第10章 脈沖波形的產(chǎn)生的整形

1、表示數(shù)字信號的波形是矩形脈沖波形，時序邏輯電路的表示數(shù)字信號的波形是矩形脈沖波形，時序邏輯電路的 時鐘信號也是矩形脈沖信號，時鐘信號也是矩形脈沖信號， 如何獲取矩形脈沖信號呢？如何獲取矩形脈沖信號呢？ 方法一：方法一：采用采用整形電路整形電路將已有的周期變化波形變換成將已有的周期變化波形變換成 符合要求的矩形脈沖波形。符合要求的矩形脈沖波形。 整形電路：整形電路： 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 方法二：方法二： 利用各種形式的利用各種形式的多諧振蕩器多諧振蕩器直接產(chǎn)生所需的直接產(chǎn)生所需的 矩形脈沖波形。矩形脈沖波形。 本章在介紹施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器本章在

2、介紹施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器 的性能特點之后，的性能特點之后， 將圍繞廣為應(yīng)用的將圍繞廣為應(yīng)用的555定時器定時器，介紹介紹 怎樣用怎樣用555定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和 多諧振蕩器。多諧振蕩器。 10-1 555定時器定時器 555定時器是一種中規(guī)模的數(shù)字定時器是一種中規(guī)模的數(shù)字-模擬混合集成電路，模擬混合集成電路， 只要在外部配上適當(dāng)?shù)淖枞菰?，就可以方便地?gòu)只要在外部配上適當(dāng)?shù)淖枞菰?，就可以方便地?gòu) 成脈沖產(chǎn)生和整形電路，成脈沖產(chǎn)生和整形電路， 在工業(yè)控制、定時、仿聲、在工業(yè)控制、定時、仿聲、 電子樂器及防盜報警等方面應(yīng)用

3、很廣。電子樂器及防盜報警等方面應(yīng)用很廣。 555定時器的電路結(jié)構(gòu)定時器的電路結(jié)構(gòu) 555定時器的基本功能定時器的基本功能 R S Q Q + + - - - - C1 C2 T 5k 5k 5k 1 G 電壓比較器電壓比較器 + - - v+ v- -vO O : vvvO O為高電平為高電平 : vvvO O為低電平為低電平 分壓器分壓器 VCO CO懸空： 懸空： 為比較器提供參考電壓。為比較器提供參考電壓。 ; 3 2 1CCR VV CCR VV 3 1 2 VCO CO外接固定電壓： 外接固定電壓： ; 1COR VV COR VV 2 1 2 基本基本SR鎖存器鎖存器 RD為直接清

4、為直接清0端。端。 放電三極管放電三極管T 輸出緩沖器輸出緩沖器G VCC RD VCO 同相輸同相輸 入端入端 反相輸反相輸 入端入端 輸入低電平有效。輸入低電平有效。 555 GNDVCC TR OUT RD DISC TH CO 1 2 3 4 8 7 6 5 1 1、8 8：地和電源：地和電源 6 6：比較器：比較器C C1 1的輸入端，的輸入端， 也稱閾值端也稱閾值端TH 2 2：比較器：比較器C C2 2的輸入端，的輸入端， 也稱觸發(fā)端也稱觸發(fā)端TR 5 5：控制電壓輸入端：控制電壓輸入端 4 4：復(fù)位（清：復(fù)位（清0 0）端）端 3 3：輸出端：輸出端 7 7：放電管集電極：放電

5、管集電極 工作中不使用時，一般工作中不使用時，一般 通過通過0.01 F電容接地，電容接地， (TH) (TR) DISC Vo 8 7 5 4 6 3 2 1 vI1 vI2 防止懸空引入干擾。防止懸空引入干擾。 VCCRD VCO R S Q Q + + - - - - C1 C2 T 5k 5k 5k 1 G4 555 GNDVCC TR OUT RD DISC TH CO 1 2 3 4 8 7 6 5 (TH) (TR) DISC Vo 8 7 5 4 6 3 2 1 vI1 vI2 VCCRD VCO R S Q Q + + - - - - C1 C2 T 5k 5k 5k 1 G

