脈沖產(chǎn)生與整形電路(2)(已修改)
2025-05-12 03:47 本頁面
【正文】 第 6章 脈沖的產(chǎn)生與整形電路 555定時器及其應(yīng)用 概述 施密特觸發(fā)器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 多諧振蕩器 概 述 數(shù)字電路中 ， 為了控制和協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的工作 ， 常常需要時鐘脈沖信號 。 獲得時鐘脈沖的方法有： 1. 利用多諧振蕩器直接產(chǎn)生 。 2. 通過整形電路變換而成。 整形電路又分為兩類：施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 整形電路可以使脈沖的邊沿變陡峭，或形成規(guī)定的矩形脈沖。 Um Tw T tr tf 表述矩形脈沖性能指標的主要參數(shù)： 周期 T——周期性重復(fù)的脈沖序列中 ， 兩個相鄰脈沖間的時間間隔 頻率 f = 1/T， 代表單位時間內(nèi)脈沖重復(fù)的次數(shù)。 下降時間 tf ——脈沖從 Um Tw T tr tf 脈沖幅度 Um——脈沖電壓最大變化的幅值 脈沖寬度 Tw——從脈沖前沿 ， 到脈沖后沿 一段時間 上升時間 tr ——脈沖從 施密特觸發(fā)器 ? UT= UT+ UT稱為回差電壓 施密特觸發(fā)器是一種重要的脈沖整形電路 ， 施密特觸發(fā)器能把變化緩慢的波形變換成矩形脈沖 。 輸入電壓上升的翻轉(zhuǎn)電平為上限閾值電平 UT+ 輸入電壓下降的翻轉(zhuǎn)電平為下限閾值電平 UT 1. 基本概念 輸入和輸出為同相關(guān)系的稱為同相施密特觸發(fā)器 輸入和輸出為反相關(guān)系的稱為反相施密特觸發(fā)器 2. 施密特觸發(fā)器的傳輸特性 門電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器 設(shè) UT≈VDD/2，且 R1R2 1 G1 G2 R2 R1 uI uO 39。Ou39。Iu39。Ou1. CMOS非門電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器 1 2. 施密特觸發(fā)器的工作原理 uO UT+ UT– t uI的波形圖 uI O (1) 當(dāng) uI = 0時，有 ?VDD， uO ? 0 當(dāng) uI增加到使 = UT時，產(chǎn)生如下正反饋過程 : 隨著 uI上升， 也上升，且有 ? uI R2 /(R1+R2) 1 G1 G2 R2 R1 uI uO 39。Ou39。Iu39。Ou39。Ou39。Iu 39。Iu39。Iu39。Iu1 39。Ou在極短時間內(nèi)，電路翻轉(zhuǎn)為 uO ? VDD。此時由 可求得電路的上限閾值電壓 UT+= (1+R1/R2) UT 同理， uI = VDD時， uO ? VDD = UT+R2 /( R1+R2)= UT 39。Iu(2) 當(dāng) uI從高電平下降達到使 = UT時 ， 可求得電路的下限閾值電壓 : 39。IuUT = (1－ R1/R2) UT (3) 觸發(fā)器的回差電壓 ?UT = UT+–UT = 2 UT R1/R2 可見 ， 電路輸出的狀態(tài)由輸入電壓的大小決定 ， 改變 R1和 R2就可調(diào)節(jié)回差電壓 ?UT的大小 。 (4) 波形圖 UT+ UT– t t uO 波形圖 uI O O 1 G1 G2 R2 R1 uI uO 39。Ou39。Iu39。Ou1 施密特觸發(fā)器應(yīng)用舉例 1. 脈沖整形電路 在數(shù)字測量和控制系統(tǒng)中 ， 由傳感器送來的信號波形邊沿較差 ， 利用施密特電路可以對這些信號進行整形 。 t 脈沖整形波形圖 t t uI uO UT+ UT– uI t uO UT+ UT– O O O O 2. 脈沖變換電路 利用這一特點 ， 施密特電路可以把變化比較緩慢的正弦波 、 三角波等變換成矩形脈沖信號 。 一種變換波形圖 由于施密特電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換速度極快 ， 輸出矩形波的前后沿總是很陡峭 。 uI uO VDD UT+ UT– VDD t t O O 3. 鑒幅電路 在一串幅度不相等的脈沖信號中，如果要剔除幅度不夠大的脈沖 , 此時可利用施密特觸發(fā)器。 uI uO UT+ UT– 鑒幅電路 例 由
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