整形電路第講1第1頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六波形整形電路主要用來對(duì)那些變化緩慢或不規(guī)則的信號(hào)進(jìn)行整形，使其變成邊沿陡峭的信號(hào)，也可用于剔除輸入信號(hào)中的干擾信號(hào)，還可實(shí)現(xiàn)將一種波形變換為另一種波形的功能?！?.3波形整形電路2第2頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

6.3.1電壓比較器電壓比較器是將一個(gè)模擬電壓信號(hào)與一個(gè)基準(zhǔn)（參考）電壓相比較，以鑒別其大小的電路。其鑒別的結(jié)果用比較器輸出的數(shù)字邏輯電平（高電平或低電平）來表示。3第3頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

1、運(yùn)算放大器組成的基本比較器電路（1）最簡單的過零電壓比較器電路4第4頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六uoui0+UOM-UOM++uoui過零比較器:(UR=0時(shí))++uouiuoui0+UOM-UOM5第5頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六uoui0+Uom-UomUR傳輸特性UR：參考電壓ui：被比較信號(hào)

++uouiUR–特點(diǎn)：運(yùn)放處于開環(huán)狀態(tài)。當(dāng)ui>UR時(shí),uo=+Uom當(dāng)ui<UR時(shí),uo=-Uom

若ui從同相端輸入6第6頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六++uouiURuoui0+Uom-UomUR當(dāng)ui<UR時(shí),uo=+Uom當(dāng)ui>UR時(shí),uo=-Uom

若ui從反相端輸入7第7頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六++uouitui例：利用電壓比較器將正弦波變?yōu)榉讲āot+Uom-Uom8第8頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六++uiuoui0+UZ-UZ電路改進(jìn)：用穩(wěn)壓管穩(wěn)定輸出電壓。++uiuoUZRR′uoUZ電壓比較器的另一種形式

——將雙向穩(wěn)壓管接在負(fù)反饋回路上9第9頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

1、運(yùn)算放大器組成的基本比較器電路(續(xù))（2）串聯(lián)型和并聯(lián)型比較器電路10第10頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

2、集成電壓比較器普通運(yùn)放作為比較器運(yùn)用時(shí)，僅適合于對(duì)輸出翻轉(zhuǎn)速度要求不太高的場合。集成比較器的響應(yīng)速度較高，比較器LM311為200ns，而通用型運(yùn)放LM301A為6μs。11第11頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

2、集成電壓比較器(續(xù))集成比較器LM311的應(yīng)用比較靈活。其電源電壓可用+15V，也可在5V單電源下工作。電路通常由⑦腳輸出，可由①腳輸出。應(yīng)接上拉電阻。12第12頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六比較器的特點(diǎn)1.電路簡單。2.當(dāng)Ao不夠大時(shí)，輸出邊沿不陡。3.容易引入干擾。tuiuot過零附近仍處于放大區(qū)13第13頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

6.3.2555集成定時(shí)器555定時(shí)器是一種多功能的線性集成電路，它能產(chǎn)生準(zhǔn)確的和非常穩(wěn)定的時(shí)延或振蕩信號(hào)。在它的外部配上適當(dāng)?shù)淖枞菰?，就可方便地?gòu)成施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器等整形電路，以及矩形波振蕩器等脈沖產(chǎn)生電路。

14第14頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

1、電路組成雙排直列8腳。內(nèi)部由兩個(gè)電壓比較器加一個(gè)基本的RS觸發(fā)器組成。15第15頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

2、基本功能④腳為復(fù)位端。⑥、②腳比較電壓分別是2/3VCC和1/3VCC。常用的555定時(shí)器有雙極型和CMOS兩類。電源電壓為+5～+18V范圍。R(4)TH(6)TR(2)VT狀態(tài)(7)Q輸出(3)0XX導(dǎo)通01<2/3VCC<1/3VCC截止11>2/3VCC>1/3VCC導(dǎo)通01<2/3VCC>1/3VCC不變不變1>2/3VCC<1/3VCC導(dǎo)通016第16頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

6.3.3施密特觸發(fā)器電路觸發(fā)器是一種具有記憶作用的部件。具有兩個(gè)基本性質(zhì)：一是在一定的條件下，輸出可以維持在兩種穩(wěn)定狀態(tài)之一并保持不變；二是在一定的外加信號(hào)的作用下，可從一種穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種穩(wěn)定狀態(tài)。施密特觸發(fā)器就是一種用電平方式觸發(fā)，并對(duì)正向和負(fù)向增長的輸入信號(hào)具有不同的閾值電平，從而使傳輸特性具有遲滯特性的觸發(fā)器。其電路形式很多。17第17頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