6、4 555555定時器的電源電定時器的電源電 壓范圍很寬：壓范圍很寬： TTL電路：電路： VCC =316V CMOS電路：電路：VDD = 318V 輸出高電平：輸出高電平： VOH 0.9VCC 輸出高電平：輸出高電平： VOH 0.95VDD 555555定時器的輸出高電平定時器的輸出高電平 與電源電壓近似相等。與電源電壓近似相等。 VCC (TH) (TR) DISC Vo 8 7 5 4 6 3 2 1 RD VCO vI1 vI2 R S Q Q + + - - - - C1 C2 T 5k 5k 5k 1 G4 RDvI1vI2VoTD 電壓比電壓比 較器較器 VR RS FF

7、 輸出輸出 T狀態(tài)狀態(tài) vI ; 3 2 1CCR VV CCR VV 3 1 2 0 1 1 1 1 低低 導(dǎo)導(dǎo) 通通 CC V 3 2 CC V 3 1 低低 導(dǎo)導(dǎo) 通通 CC V 3 2 CC V 3 1 保保 持持 不不 變變 CC V 3 2 CC V 3 1 高高 截截 止止 CC V 3 2 CC V 3 1 禁禁 止止 功能表功能表 如果如果VCO CO懸空： 懸空： VR1 VR2 大大出大大出0；小小出；小小出1；小大保持。；小大保持。 一、施密特觸發(fā)器的性能特點一、施密特觸發(fā)器的性能特點 二、施密特觸發(fā)器的邏輯符號二、施密特觸發(fā)器的邏輯符號 五、施密特觸發(fā)器的應(yīng)用舉例五、

8、施密特觸發(fā)器的應(yīng)用舉例 三、怎樣用三、怎樣用555定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器 四、集成的施密特觸發(fā)器四、集成的施密特觸發(fā)器 10-2 10-2 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器 一、施密特觸發(fā)器的性能特點一、施密特觸發(fā)器的性能特點 1、有回差特性、有回差特性 輸入信號從低電平輸入信號從低電平上升上升的過程中，電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換對的過程中，電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換對 應(yīng)的輸入電平；與輸入信號從高電平應(yīng)的輸入電平；與輸入信號從高電平下降下降的過程中，電的過程中，電 路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換對應(yīng)的輸入電平，兩者是不相同的。路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換對應(yīng)的輸入電平，兩者是不相同的。 a、反相輸出、反相輸出 vO vI 施密

9、特觸發(fā)器的電壓傳輸特性：施密特觸發(fā)器的電壓傳輸特性： 上升過程上升過程電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換對應(yīng)的輸入電平：電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換對應(yīng)的輸入電平： b、同相輸出、同相輸出 正向閾值電壓，正向閾值電壓， 下降過程下降過程電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換對應(yīng)的輸入電平：電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換對應(yīng)的輸入電平： 負(fù)向閾值電壓，負(fù)向閾值電壓， VT+ VT- - 正、負(fù)向閥值電壓的差值：正、負(fù)向閥值電壓的差值：回差電壓，回差電壓， VT TT VV VT+ vO vI VT+VT- -VT- - 施密特觸發(fā)器的回差施密特觸發(fā)器的回差 特性可以有效地清除特性可以有效地清除 疊加在輸入信號上的疊加在輸入信號上的 干擾信號，干擾信號，抗干擾能抗干擾能 力高力

10、高。 一、施密特觸發(fā)器的性能特點一、施密特觸發(fā)器的性能特點 2、電路狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程很短，輸出電壓波形的邊沿很陡、電路狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程很短，輸出電壓波形的邊沿很陡 施密特觸發(fā)器在電路轉(zhuǎn)換時，一般都有一個內(nèi)部的正反施密特觸發(fā)器在電路轉(zhuǎn)換時，一般都有一個內(nèi)部的正反 饋過程，使?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換能在很短的時間內(nèi)完成，輸出電壓饋過程，使?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換能在很短的時間內(nèi)完成，輸出電壓 波形的邊沿很陡。波形的邊沿很陡。 利用這個特點，可以將邊沿變化緩慢的信號波形（正弦利用這個特點，可以將邊沿變化緩慢的信號波形（正弦 波、三角波）波、三角波）整形整形成為較為理想的矩形波。成為較為理想的矩形波。 二、施密特觸發(fā)器的邏輯符號二、施密

