1、2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形第六章第六章 脈沖波形的產生脈沖波形的產生(chnshng)(chnshng)和整形和整形第一頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形兩種最常用的脈沖整形電路兩種最常用的脈沖整形電路 施密特觸發器和單穩態觸發器施密特觸發器和單穩態觸發器描述描述(mio sh)(mio sh)矩形脈沖特性的主要參數矩形脈沖特性的主要參數第二頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形6.2 6.2 施密特觸發器施密特觸發器施密特觸發器的主要特點：施密特觸發器的主要特點：* *輸入輸入(shr)(shr)信號在上升和下降過程中，電路狀

2、態轉換的輸入信號在上升和下降過程中，電路狀態轉換的輸入(shr)(shr)電平電平不同不同* *電路狀態轉換時有正反饋過程，使輸出波形邊沿變陡電路狀態轉換時有正反饋過程，使輸出波形邊沿變陡第三頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形6.2.1 6.2.1 用門電路組成用門電路組成(z chn(z chn) )的施密特觸發器的施密特觸發器21210RRVVVVVDDTHOLDDOH ，且且，第四頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形 OOITHIIOIVVVVV,VVV100大大區區，故故時時，進進入入傳傳輸輸特特性性的的放放至至當當。時時，當當OHOV

3、V 使使電電路路迅迅速速跳跳變變到到THTIITHIV)RR(VVVRRRVV212121 第五頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形 OOITHIIOIVVVVV,VVV111大大區區，故故時時，進進入入傳傳輸輸特特性性的的放放至至當當。時時，當當OLOVV 使電路迅速跳變到使電路迅速跳變到THTIIIDDTHIV)RR(VVVRRR)VV(VV212111 第六頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形THTIV)RR(VV211 THTIV)RR(VV211 第七頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形6.2.3 6.2.3 施

4、密特觸發器的應用施密特觸發器的應用(yngyng)(yngyng)一、用于波形變換一、用于波形變換二、用于監幅二、用于監幅第八頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形三、用于脈沖三、用于脈沖(michng)整形整形第九頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形6.3 6.3 單穩態觸發器單穩態觸發器特點：特點：有一個有一個穩態穩態和一個和一個暫穩態暫穩態在外界觸發信號作用下，能從在外界觸發信號作用下，能從穩態穩態暫穩態暫穩態，維持，維持(wich)(wich)一段時間后一段時間后自動自動返回穩態返回穩態暫穩態維持的時間長短取決于電路內部參數暫穩態維持的時間

5、長短取決于電路內部參數6.3.1 6.3.1 用門電路組成的單穩態觸發器用門電路組成的單穩態觸發器一、積分型一、積分型G1G1和和G2G2為為TTLTTL門門1 1、原理分析、原理分析第十頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形；穩態下：穩態下：OHAOHOOIVV),VV( ,V,V* 110開開始始放放電電；進進入入暫暫穩穩態態，后后，C,V,VV*OOI001 返返回回穩穩態態；后后，當當放放至至,VVV*OTHA1 恢恢復復初初始始態態；重重新新充充電電至至后后，,VCV*OHI 第十一頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形2 2、性能參數計算

6、、性能參數計算(j sun)(j sun)輸出脈寬：輸出脈寬：THOH)t()()()(wVVlnRCVVVVlnRCt 0reTRdOrettt*C)RR)(t* 53的的時時間間。放放電電至至從從時時間間）等等于于輸輸出出脈脈沖沖寬寬度度（THOHAOVVVV0 第十二頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形二、微分型二、微分型G1G1和和G2G2為為CMOSCMOS門門1 1、原理、原理(yunl)(yunl)分析分析DDTHOLDDOHVV,V,VV210 上上無無電電壓壓；穩穩態態下下：C),VV( ,V,VV,V,V*DDOODDIdI 12000開開始始充充電

7、電電電路路迅迅速速進進入入暫暫穩穩態態加加觸觸發發信信號號C,V,VVVVV,V*OOOIOdI01121 第十三頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形2 2、性能參數計算、性能參數計算(j sun)(j sun)輸出脈寬：輸出脈寬：200lnRCVVVlnRCVVVVlnRCtTHDDDD)t()()()(w rewdONONDrettt*CR)(C)Rr/R)(t* 53531的的時時間間。充充電電至至從從時時間間）等等于于輸輸出出脈脈沖沖寬寬度度（THIOVVV012 第十四頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形6.5 5556.5 555定時

8、器及其應用定時器及其應用6.5.1 5556.5.1 555定時器定時器 （數（數/ /模混合模混合ICIC）一、電路結構一、電路結構(jigu)(jigu)由電壓比較器（由電壓比較器（C1,C2C1,C2）觸發器觸發器輸出緩沖器（輸出緩沖器（G3,G4G3,G4）OCOC輸出的三級管（輸出的三級管（T TD D）組成組成第十五頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形入的關系）二、功能表（輸出與輸輸輸 入入輸輸 出出0 0X XX X0 0導通導通1 10 0導通導通1 1不變不變不變不變1 11 1截止截止1 11 1截止截止CCV32 CCV31 CCV32 CCV32

