2022年医学专题—脉冲波形详解(1).ppt

8.1 单稳态触发器,8.2 施密特触发器,8.3 多器谐振(xizhn)荡,8.4 555定时器及其应用(yngyng),8 脉冲波形的变换(binhun)与产生,第一页，共五十一页。,4、掌握由555定时器组成的多谐、单稳、施密特触发器的电路、工作原理及外接参数及电路指标(zhbio)的计算。,1、正确理解多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器的电路组成及工作(gngzu)原理。,2、掌握多谐、单稳、施密特触发器MSI器件的逻辑(lu j)功能。,3、掌握555定时器的工作原理。,教学基本要求,第二页，共五十一页。,8.1单稳态触发器,8.1.1 用门电路组成(z chn)的微分型单稳态触发器,8.1.2 集成(j chn)单稳态触发器,8.1.3 单稳态触发器的应用(yngyng),第三页，共五十一页。,电路在没有触发(chf)信号作用时处于一种稳定状态。,单稳态触发器的工作(gngzu)特点：,在外来触发(chf)信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态;,由于电路中RC延时环节的作用，暂稳态不能长久保持,经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间仅与RC参数值有关。,8.1单稳态触发器,第四页，共五十一页。,门电路组成(z chn)的单稳态触发器,MSI集成(j chn)单稳态触发器,不可重复(chngf)触发单稳态触发器,可重复触发单稳态触发器,用555定时器组成的单稳态触发器,按电路形式不同,单稳态触发器的分类,工作特点划分,第五页，共五十一页。,8.1.1 用CMOS门电路组成(z chn)的微分型单稳态触发器,1.电路(dinl),CMOS与非门构成(guchng)的微分型单稳态触发器,CMOS或非门构成的微分型单稳态触发器,稳态为1,负脉冲触发,稳态为0,正脉冲触发,第六页，共五十一页。,电路(dinl)处于一种稳态：,设定CMOS反相器的阈值电压,工作(gngzu)原理：,所以(suy)电容C两端的电压接近0V。,第七页，共五十一页。,b)外加触发(chf)信号,d=VTH,产生如下正反馈过程：,第八页，共五十一页。,c)电容(dinrng)充电,电路(dinl)自动由暂稳态返回到稳态。,I2=VTH,产生如下(rxi)正反馈过程：,第九页，共五十一页。,tw0.7RC,（1）输出(shch)脉冲宽度tw,3、主要参数的计算(j sun),vC(0+)=0；vC()=VDD=RC,VTH=VDD/2,=RCln2,第十页，共五十一页。,8.1.2 集成(j chn)单稳态触发器,不可(bk)重复触发,可重复(chngf)触发,被重复触发,第十一页，共五十一页。,1.不可(bk)重复触发的集成单稳态触发器 74121,电路(dinl)的连接：,R：外接电阻(dinz)或采用内部电阻(dinz),C：外接电容,第十二页，共五十一页。,74121功能表,逻辑(lu j)功能表,输出脉冲(michng)宽度：tw0.7RC,第十三页，共五十一页。,8.1.3 单稳态触发器的应用(yngyng),-定时(dn sh),第十四页，共五十一页。,8.2 施密特触发器,8.2.1 用门电路组成(z chn)的施密特触发器,8.2.2 集成(j chn)施密特触发器,施密特触发器的应用(yngyng),第十五页，共五十一页。,8.2 施密特触发器,1、施密特触发器电压(diny)传输特性及工作特点：,施密特触发器属于电平触发器件，当输入信号达到某一定电压值时，输出电压会发生(fshng)突变。,电路有两个阈值电压。在输入信号增加和减少时，电路有两个阈值电压分别(fnbi)是正向阈值电压（VT+）和负阈值电压（VT-）。,同相输出施密特触发器,反相输出施密特触发器,第十六页，共五十一页。,1、电路(dinl)组成,2、工作(gngzu)原理,I1,8.2.1 用门电路组成(z chn)的施密特触发器,第十七页，共五十一页。,vI1,0,0,1,(1)I上升(shngshng),正向阈值电压(VT+):I 值在增加过程中，使输出电压(diny)产生跳变时所对应I 的值。,第十八页，共五十一页。,vI1,第十九页，共五十一页。,vI1,第二十页，共五十一页。,8.2.2 集成(j chn)施密特触发器,第二十一页，共五十一页。,施密特触发器的应用(yngyng),1.波形(b xn)变换,第二十二页，共五十一页。,2.波形(b xn)的整形与抗干扰,第二十三页，共五十一页。,合理选择回差电压(diny)，可消除干扰信号。,3.消除(xioch)干扰信号,第二十四页，共五十一页。,o,I,4.幅度(fd)鉴别,第二十五页，共五十一页。,8.3 多谐振荡器,8.3.1 由门电路组成(z chn)的多谐振荡器,8.3.3 石英(shyng)晶体振荡器,8.3.2 用施密特触发器构成波形产生(chnshng)电路,第二十六页，共五十一页。