11、特觸發(fā)器的邏輯符號 vIvOvIvO a、同相輸出、同相輸出b、反相輸出、反相輸出 施密特觸施密特觸 發(fā)器的標(biāo)發(fā)器的標(biāo) 識符識符 三、如何用三、如何用555定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器 （一）電路組成（一）電路組成 4 1 2 3 5 6 7 8 VCC 0.01 vIvO vO vI VCC vo 8 7 5 4 6 3 2 1 RD VCO R S Q Q + + - - - - C1 C2 T 5k 5k 5k 1 G4 vI vI1 vI2 0.01 “二二-六一搭作輸入六一搭作輸入” VCC vo 8 7 5 4 6 3 2 1 RD VCO R S Q Q + +

12、- - - - C1 C2 T 5k 5k 5k 1 G4 vI vI1 vI2 0.01 （二）工作原理（二）工作原理 R S ; 3 2 1CCR VV CCR VV 3 1 2 1、vI從從0 ， ; 1 R; 0 S1 QvO :3/ CCI Vv : 3 2 3 CC I CC V v V ; 1 R; 1 SFF保持原態(tài)保持原態(tài)， 1 QvO :3/2 CCI Vv ; 0 R; 1 S 0 QvO vI t vO t 3 1VCC 3 2VCC VCC vo 8 7 5 4 6 3 2 1 RD VCO R S Q Q + + - - - - C1 C2 T 5k 5k 5k 1

13、 G4 vI vI1 vI2 0.01 （二）工作原理（二）工作原理 R S ; 3 2 1CCR VV CCR VV 3 1 2 2、vI從大于從大于2/3VCC ， ; 0 R; 1 S0 QVO : 3 2 3 CC I CC V v V ; 1 R; 1 SFF保持原態(tài)保持原態(tài)， 0 QVO :3/ CCI Vv ; 1 R; 0 S 1 QVO vI t vO t 3 1VCC 3 2VCC :3/2 CCI Vv （三）主要參數(shù)（三）主要參數(shù) vI t vO t 3 1VCC 3 2VCC vO vI VT+VT- - 電壓傳輸特性：電壓傳輸特性： ; 3 2 CCT VV ; 3

14、 1 CCT VV CCT VV 3 1 4 1 2 3 5 6 7 8 VCC 0.01 vO vI 如果如果5端端VCO外接一個控制外接一個控制 電壓，則有：電壓，則有： VCO ; COT VV ; 2 1 COT VV COT VV 2 1 EWB演示演示 四、集成的施密特觸發(fā)器四、集成的施密特觸發(fā)器 1、施密特四輸入雙與非門、施密特四輸入雙與非門7413 2、施密特六反相器、施密特六反相器7414 7414N 74132N 7413N 3、施密特雙二輸入與非門、施密特雙二輸入與非門74132 VOL 五、施密特觸發(fā)器的應(yīng)用五、施密特觸發(fā)器的應(yīng)用 1、用于波形變換、用于波形變換vIvO

15、 vO vI VT+VT- - vI t vO t VT+ VT- - VOH 2、用于脈沖整形、用于脈沖整形 可以將不規(guī)則變化的輸可以將不規(guī)則變化的輸 入信號，整形成為較為入信號，整形成為較為 理想的矩形脈沖波形。理想的矩形脈沖波形。 3、用于脈沖鑒幅、用于脈沖鑒幅 凡是幅值達到凡是幅值達到VT+的輸入信號，都的輸入信號，都 可以被檢測出來，形成輸出脈沖。可以被檢測出來，形成輸出脈沖。 vI t vO t vI t vO t VT+ VT- - VT+ VT- - vIvO 小結(jié)小結(jié) 1、施密特觸發(fā)器最大的特點是具有、施密特觸發(fā)器最大的特點是具有回差特性回差特性，表征該特性，表征該特性 的主

16、要參數(shù)是：的主要參數(shù)是： VT+ VT- - VT 正向閾值電壓：正向閾值電壓： 負(fù)向閾值電壓：負(fù)向閾值電壓： 回差電壓：回差電壓： vO vI VT+VT- - 2、施密特觸發(fā)器主要用于波形變換、脈沖整形和脈沖鑒幅、施密特觸發(fā)器主要用于波形變換、脈沖整形和脈沖鑒幅 等，要求能根據(jù)給定的輸入信號，畫出施密特觸發(fā)器的輸?shù)?，要求能根?jù)給定的輸入信號，畫出施密特觸發(fā)器的輸 出波形。出波形。 3、重點掌握用、重點掌握用555定時器構(gòu)成定時器構(gòu)成 施密特觸發(fā)器的方法，能畫出施密特觸發(fā)器的方法，能畫出 外部連線圖，計算主要參數(shù)。外部連線圖，計算主要參數(shù)。 4 1 2 3 5 6 7 8 VCC 0.01