9、 CCV32 CCV31 CCV31 CCV31 DR1IV2IVOVDT第十六頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形6.5.2 6.5.2 用用555555定時器接成施密特觸發器定時器接成施密特觸發器工作工作(gngzu)(gngzu)原理原理第十七頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形6.5.2 6.5.2 用用555555定時器接成施密特觸發器定時器接成施密特觸發器工作工作(gngzu)(gngzu)原理原理輸輸 入入輸輸 出出0 0X XX X0 0導通導通1 10 0導通導通1 1不變不變不變不變1 11 1截止截止1 11 1截止截止CC

10、V32CCV31CCV32CCV32CCV32CCV31CCV31CCV31DR1IV2IVOVDT?V,V?V,VTITI 值值使電路狀態發生轉變的使電路狀態發生轉變的值值使電路狀態發生轉變的使電路狀態發生轉變的第十八頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形6.5.2 6.5.2 用用555555定時器接成施密特觸發器定時器接成施密特觸發器工作工作(gngzu)(gngzu)原理原理第十九頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形6.5.3 6.5.3 用用555555定時器接成單穩態觸發器定時器接成單穩態觸發器第二十頁，共三十二頁。2022年醫學專題第

11、六章脈沖波形的產生和整形 保持保持放電放電導通導通充電至充電至截止截止若通電后若通電后保持保持導通導通若通電后若通電后即可，即可，穩態時，無觸發信號：穩態時，無觸發信號：01100321011001311211212QVVCTQVVVCTQQVVVTQ)VV(VCCDCCCCDCCCDCCCI導導通通穩穩態態：DOIT,V,V01 輸輸 入入輸輸 出出0 0X XX X0 0導通導通1 10 0導通導通1 1不變不變不變不變1 11 1截止截止1 11 1截止截止CCV32 CCV31 CCV32 CCV32 CCV32 CCV31 CCV31 CCV31 DR1IV2IVOVDT第二十一頁，

12、共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形）已已經經回回到到高高于于時時（假假定定此此時時充充至至當當CCICCCVVVV3132保持保持開始放電至開始放電至導通導通則則01100102121 QVVCT,QVVCCDCC 開開始始充充電電截截止止則則降降至至只只要要觸觸發發時時CT,QVV,VVVDCCCCII1013121第二十二頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形性能參數：性能參數：暫穩態輸出暫穩態輸出(shch)的寬度的寬度3320lnRCVVVlnRCtCCCCCCw 的寬度有何要求？的寬度有何要求？對對IV*的寬度過寬？的寬度過寬？若若IV第二

13、十三頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形應用應用(yngyng)舉例舉例（1） 觸摸定時控制開關觸摸定時控制開關 555定時器構成單穩態觸發器。只要用手觸摸一下金屬片定時器構成單穩態觸發器。只要用手觸摸一下金屬片P，由于人體感應電壓相當于在，由于人體感應電壓相當于在觸發觸發輸入端（管腳輸入端（管腳2）加入一個負）加入一個負脈沖，脈沖，555輸出端輸出高電平，輸出端輸出高電平，燈泡（燈泡（RL）發光，當暫穩態）發光，當暫穩態時間（時間（tW）結束時，）結束時，555輸出輸出端恢復低電平，燈泡熄滅。端恢復低電平，燈泡熄滅。該觸摸開關可用于夜間定時該觸摸開關可用于夜間定時照明

14、，定時時間可由照明，定時時間可由RC參數參數(cnsh)調節。調節。第二十四頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形（2） 心律失常報警電路心律失常報警電路(dinl)圖中圖中vI是經過放大后的心電信號，其幅值是經過放大后的心電信號，其幅值vIm=4V。126555Iv57VCC(+5V)843vO1vI83(+5V)4CCV7O25551256vOv1RCTDD12第二十五頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形VIT+VT-VVo1CV23CCVVo2oV第二十六頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形6.5.4 6.5.4 用用

15、555555定時器構成定時器構成(guchng)(guchng)的多諧振蕩器的多諧振蕩器 1. 電路(dinl)結構第二十七頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形6.5.4 6.5.4 用用555555定時器構成定時器構成(guchng)(guchng)的多諧振蕩器的多諧振蕩器 1. 電路(dinl)結構第二十八頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形2. 振蕩振蕩(zhndng)(zhndng)頻率的估算頻率的估算（1）電容(dinrng)充電時間T1：（用三要素法計算）（2） 電容(dinrng)放電時間T2（3）電路振蕩周期T T=T1+T2=0

16、.7(R1+2R2)C（4）電路振蕩頻率f（5）輸出波形占空比q)()()0()(ln111TvvvvTCCCCCRR)(7 . 021CCCCCCCCVVVV3231ln1CRT227 . 0CRRTf)2(43. 1121212112RRRRTTq第二十九頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形 3 占空比可調的多諧振蕩器電路占空比可調的多諧振蕩器電路(dinl) 利用半導體二極管的單向導電特性，把電容C充電(chng din)和放電回路隔離開來，再加上一個電位器，便可構成占空比可調的多諧振蕩器。 可計算(j sun)得： T1=0.7R1C T2=0.7R2C 占空比：21121121117 . 07 . 07 . 0RRRCRCRCRTTTTTq第三十頁，共三十二頁。2022年醫學專題第六章脈沖波形的產生和整形4. 應用(yngyng)舉例：雙音門鈴