注册电气工程师资格考试数字电子技术学习资料波形变换、脉冲产生和定时电路.ppt

4.0 概述,4.1 波形变换电路,4.2 施密特触发器,4.4 定时器,4.3 脉冲产生电路,波形变换、脉冲产生和定时电路,New！,思路,输入：,高电平、低电平、脉冲,输出：,高电平、低电平两个稳态双稳态,如何产生、如何变换？,实际中可能需要其他的状态单稳态、无稳态,4.1.1 RC积分与微分电路,New！,4.1.3 集成单稳态触发器,4.1.2 单稳态触发器的工作原理,4.1 波形变换电路,4.1.4 单稳态触发器应用举例,4.1.1 RC积分与微分电路,基础知识,RC积分电路,电路条件： = RC >>tW tW输入脉冲宽度,4.1.1 RC积分与微分电路,基础知识,RC微分电路,电路条件： = RC <<tW tW输入脉冲宽度,4.1.2 单稳态触发器工作原理,基础知识,以微分型为例,4.1.2 单稳态触发器工作原理,分析方法,B,4.1.2 单稳态触发器工作原理,B,分析方法,4.1.2 单稳态触发器工作原理,B,稳 态,稳 态,暂稳态,分析方法,4.1.2 单稳态触发器工作原理,基础知识,B,暂稳态时间,恢复时间,4.1.2 单稳态触发器工作原理,基础知识,B,计算 tW及tre,运用“三要素法”：,UB(0+)= VCC UB()= 0=RC（忽略其他电阻） uB(t)= UB()+ UB(0+)UB() = VCC,若 Vth=VCC则 tW 0.7=0.7RC,tre=(35)re,单稳态触发器的一般特性 ？,！思考 ！,单稳应用举例,！讨论与思考 ！,几点讨论：反馈环节也可采用RC积分电路（见习题6-5）。若采用TTL门电路，为保证稳态时门2输入低电平，电阻R必须小于某一数值。采用 CMOS 电路无此限制。为减小恢复时间tre，可在R上并联一个二极管，给电容C提供放电回路。若输入脉冲过宽（tAtW），电路工作可能不正常时，可在输入端另加一RC微分电路，形成短输入脉冲。 采用或非门电路同样可构成单稳电路。,设计一微分型单稳态触发器： 采用 CMOS 或非门、 输入信号较宽、tre较短，设计电路并画出波形。,！讨论与思考 ！,4.1.3 集成单稳态触发器,应用基础,常用集成单稳态触法器：54/74121，54/74221，54/74HC123，CD4098，CD4538等。,74221TTL双单稳态触发器,应用基础,4538CMOS双单稳态触发器,应用基础,4.1.4 单稳态触发器应用,工程应用,4.1.4 单稳态触发器应用,工程应用,“看门狗”（Watching Dog),4.1.2 单稳态触发器工作原理,基础知识,B,4.1.2 单稳态触发器工作原理,基础知识,A,4.1.2 单稳态触发器工作原理,分析方法,tre,A,4.0 概述,4.1 波形变换电路,4.2 施密特触发器,4.4 定时器,4.3 脉冲产生电路,CH4 波形变换、脉冲产生和定时电路,New！,4.2.2 集成施密特触发器,4.2.1 特性与原理,4.2 施密特触发器,4.2.3 应用举例,4.2.1施密特触发器 特性与原理,基础知识,4.2.1施密特触发器 特性与原理,基础知识,4.2.1施密特触发器 特性与原理,基础知识,4.2.1施密特触发器 特性与原理,基础知识,4.2.1施密特触发器 特性与原理,基础知识,施密特触发器是具有滞后特性的数字传输门。,电路具有两个阈值电压，分别称为正向阈值电压和负向阈值电压，二者的差值称为回差。输出电平的变化滞后于输入，形成回环。,与双稳态触发器和单稳态触发器不同，施密特触发器属于“电平触发”型电路，不依赖于边沿陡峭的脉冲。,特点：,4.2.1施密特触发器 特性与原理,基础知识,4.2.1施密特触发器 特性与原理,基础知识,4.2.1施密特触发器 特性与原理,基础知识,电路举例一,4.2.1施密特触发器 特性与原理,基础知识,电路举例二,电路举例三,基础知识,4.2.1施密特触发器 特性与原理,4.2.2 集成施密特触发器,应用基础,施密特触发器就是带有回差特性的门电路。 如74HC14 和74HC132等。74HC14：六反相器，74HC132：四2与非门。在VDD=6V时，典型回差为0.91.2V。,4.2.3 应用举例,工程应用,4.2.3 应用举例,工程应用,4.3.0 多谐振荡器,New！,4.3.1 晶体振荡器,4.3 脉冲产生电路,单稳回忆,4.1.2 单稳态触发器工作原理,基础知识,以微分型为例,4.3.0 多谐振荡器,基础知识,4.3.0 多谐振荡器,基础知识,对称多谐振荡器：,4.3.0 多谐振荡器,分析方法,对称多谐振荡器：,4.3.0 多谐振荡器,暂稳态1,暂稳态2,分析方法,对称多谐振荡器：,4.3.0 多谐振荡器,应用基础,T=tW1 + tW2,若R1=R2，C1=C2，,则T= 2tW =1.4RC,对称多谐振荡器：,“多谐”,4.3.0 多谐振荡器,扩展知识,其他多谐振荡器：,4.3.0 多谐振荡器,扩展知识,其他多谐振荡器：,4.3.0 多谐振荡器,扩展知识,其他多谐振荡器：,4.3.0 多谐振荡器,扩展知识,其他多谐振荡器：,4.3.1 晶体振荡器,基础知识,4.3.1 晶体振荡器,基础知识,New！,4.4.2 定时器应用举例,4.4.1 555定时器,4.4 定时器,4.4.1 555定时器,应用基础,R=5k,4.4.1 555定时器,应用基础,4.4.1 555定时器,应用基础,4.4.1 555定时器,应用基础,输出级的驱动电流200mA,VCC: 4.518V,电源及驱动:,4.4.2 定时器应用举例,工程应用,美国Signetics公司 1972年研制，用于取代机械式定时器。 流行的产品主要有4个： BJT两个：555，556（含有两个555）； CMOS两个：7555，7556（含有两个7555）。,流行产品:,4.4.2 定时器应用举例,工程应用,应用实例:,