1、用電壓比較器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器電路電路及傳輸特性如圖所示。R限流、VDZ限幅、R1和R2引入電壓串聯(lián)正反饋。18第18頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六下行遲滯比較器分析1.因?yàn)橛姓答?，所以輸出飽和?.當(dāng)uo正飽和時(shí)(uo=+UOM)：U+3.當(dāng)uo負(fù)飽和時(shí)(uo=–UOM)：－++uoRR2R1ui參考電壓由輸出電壓決定

1)沒加參考電壓的下行遲滯比較器19第19頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六分別稱UH和UL上下門限電壓。稱(UH-UL)為回差。當(dāng)ui增加到UH時(shí)，輸出由Uom跳變到-Uom；－++uoRR2R1ui當(dāng)ui減小到UL時(shí)，輸出由-Uom跳變到Uom。傳輸特性：uoui0Uom-UomUHUL小于回差的干擾不會(huì)引起跳轉(zhuǎn)。跳轉(zhuǎn)時(shí)，正反饋加速跳轉(zhuǎn)。20第20頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六tuiUom-UomtuiUHUL例：下行遲滯比較器的輸入為正弦波時(shí)，畫出輸出的波形。－++uoRR2R1ui21第21頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六2)加上參考電壓后的下行遲滯比較器加上參考電壓后的上下限：－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL22第22頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六下行遲滯比較器兩種電路傳輸特性的比較:－++uoRR2R1uiuoui0Uom-UomUHUL－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL23第23頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六u+=0

時(shí)翻轉(zhuǎn)，可以求出上下門限電壓。上行遲滯比較器－++uoRR2R1ui當(dāng)u+>u-=0

時(shí),uo=+UOM當(dāng)u+<u-=0時(shí),uo=-UOM1)沒加參考電壓的上行遲滯比較器24第24頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六uoui0Uom-Uom傳輸特性曲線UHUL－++uoRR2R1ui上下門限電壓：25第25頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六－++uoRR2R1uiUR上下門限電壓：當(dāng)uo=+UOM時(shí)：當(dāng)uo=-UOM時(shí)：2)加上參考電壓后的上行遲滯比較器26第26頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六傳輸特性：UHULuoui0Uom-Uom－++uoRR2R1uiUR－++uoRR2R1uiuoui0Uom-UomUHUL對(duì)照27第27頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六遲滯比較器電路改進(jìn)：為了穩(wěn)定輸出電壓，可以在輸出端加上雙向穩(wěn)壓管。思考題：如何計(jì)算上下限？UZ－++uoRR2R1uiuoUZ－++RR2R1ui28第28頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六2.用555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器電路29第29頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六⑤腳接uV時(shí)：30第30頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六波形整形(a)幅度鑒別(b)經(jīng)施密特觸發(fā)器電路后，將正弦波信號(hào)變換成矩形波波形，若輸入是三角波，變換情況類同。除波形變換外，經(jīng)施密特觸發(fā)器電路還可將不規(guī)則的輸入信號(hào)波形整形為矩形波（如圖a），也可用來鑒別和剔除不滿足一定幅度的輸入信號(hào)脈沖（如圖b）。針對(duì)干擾幅度，可適當(dāng)調(diào)整UT+和UT-。31第31頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六例：R1=10k，R2=20k，UOM=12V，UR=9V當(dāng)輸入ui為如圖所示的波形時(shí)，畫出輸出uo的波形。－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL5V10Vuit032第32頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六首先計(jì)算上下門限電壓：－++uoRR2R1uiUR33第33頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六+UOM-UOM根據(jù)傳輸特性畫輸出波形圖。－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHULuiuott10V5V002V34第34頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

6.3.4單穩(wěn)壓觸發(fā)器電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是只具有一種穩(wěn)定狀態(tài)的觸發(fā)器。在外加觸發(fā)信號(hào)的作用下，它能夠由穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)變成暫穩(wěn)態(tài)，維持一段時(shí)間后，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，觸發(fā)器自動(dòng)返回穩(wěn)定狀態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間決定于電路的參數(shù)，與外加觸發(fā)信號(hào)無關(guān)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器廣泛應(yīng)用于定時(shí)、延時(shí)、波形整形等電路中。35第35頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六36第36頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

穩(wěn)定狀態(tài)（輸出為低電平），單穩(wěn)態(tài)（輸出為高電平，持續(xù)時(shí)間為t1）。電路要求輸入觸發(fā)脈沖寬度小于t1。37第37頁，共39頁，202