17、vO vI VT+、 VT- -、 VT 一、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的性能特點一、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的性能特點 二、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的邏輯符號二、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的邏輯符號 五、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用舉例五、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用舉例 三、怎樣用三、怎樣用555定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 四、集成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器四、集成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 10-3 10-3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 一、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的性能特點一、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的性能特點 1、有一個穩(wěn)定的狀態(tài)和一個、有一個穩(wěn)定的狀態(tài)和一個“暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)”單穩(wěn)態(tài)單穩(wěn)態(tài) 2、在外界觸發(fā)脈沖的作用下，電路從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，、在外界觸發(fā)脈沖的作用下，電路從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)

18、態(tài)， 在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時間以后，電路能自動返回到穩(wěn)態(tài)。在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時間以后，電路能自動返回到穩(wěn)態(tài)。 3、暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時間的長短，與觸發(fā)脈沖無關(guān)，只取決于電、暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時間的長短，與觸發(fā)脈沖無關(guān)，只取決于電 路本身的參數(shù)。路本身的參數(shù)。 CP Q 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 D Q Q CP J Q Q CP K Q Q TR Q 穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài) 暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 TR tWtW 二、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的邏輯符號二、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的邏輯符號 TR+ TR- - Q Q 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā) 器的標(biāo)識符器的標(biāo)識符 TR+：上升沿觸發(fā)輸入端。上升沿觸發(fā)輸入端。 TR- -：下降沿觸發(fā)輸入端。

19、下降沿觸發(fā)輸入端。 Q：正脈沖輸出（暫穩(wěn)態(tài)為正脈沖輸出（暫穩(wěn)態(tài)為1態(tài)）態(tài)） Q：負(fù)脈沖輸出（暫穩(wěn)態(tài)為負(fù)脈沖輸出（暫穩(wěn)態(tài)為0態(tài)）態(tài)） 4 1 2 3 5 6 7 8 三、如何用三、如何用555定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 （一）電路組成（一）電路組成 TR- -Q vIvO VCC 0.01 R C vI vO VCC (TH) (TR) DISC vo 8 7 5 4 6 3 2 1 RD VCO vI1 vI2 R S Q Q + + - - - - C1 C2 T 5k 5k 5k 1 G4 Q Q TD vI1 vI2 學(xué)習(xí)重點學(xué)習(xí)重點: : “暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)”為什么可以自

20、動返回穩(wěn)態(tài)？為什么可以自動返回穩(wěn)態(tài)？ 在在“暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)”上停留的多長時間？該時間由什么決定上停留的多長時間？該時間由什么決定? ? “七七-六一搭，下六一搭，下C上上R” 4 1 2 3 5 6 7 8 VCC 0.01 R C vI vO Q Q TD vI1 vI2 vI1vI2voTD CC V 3 2 CC V 3 1 低低 導(dǎo)導(dǎo) 通通 CC V 3 2 CC V 3 1 保保 持持 不不 變變 CC V 3 2 CC V 3 1 高高 截截 止止 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為下降沿觸發(fā)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為下降沿觸發(fā)， 無觸發(fā)信號時須無觸發(fā)信號時須vI 1/3VCC。 （1）無觸發(fā)信號時電路處于穩(wěn)態(tài)）

