当输入负的矩形脉冲。其过程如下： 暂稳态期间，G1 门输出的高电平经过电阻R 对电容C 充电，发生的正反馈过程如下： 一 二 16.1 脉冲信号的产生与整形电路 ‹#› ‹#› 图16-2 为微分型单稳态触发器各点的波形图。 一 二 16.1 脉冲信号的产生与整形电路 ‹#› ‹#› 3．单稳态触发器的应用 （1）脉冲延时 74121 构成的脉冲延时电路如图16-3所示。 一 二 16.1 脉冲信号的产生与整形电路 ‹#› ‹#› （2）脉冲整形 74121 构成的脉冲整形电路如图16-4所示。 一 二 16.1 脉冲信号的产生与整形电路 ‹#› ‹#› （3）噪声消除电路 74121 构成的噪声消除电路如图16-5所示。 一 二 16.1 脉冲信号的产生与整形电路 ‹#› ‹#› 16.1.2 多谐振荡器——无稳态触发器 图16-6 所示为一石英晶体多谐振荡器电路。 由于石英晶体很多谐波被衰减，所以u O2 不是一个良好的矩形波，因此电路中加入G3 门对脉冲波形进行整形。 一 二 16.1 脉冲信号的产生与整形电路 ‹#› ‹#› 9 16.1.3 集成555定时器及其应用 一 二 1．集成555 定时器 集成555 定时器分双极型和CMOS 型两大类。图16-7 为集成555 定时器逻辑电路图。 16.1 脉冲信号的产生与整形电路 ‹#› ‹#› 10 一 二 各引脚端的功能及定时器的逻辑功能表。 1）1 端：接地端。 2）2 端：低电平触发器 3）3 端：输出端。 4）4 端：复位端。低电平为复位信号。 5）5 端：提供外接参考电压。 6）6 端：高电平触发端。 7）7 端：放电端。 8）8 端：电源端。 表16-1 所示的逻辑功能表。 16.1 脉冲信号的产生与整形电路 ‹#› ‹#› 11 一 二 2．集成555 定时器的应用 （1）555 定时器构成单稳态触发器 图16-8 所示为555 定时器与外接R 和C 组件构成的单稳态触发器电路及其工作波形。 16.1 脉冲信号的产生与整形电路 ‹#› ‹#› 12 一 二 在图16-8 的单稳态触发器电路中增加一个PNP 型晶体管VT，如图16-9a 所示，则构成了脉冲失落监视电路，图16-9b 为工作波形。 16.1 脉冲信号的产生与整形电路 ‹#› ‹#› 13 一 二 （2）555 定时器构成多谐振荡器 图16-10 所示为555 定时器与外接R 和C 组件构成的多谐振荡器电路及其工作波形。 16.1 脉冲信号的产生与整形电路 ‹#› ‹#› 14 一 二 如果将电路改接为图16-11 所示的电路，则得到占空比可调的矩形波发生器。该电路利用二极管VD1和VD2 将电容C 的充、放电回路分开。 16.1 脉冲信号的产生与整形电路 ‹#› ‹#› 15 16.2.1 数-模转换器 数- 模转换器（简称DAC）是将数字信号转换成模拟信号的电路，转换的框图如图16-12 所示。 D-A 转换器通常由4 个部分组成，即译码电路、模拟开关、加法电路、基准电压源等。 16.2 模- 数和数- 模转换器 一 二 ‹#› ‹#› 16.2.2 模- 数转换器 1．A-D 转换器的转换原理 A-D 转换器的转换原理如图16-13 所示。 一 二 16.2 模- 数和数- 模转换器 ‹#› ‹#› $$