,多谐振荡器的基本组成：开关器件+反馈延迟(ynch)环节,开关器件(qjin)：产生高、低电平,反馈延迟(ynch)环节（RC电路）：利用RC电路的充放电特性实现延时，输出电压经延时后，反馈到开关器件输入端，改变电路的输出状态，以获得所脉冲波形输出。,8.3 多谐振荡器,第二十七页，共五十一页。,8.3.1 由CMOS门电路(dinl)组成的多谐振荡器,1.电路(dinl)组成,o1与o反相，电容(dinrng)接在o与I之间:,第二十八页，共五十一页。,8.3.1 由CMOS门电路(dinl)组成的多谐振荡器,第二十九页，共五十一页。,2.工作(gngzu)原理,第三十页，共五十一页。,2.工作(gngzu)原理,第三十一页，共五十一页。,第三十二页，共五十一页。,（2）第二暂稳态电容放电，电路自动(zdng)翻转到第一暂稳态,电容(dinrng)放电,迅速(xn s)使得G1截止、G2导通,第三十三页，共五十一页。,第三十四页，共五十一页。,TRC1n41.4RC,由于门电路组成的多谐振荡器的振荡周期(zhuq)T取决于R、C电路和 VTH，频率稳定性较差。,3.振荡周期的计算(j sun),第三十五页，共五十一页。,8.3.3 石英(shyng)晶体振荡器,1、石英晶体电路符号(fho)和选频特性,当 f=fs 时，电抗 X=0，此时(c sh)频率最为稳定，产生频率为fs 的稳定信号。,第三十六页，共五十一页。,2、石英(shyng)晶体振荡器,R:使反相器工作(gngzu)在线性区,C1:用于两个(lin)反相器间的耦合。,C2:抑制高次谐波，以保证稳定的频率输出。,电路的振荡频率仅取决于石英晶体谐振频率，而与电路中的R、C的数值无关。,第三十七页，共五十一页。,3、双相脉冲(michng)产生电路,第三十八页，共五十一页。,8.4 555定时器及其应用(yngyng),8.4.1 555定时器,8.4.2 用555定时器组成(z chn)施密特触发器,8.4.3 用555定时器组成(z chn)单稳态触发器,8.4.4 用555定时器组成多谐振荡器,第三十九页，共五十一页。,555定时器是一种应用(yngyng)方便的中规模集成电路,广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。,8.4 555定时器及其应用(yngyng),电阻(dinz)分压器,电压比较器,基本SR锁存器,输出缓冲反相器,集电极开路输出三极管,8.4.1 555定时器,第四十页，共五十一页。,2、555定时器功能表,第四十一页，共五十一页。,8.4.2 用555定时器组成(z chn)施密特触发器,如何(rh)改变电路的阈值电压和回差电压?,第四十二页，共五十一页。,施密特触发器的应用(yngyng),波形(b xn)变换,如何(rh)改变占空比?,回差电压减小,占空比如何变化?,第四十三页，共五十一页。,8.4.3 用555定时器组成(z chn)单稳态触发器,VCC,第四十四页，共五十一页。,外加触发信号下降沿时，VI小于 输出为1，T管截止(jizh)，电路转换到暂态。,T管截止，电容充电，当电容VC大于 电路又自动(zdng)转换到稳态输出为0。,第四十五页，共五十一页。,tw=RC1n31.1RC,2、）工作波形及输出(shch)脉宽的计算,第四十六页，共五十一页。,8.4.4 用555定时器组成(z chn)多谐振荡器,1、电路(dinl)组成,第四十七页，共五十一页。,1）接通电源后，电容充电(chng din)，当 VC 时，输出为1，T截止。当上升到,输出跳为0，同时放电三极管T导通。,2、工作(gngzu)原理,2）电容C通过R2和T放电，当下降到 时，输出(shch)为1。放电结束时，T截止，电容C又重新通过R1/R2充电。,第四十八页，共五十一页。,3、工作(gngzu)波形与振荡频率计算,放电(fng din)时间：tPL=R2C1n20.7R2C,充电(chng din)时间：tpH=(R1+R2)C1n20.7(R1+R2)C,第四十九页，共五十一页。,4、用555定时器组成(z chn)占空比可调的多谐振荡器,tPL=RBC1n20.7RBC,tpH=RAC1n20.7RAC,第五十页，共五十一页。,内容(nirng)总结,8.1 单稳态触发器。8.1.1 用门电路组成的微分型单稳态触发器。在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。8.1.1 用CMOS门电路组成的微分型单稳态触发器。电路自动由暂稳态返回到稳态。1.不可重复触发的集成(j chn)单稳态触发器 74121。R：外接电阻或采用内部电阻。B 为高电平，A1、A2中输入端有一个或两个下降沿时电路被触发。8.3.2 用施密特触发器构成波形产生电路。vI(0+)0,第五十一页，共五十一页。,