21、無觸發(fā)信號時電路處于穩(wěn)態(tài)“0” ; OLO vv TD導(dǎo)通，導(dǎo)通， （2）觸發(fā)信號到來，）觸發(fā)信號到來， TD截止。截止。 （3）暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，電路自動返回穩(wěn)態(tài)）暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，電路自動返回穩(wěn)態(tài) ; 1 Q; 0 Q ; OHO vv ;0 Q ; 1 Q 暫穩(wěn)態(tài)期間，電源經(jīng)暫穩(wěn)態(tài)期間，電源經(jīng)R對對C充電。充電。 vC由由0逐漸升高，直至逐漸升高，直至vC 2/3VCC 當(dāng)充電到當(dāng)充電到vC 2/3VCC， vI 1/3VCC， 電路進入暫穩(wěn)態(tài)。電路進入暫穩(wěn)態(tài)。 且觸發(fā)信號消失，且觸發(fā)信號消失， ; OLO vv ; 0 Q電路返回穩(wěn)態(tài)。電路返回穩(wěn)態(tài)。 TD導(dǎo)通，導(dǎo)通，; 1 Q電容放電，電容放電，

22、 至至vC 0。 1/3VCC vI10 2/3VCC （二）工作原理（二）工作原理 4 1 2 3 5 6 7 8 VCC 0.01 R C vI vO Q Q TD vI1 vI2 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為下降沿觸發(fā)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為下降沿觸發(fā)， 無觸發(fā)信號時須無觸發(fā)信號時須vI 1/3VCC。 （1）無觸發(fā)信號時電路處于穩(wěn)態(tài)）無觸發(fā)信號時電路處于穩(wěn)態(tài)“0” ; OLO vv TD導(dǎo)通，導(dǎo)通， （2）觸發(fā)信號到來，）觸發(fā)信號到來， TD截止。截止。 （3）暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，電路自動返回穩(wěn)態(tài)）暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，電路自動返回穩(wěn)態(tài) ; 1 Q; 0 Q ; OHO vv ;0 Q ; 1 Q 暫穩(wěn)態(tài)期間，電源經(jīng)暫穩(wěn)態(tài)期

23、間，電源經(jīng)R對對C充電。充電。 vC由由0逐漸升高，直至逐漸升高，直至vC 2/3VCC 當(dāng)充電到當(dāng)充電到vC 2/3VCC， vI 1/3VCC， 電路進入暫穩(wěn)態(tài)。電路進入暫穩(wěn)態(tài)。 且觸發(fā)信號消失，且觸發(fā)信號消失， ; OLO vv ; 0 Q電路返回穩(wěn)態(tài)。電路返回穩(wěn)態(tài)。 TD導(dǎo)通，導(dǎo)通，; 1 Q電容放電，電容放電， 至至vC =vI1 0。 1/3VCC vI10 2/3VCC （二）工作原理（二）工作原理 vI t vC t vO t 2/3VCC tr tW 4 1 2 3 5 6 7 8 VCC 0.01 R C vI vO Q Q TD vI1 vI2 （二）工作原理（二）工作原

24、理 vI t vC t vO t 2/3VCC tr tW （三）輸出脈沖寬度的估算（三）輸出脈沖寬度的估算 是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的主要技術(shù)參數(shù)，是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的主要技術(shù)參數(shù)， 輸出脈沖寬度輸出脈沖寬度tW 由圖可知，由圖可知， tW等于電容電壓等于電容電壓vC由由0 上升到上升到2/3VCC所需的充電時間。所需的充電時間。 由三要素法：由三要素法： / )()0()()( W t CCCWC evvvtv , 0)0( C v,)( CCC Vv RC )()( )0()( ln WCC CC W tvv vv t 3/2 0 ln CCCC CC W VV V RCt 3lnRC RC1 . 1

25、 EWB仿真仿真 （二）工作原理（二）工作原理 4 1 2 3 5 6 7 8 R C VCC 0.01 vI vO Q Q TDvI1 vI2 vI t vC t vO t 2/3VCC tr （四）注意問題（四）注意問題 為了使單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能正常工作，為了使單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能正常工作， 輸入信號的脈沖寬度一定要小于輸輸入信號的脈沖寬度一定要小于輸 出出uO的的 脈沖寬度脈沖寬度tW。 當(dāng)觸發(fā)信號為連續(xù)脈沖時，輸入信當(dāng)觸發(fā)信號為連續(xù)脈沖時，輸入信 號的最小周期應(yīng)為：號的最小周期應(yīng)為： rW ttT min rW tt f 1 max 或或： tW EWB仿真仿真 四、集成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器四、集成的

