中职2023高教版《电子技术基础》　第11章 脉冲波形的产生与变换 课件

第11章 脉冲波形的产生与变换 中职2023高教版《电子技术基础》 5.555时基电路搭接多谐振荡器、单稳触发器、施密特触发器。 学习要点： 1.多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器的功能和基本应用。 2.多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器的电路结构和工作原理，脉冲宽度的估算。 3.555时基电路的引脚功能和逻辑功能。 4.555时基电路在生活中的应用实例。 第11章 脉冲波形的产生与变换 11.1 常见脉冲产生电路及应用 11.2 555时基电路及应用 11.1.1 多谐振荡器 11.1.2 单稳态触发器 11.1.3 施密特触发器 11.2.1 555时基电路简介 11.2.2 555时基电路的应用 脉冲信号的获得方法：一种是由电路直接产生；另一种是对已有的信号进行变换。 脉冲波形产生与变换电路一般以多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器或555时基电路为基础。 11.1 常见脉冲产生电路及应用 11.1.1 多谐振荡器 多谐振荡器的概念：能产生矩形脉冲的自激振荡电路叫做多谐振荡器。 多谐振荡器的特点： （1）不需要外加触发信号，能自动地产生矩形脉冲。 （2）没有稳定状态，只有二个暂稳态，即不断地在高电平和低电平之间来回转换，这就是“振荡”。 原理分析: 1.由门电路构成多谐振荡器 （1）电路图和原理分析 （2） 振荡周期计算公式： T≈2.2RC （3） 电阻RS的作用 ①避免电容C上的瞬间电压损坏非门U1A； ②提高振荡频率的稳定性，一般要求RS远大于R，通常取RS＝（5－10）R。 2.可控型多谐振荡器 (a)EN=1振荡 (b)EN=0振荡 可控型多谐振荡器 工作过程: 图(a)电路由与非门组成，当控制端EN=1时，振荡电路工作，输出矩形脉冲；当EN=0时停振。 图(b)电路由或非门组成，当控制端EN=0时，振荡电路工作，输出矩形脉冲；当EN=1时停振。 3.振荡频率可调的多谐振荡器 用电位器RP代替电阻R，即可调节振荡频率。 *4.占空比可调的多谐振荡器 利用二极管的单向导电性，电容C放电通过电位器1、2端的电阻RP1进行，而充电时通过2、3端的电阻RP2进行。这样，调节电位器RP，即可调节占空比q。 适当选取R1、R2的阻值,可使门电路工作于线性放大状态，C1、C2起正反馈耦合作用。该电路的振荡输出波形为方波，周期T≈1.4R1C1。 *5.门电路构成对称式多谐振荡器 *6.环形振荡器 加大延迟时间的环形振荡器 环形振荡器由奇数个非门电路和RC电路首尾连接构成。门电路和RC网络形成正反馈和延时网络，RS是为防止U1C门的输入电流过大而接的保护电阻。 该电路为非对称振荡器，输出波形为矩形波。 7.石英晶体多谐振荡器 图(a)由一级反相器组成，在单片机和微机时钟电路中使用较多。图中，反相器工作于线性放大区；RF为直流负反馈电阻，一般RF取1～10M。 图(b)是由二级反相器构成的石英晶体振荡器，晶振的作用是选频。 （a）由单级反相器组成 （b）由二级反相器组成 石英晶体多谐振荡器的特点：频率稳定度高、一致性好。 石英晶体多谐振荡器的振荡频率就是石英晶体的谐振频率。 11.1.2 单稳态触发器 （3）经过一段时间后，无需外界信号触发，能自动从暂稳态回到原来的稳定状态，因此，这种触发器被称为单稳态触发器。 1.门电路构成的单稳态触发器 根据R、C连接方式的不同，单稳态触发器可分为：微分型单稳态触发器和积分型单稳态触发器两种。 （1）单稳态触发器只有一个稳定状态，另一个状态是不稳定的，称为暂稳态。 （2）它平时处于稳定状态，在外加触发脉冲作用下，能从稳定状态翻转到暂稳态。 单稳态触发器的特点 （2）微分型单稳态触发器的工作过程 当触发信号vI处于低电平0时，由于或非门U1B经电阻R输入高电平1，所以U1B输出端vO2＝0，反馈到U1A输入端，使U1A输出端vO1＝1，电路处于稳态。 ① 稳态 （1）微分型单稳态触发器的结构 它由2个或非门首尾连接，其中一个反馈回路接入RC微分电路。 ② 暂稳态 当触发信号vI变为高电平1时，vO1变为低电平0，通过电容C的反馈，使vI2也变为低电平0，从而使vO2变为高电平1，此后，电源VCC经过电阻R给电容C充电，电路处于暂稳态。 微分型单稳态触发器的波形图