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秒脉冲_百度文库

  秒脉冲_工学_高等教育_教育专区。第二章:单元电路设计 2.1、脉冲信号发生器: 本设计采用 555 定时器组成秒脉冲信号发生器。 定时器是一种用途 555 广泛的数字-模拟混合中规模集成电路,在波形的产生与变换、控制与检测、家 用电

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  第二章:单元电路设计 2.1、脉冲信号发生器: 本设计采用 555 定时器组成秒脉冲信号发生器。 定时器是一种用途 555 广泛的数字-模拟混合中规模集成电路,在波形的产生与变换、控制与检测、家 用电器以及电子玩具等领域等许多领域中得到了应用。555 定时器功能多样,应 用广泛,只要外部配上几个阻容元器件即可构成单稳态触发器、施密特触发器、 多谐振荡器等电路。 图 2-1 是 555 定时器电路结构简化原理图和引脚标识。 由电路原理图图 2-1 可见,该集成电路的内部包括:两个电压比较器 C1、C2,三个等值串联电阻分 压电路,一个 基本 RS 触发器,一个放电管 T D 及缓冲器 G4 组成。它提供两个基 准电压 Vcc/3 和 2Vcc/3。 图 2-1 555 定时器电路结构图 多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路, 由于矩形波中除基波外 还含有丰富的高次谐波,故称为多谐振荡器。多谐振荡器没有稳态,只有两个暂 稳态,在自身因素的作用下,电路就在两个暂稳态之间来回转换,故又称它为无 稳态电路。由 555 定时器构成的多谐振荡器如图 2-2 所示,R1,R2 和 C 是外接 定时元件,电路中将高电平触发端(6 脚) 和低电平触发端(2 脚)并接后接到 R2 和 C 的连接处,将放电端(7 脚)接到 R1,R2 的连接处。 由于接通电源瞬间, 电容 C 来不及充电, 电容器两端电压 uc 的初始值为 0V, 小于(1/3)Vcc,故高电平触发端与低电平触发端均为低电平,输出 uo 为高电 平,放电管 T D 截止。这时,电源经 R1,R2 对电容 C 充电,使 电压 uc 按指数规 律上升,当 uc 上升到(2/3)Vcc 时,输出 uo 为低电平,放电管 T D 导通,电容 C 通过 R2 到地放电,uc 开始下降,当 uc 降到 Ucc/3 时,输出 uo 又翻回到 1 状 态。放电管 T D 截止,电容 C 又开始充电。如此周而复始,就可在 3 脚输出矩形 波信号。电路一旦起振后,uc 电压总是在(1/3~2/3)Vcc 之间变化。图 2-3 所示为工作波形。 把 uc 从(1/3)Vcc 上升到(2/3)Vcc 这段时间内电路的状态称为第一暂稳 态,从(2/3)Vcc 下降到(1/3)Vcc 这段时间内电路的状态称为第二暂稳态。 其维持时间的长短与电容的充放电时间有关。 充电时间: T1≈0.7(R1+R2)C, 放电时间: T2≈0.7R2C, 所以输出矩形波的周期: T=T1+T2≈0.7(R1+2R2)C, 振荡频率: f=1/T≈1.44/(R1+2R2)C 占空比: q=(R1+R2)/(R1+2R2), 有 T=1s,考虑 q,令 C=10μ f,R1= R2 =48K?。 电路图如下所示: 图 2-2:输出为秒脉冲的多谐振荡器的电路连接图 图 2-3:秒脉冲信号发生器的波形输出图 为了使输入的脉冲发生器更加稳定可靠,本设计中,我们采用了分频器,将 多谐振荡器的参数经过合理的调整使得输出周期变为 0.1 毫秒, 并把输出连接到 十进制减计数器 74LS192 的脉冲输入端,这样,采用十分频后的输出秒脉冲能更 加稳定可靠。具体连接电路图及实验结果如下: 图 2-4 经分频的秒脉冲信号发生器的连接实物图 图 2-5 经分频的秒脉冲信号发生器的输出波形图 限于 555 定时器精度, 还可以考虑更精准的石英晶体振荡器构成的秒脉冲信 号发生器。 下面介绍的一种秒信号发生器可用在 LED 数字钟中,为数字钟提供秒 基准信号。由于软件原因,并没对其进行仿线 晶振秒脉冲信号发生器 电路中利用 CD4060组成两部分电路。一部分是14级分频器,其最高分频 数为16384;另一部分是由外接电子表用石英晶体、 电阻及电容构成振荡频率为 32768Hz 的振荡器。 震荡器输出经14级分频后在输出端 Q14上得到1/2秒脉冲并 送入由1/2 CD4518构成的二分频器,分频后在输出断 Q1上得到秒基准脉冲。 检验电路是否工作,可测量 CD4060的9脚有无振荡信号输出。调整微调电容可 校准振荡频率。 织梦好,好织梦


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