26、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 集成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器分為集成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器分為可重觸發(fā)可重觸發(fā)和和不可重觸發(fā)不可重觸發(fā)兩種。兩種。 （1）可重觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：）可重觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器： 電路被觸發(fā)進入暫穩(wěn)態(tài)期間，再次加觸發(fā)脈沖，電路電路被觸發(fā)進入暫穩(wěn)態(tài)期間，再次加觸發(fā)脈沖，電路 立即結(jié)束當(dāng)前的暫穩(wěn)態(tài)，進入新的暫穩(wěn)態(tài)。立即結(jié)束當(dāng)前的暫穩(wěn)態(tài)，進入新的暫穩(wěn)態(tài)。 vI t vO t （2）不可重觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：）不可重觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器： 電路被觸發(fā)進入暫穩(wěn)態(tài)期間，電路被觸發(fā)進入暫穩(wěn)態(tài)期間， 再次加觸發(fā)脈沖，電路不予再次加觸發(fā)脈沖，電路不予 響應(yīng)，繼續(xù)當(dāng)前的暫穩(wěn)態(tài)，響應(yīng)，繼續(xù)當(dāng)前的暫穩(wěn)態(tài)， 直到該暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束。直到

27、該暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束。 vO t tW tW 74122 74121 可重觸發(fā)：可重觸發(fā)： 不可重觸發(fā)：不可重觸發(fā)： 五、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用五、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用 1、延時、延時 TR- -Q vIvO 穩(wěn)穩(wěn) 態(tài)態(tài) 暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài) vI tW vO vO的下降沿要滯后的下降沿要滯后vI的下降沿的下降沿tW， ， 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的延時作用常被應(yīng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的延時作用常被應(yīng) 用于時序控制。用于時序控制。 2、定時、定時 因單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能產(chǎn)生一定因單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能產(chǎn)生一定 脈沖寬度的矩形脈沖，利用脈沖寬度的矩形脈沖，利用 這個矩形脈沖作為定時信號這個矩形脈沖作為定時信號 去控制某個電路，可以使其去控制某個電路，可

28、以使其 在在tW時間內(nèi)動作或不動作。時間內(nèi)動作或不動作。 TR OHO vv TD截止。截止。 ;0 Q ; 1 Q 電路工作在暫穩(wěn)態(tài)電路工作在暫穩(wěn)態(tài)1 1態(tài)。態(tài)。 在此期間，電源經(jīng)在此期間，電源經(jīng)R1、R2對對C充電，充電， 使使vC逐漸升高，逐漸升高， 當(dāng)當(dāng) CCC Vv3/2 時時 ; OLO vv TD導(dǎo)通。導(dǎo)通。; 1 Q; 0 Q 電路進入暫穩(wěn)態(tài)電路進入暫穩(wěn)態(tài)0 0態(tài)。態(tài)。 在此期間，電容經(jīng)在此期間，電容經(jīng)R2和和TD放電，放電， 使使vC逐漸降低，逐漸降低，當(dāng)當(dāng) CCC Vv3/1 時時 ; OHO vv TD截止。截止。;0 Q ; 1 Q 電路返回到暫穩(wěn)態(tài)電路返回到暫穩(wěn)態(tài)1

29、1態(tài)。態(tài)。 如此不斷往復(fù)，產(chǎn)生矩形脈沖波形。如此不斷往復(fù)，產(chǎn)生矩形脈沖波形。 vI1vI2voTD CC V 3 2 CC V 3 1 低低 導(dǎo)導(dǎo) 通通 CC V 3 2 CC V 3 1 保保 持持 不不 變變 CC V 3 2 CC V 3 1 高高 截截 止止 （二）工作原理（二）工作原理 4 1 2 3 5 6 7 8 VCC 0.01 vO Q Q TD R1 C R2 接通電源瞬間，接通電源瞬間， ; OHO vv TD截止。截止。 ;0 Q ; 1 Q 電路工作在暫穩(wěn)態(tài)電路工作在暫穩(wěn)態(tài)1 1態(tài)。態(tài)。 在此期間，電源經(jīng)在此期間，電源經(jīng)R1、R2對對C充電，充電， 使使vC逐漸升高，

