脈沖波形的產(chǎn)生與整形(2)-資料下載頁
2025-05-13 01:30本頁面
【正文】 和符號(hào)。石英晶體不但頻率特性穩(wěn)定，而且品質(zhì)因數(shù)很高，有極好的選頻特性。 f f0 x 0 電感性 電容性 符號(hào) 圖 814 石英晶體的阻抗頻率 特性與符號(hào) vI1 vI2 vI3 vO1 vO2 vO G1 G2 G3 圖 815 石英晶體環(huán)形振蕩器 C RS R 石英晶體 ?把石英晶體與 RC多諧振蕩器中的電容串聯(lián)起來就構(gòu)成了石英晶體多諧振蕩器。 ?由石英晶體的電抗頻率特性可知，當(dāng)外加電壓的頻率為 f0時(shí)，其等效阻抗最小，所以頻率為 f0的電壓信號(hào)最容易通過，并在電路中形成正反饋。因此振蕩器的工作頻率為 f0。 ?石英晶體振蕩器的振蕩頻率取決于石英晶體的固有諧振頻率 f0，與外接電阻、電容無關(guān)。其工作原理與RC環(huán)形多諧振蕩器基本相同。 (四 ) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 ?單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的暫穩(wěn)態(tài)是靠 RC電路的充放電過程來維持的，根據(jù) RC電路的不同接法，可分為微分型和積分型。 ?以 TTL與非門、 RC微分電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為例說明其工作原理。 1. TTL與非門微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 ?在基本 RS觸發(fā)器中插入一個(gè) RC微分電路環(huán)節(jié)就構(gòu)成了單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，如圖 816所示。 圖 816 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 vI vO1 vO vI2 C R G1 G2 ?電路接通電源后 ,無脈沖觸發(fā)信號(hào) (vI=1)輸入時(shí) ,電路處于穩(wěn)態(tài)。 G1門開通， vO1=0， G2門關(guān)閉 vO=1。 ?在輸入端加入負(fù)脈沖信號(hào)后， vO1=1。由于 C上電壓不能突跳，則 vI2隨 vO1上跳并大于 VT (VT=)值，使 G2門開通， vO=0。電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)。 ?在暫穩(wěn)態(tài)期間，由于 vO1不斷地給電容器 C充電，電容器上的電壓 vC不斷升高，而使 vI2逐漸下降。當(dāng) vI2下降到小于閾值電壓 VT時(shí)， G2門又關(guān)閉， vO=1。此時(shí)輸入負(fù)觸發(fā)脈沖早已消失， vI為高電平。則 G1又開始導(dǎo)通， vO1=0， vI2隨之下跳為負(fù)值，然后 C開始放電，使vI2恢復(fù)到正常的低電平。電路處于穩(wěn)態(tài)。其工作波形如圖 817所示。 t t t t 0 0 0 0 vO VT vI2 vO1 vI 圖 817單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作波形 輸出脈沖寬度 Tw近似計(jì)算： Tw≈(RO+R)C 公式中的 RO為與非門的輸出電阻， RO≈100Ω。 ?脈沖整形 ?脈沖定時(shí) ?脈沖延時(shí) 脈沖整形 ?單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出脈沖的幅度和寬度是確定的，利用這一性質(zhì)，可將寬度和幅度不規(guī)則的脈沖串，整形為寬度和幅度一定的脈沖串，如圖 818所示。 t vI 0 t vO 0 圖 818 脈沖波形 脈沖定時(shí) ?由于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能產(chǎn)生一定寬度 Tw的矩形輸出脈沖 ， 利用這個(gè)脈沖去控制某電路 ， 使其在 Tw時(shí)間內(nèi)動(dòng)作 （ 或不動(dòng)作 ） ， 起到了定時(shí)作用 。 例如 ，利用脈沖寬度為 Tw的正矩形脈沖作為門輸入的信號(hào) vB， 而與門的另一個(gè)輸入端信號(hào)為 vA。 只有當(dāng)矩形波 vB為 1的 Tw時(shí)間內(nèi) ， 信號(hào) vA才能通過與門 ， 輸出才有脈沖 ， 如圖 819所示 。 單穩(wěn)電路 vA vB vO vI (a)邏輯圖 vO vI vB vA (b)波形圖 圖 819 脈沖定時(shí)電路 Tw 脈沖延時(shí) ?T w時(shí)間 ， 稱這個(gè)時(shí)間為延時(shí) 。 邏輯圖和波形圖如圖 8 20所示 。 單穩(wěn)電路 Tw vI vO Tw vI vO 0 0 t1 t2 t t 圖 820脈沖延時(shí) (a)邏輯圖 (b)波形圖 3. 施密特觸發(fā)器 ?TTL與非門構(gòu)成的施密特觸發(fā)器 ?圖 821是三個(gè) TTL與非門和一個(gè)二極管構(gòu)成的施密特觸發(fā)器門G1為反相器 ,門 GG3組成基本 RS觸發(fā)器，二極管 D起電平偏移作用。 R S Q Q G1 G2 G3 vI vO D 圖 821 施密特電路 下圖是 vI為三角波時(shí)輸出 vO隨 vI變化的波形圖 。 VOH VOL VT+= VT= vO t t 0 0 圖 822 工作波形圖 4. 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用 ?波形的變換與整形 ?幅度鑒別 ?脈沖展寬電路 波形的變換與整形 ?利用施密特觸發(fā)器可以將正弦波、三角波變換成矩形波。如圖 823所示 vI vO VT+ VT 圖 823波形變換和整形 幅度鑒別 ?施密特觸發(fā)器的輸出狀態(tài)取決于輸入信號(hào) vI的幅度，因此它可以用來作為幅度鑒別電路。只有當(dāng)脈沖信號(hào) vI的幅度大于VT+的脈沖，電路才輸出一個(gè)脈沖，而幅度小于 VT+的脈沖，電路無輸出脈沖，其工作波形圖如圖 824所示。 vI vO VT+ VT 圖 824幅度鑒別波形 幅度鑒別 脈沖展寬電路 ?脈沖展寬電路原理圖、工作波形圖如圖825(a)、 (b)圖所示。 VCC vI vO G1 R C vC (a) 原理圖 vI vO vC VT+ (b)波形圖 圖 825脈沖展開電路 ?電容器 C與集電極開路反相器的輸出端并聯(lián)到施密特觸發(fā)器的輸入端。當(dāng) vI為高電平時(shí)，門 G1輸出為低電平，電容器不能充電， vC≈0，施密特觸發(fā)器輸出為高電平。當(dāng) vI為低電平時(shí)，門 G1輸出為應(yīng)為高電平， ?而 vC不能跳變， VCC通過 R給 C充電， vC按指數(shù)曲線上升，當(dāng) vC上升到略大于 VT+時(shí)，施密特觸發(fā)器由高電平下跳為低電平。從而使 vO的波形展寬。 RC決定展寬大小。改變RC值的大小就可以改變施密特觸發(fā)器的輸出脈沖寬度。
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