30、逐漸升高， 當(dāng)當(dāng) CCC Vv3/2 時時 TD導(dǎo)通。導(dǎo)通。; 1 Q; 0 Q 電路工作在暫穩(wěn)態(tài)電路工作在暫穩(wěn)態(tài)0 0態(tài)。態(tài)。 在此期間，電容經(jīng)在此期間，電容經(jīng)R2和和TD放電，放電， 使使vC逐漸降低，逐漸降低，當(dāng)當(dāng) CCC Vv3/1 時時 ; OHO vv TD截止。截止。;0 Q ; 1 Q 電路返回到暫穩(wěn)態(tài)電路返回到暫穩(wěn)態(tài)1 1態(tài)。態(tài)。 如此不斷往復(fù)，產(chǎn)生矩形脈沖波形。如此不斷往復(fù)，產(chǎn)生矩形脈沖波形。 vC t VCC 3 2 VCC 3 1 vO t CII vvv 21 , 0 C v ; OLO vv （二）工作原理（二）工作原理 4 1 2 3 5 6 7 8 VCC 0.

31、01 vO Q Q TD R1 C R2 vC t VCC 3 2 VCC 3 1 vO t （三）振蕩周期的估算（三）振蕩周期的估算 tW1tW2 )()( )0()( ln 11 11 11 WCC CC W tvv vv t CCCC CCCC VV VV CRR 3/2 3/1 ln)( 21 2ln)( 21 CRR )()( )0()( ln 22 22 22 WCC CC W tvv vv t CC CC V V CR 3/10 3/20 ln 2 2ln 2 CR 21 211 2RR RR T t q W EWB仿真仿真 CRRCRRT)2(7 . 02ln)2( 2121

32、（二）工作原理（二）工作原理 4 1 2 3 5 6 7 8 VCC 0.01 vO Q Q TD R1 C R2 （三）振蕩周期的估算（三）振蕩周期的估算 )()( )0()( ln 11 11 11 WCC CC W tvv vv t CCCC CCCC VV VV CRR 3/2 3/1 ln)( 21 2ln)( 21 CRR )()( )0()( ln 22 22 22 WCC CC W tvv vv t CC CC V V CR 3/10 3/20 ln 2 2ln 2 CR CRRCRRT)2(7 . 02ln)2( 2121 21 211 2RR RR T t q W 21WW

33、 tt 因因為為總總有有： 電路的不足：電路的不足： 無法得到方波，無法得到方波， 而且占空比不易調(diào)節(jié)。而且占空比不易調(diào)節(jié)。 （二）工作原理（二）工作原理 4 1 2 3 5 6 7 8 VCC 0.01 vO Q Q TD R1 C R2 21WW tt 因因為為總總有有： 電路的不足：電路的不足： 無法得到方波，無法得到方波， 而且占空比不易調(diào)節(jié)。而且占空比不易調(diào)節(jié)。 （四）占空比可調(diào)的多諧振蕩器（四）占空比可調(diào)的多諧振蕩器 4 1 2 3 5 6 7 8 VCC 0.01 vO Q TD C R1 R2 ; 2ln 11 CRtW2ln 22 CRtW 21 1 RR R q EWB仿真

34、仿真 2ln)( 2121 CRRttT WW 二、用門電路構(gòu)成的多諧振蕩器二、用門電路構(gòu)成的多諧振蕩器 1、環(huán)形振蕩器、環(huán)形振蕩器 abc 1 G1 1 G2 1 G3 （2）工作波形）工作波形（如右圖所示）（如右圖所示） （3）振蕩周期和頻率）振蕩周期和頻率 一般一般tpd為幾為幾ns幾十幾十ns，故環(huán)形振蕩器的振蕩頻率很高。，故環(huán)形振蕩器的振蕩頻率很高。 若振蕩器中門的數(shù)目為若振蕩器中門的數(shù)目為N， 則振蕩周期和頻率分別為：則振蕩周期和頻率分別為： （1）電路構(gòu)成）電路構(gòu)成 由大于等于由大于等于3的的奇數(shù)奇數(shù)個反相器個反相器 首位相接構(gòu)成。首位相接構(gòu)成。(N=2K+1) t 0 Va t

35、 0 Vb t 0 Vc T tpd ;2 pd NtT ; 2 1 pd Nt f （4）用途）用途測量測量tpd（動態(tài)參數(shù)）（動態(tài)參數(shù)）;2/NTt pd 2、對稱式或非對稱式多諧振蕩器、對稱式或非對稱式多諧振蕩器 對稱式多諧振蕩器電路對稱式多諧振蕩器電路 非對稱式多諧振蕩器電路非對稱式多諧振蕩器電路 三、用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器三、用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器 1 R C VC VO （2）工作波形）工作波形 （3）振蕩周期）振蕩周期 （1）電路構(gòu)成）電路構(gòu)成 VT+ VT- VC t t 0 0 VO TW1TW2 VOH VOL 21WW TTT )()( )0()( ln

36、WCC CC W TVV VV T ln ln 2 1 TOL TOL W TOH TOH W VV VV RCT VV VV RCT 1 R1 C VC VO R2 （4）電路改進（占空比可調(diào)）電路改進（占空比可調(diào)） 四、石英晶體多諧振蕩器（晶振）四、石英晶體多諧振蕩器（晶振） 當(dāng)頻率為諧振頻率當(dāng)頻率為諧振頻率f f0 0時，石英晶體時，石英晶體 的等效阻抗最小，信號最容易通過，的等效阻抗最小，信號最容易通過， 而其它頻率信號均被衰減掉。而其它頻率信號均被衰減掉。 晶體的晶體的選頻特性極好選頻特性極好。 為了提高振蕩器的頻率穩(wěn)定度，往往使用石英晶體多諧振蕩器。為了提高振蕩器的頻率穩(wěn)定度，往往

37、使用石英晶體多諧振蕩器。 555555構(gòu)成的多諧振蕩器的特點：構(gòu)成的多諧振蕩器的特點： 優(yōu)點：工作可靠，調(diào)節(jié)方便。優(yōu)點：工作可靠，調(diào)節(jié)方便。 缺點：振蕩頻率不能太高，一般不超過幾百千赫；缺點：振蕩頻率不能太高，一般不超過幾百千赫； 受電源波動、溫度變化等影響，受電源波動、溫度變化等影響，頻率穩(wěn)定性較差頻率穩(wěn)定性較差。 f f0 0只與晶體的材料、幾何形狀和只與晶體的材料、幾何形狀和 尺寸大小有關(guān)，尺寸大小有關(guān)， 而與電路中的而與電路中的R R、 C C數(shù)值無關(guān)。數(shù)值無關(guān)。輸出頻率穩(wěn)態(tài)性輸出頻率穩(wěn)態(tài)性 很高很高。 X 0f0f 石英晶體的石英晶體的 圖形符號和電抗頻率特性圖形符號和電抗頻率特性

38、晶體的固有頻晶體的固有頻 率或諧振頻率率或諧振頻率 四、石英晶體多諧振蕩器（晶振）四、石英晶體多諧振蕩器（晶振） u石英晶體振蕩器最大的優(yōu)點是：石英晶體振蕩器最大的優(yōu)點是：頻率穩(wěn)定度很高。頻率穩(wěn)定度很高。 石英晶體具有選頻特性，只有頻率等于石英晶體的諧石英晶體具有選頻特性，只有頻率等于石英晶體的諧 振頻率振頻率fS的信號，才能順利通過，形成自激振蕩。的信號，才能順利通過，形成自激振蕩。 振蕩頻率石英晶體的諧振頻率振蕩頻率石英晶體的諧振頻率fS（與電路的其他元件無關(guān)）（與電路的其他元件無關(guān)） u應(yīng)用：應(yīng)用：對振蕩頻率穩(wěn)定性要求高的場合（如數(shù)字鐘表）常對振蕩頻率穩(wěn)定性要求高的場合（如數(shù)字鐘表）常

39、采用石英晶體振蕩器來產(chǎn)生時基信號。采用石英晶體振蕩器來產(chǎn)生時基信號。 電阻電阻R R1 1、R R2 2的作用：保證兩個的作用：保證兩個 反相器在靜態(tài)時都能工作在線反相器在靜態(tài)時都能工作在線 性放大區(qū)。對性放大區(qū)。對TTLTTL反相器，常取反相器，常取 R R0.7k0.7k2k2k，而對于，而對于CMOSCMOS 門，則常取門，則常取R R10M10M； C C1 1是耦合電容；是耦合電容； C C2 2的作用：抑制高次諧波。的作用：抑制高次諧波。 u振蕩頻率：振蕩頻率： 1 11 1 RR C1 G1 G2 C2 vO 有源晶振，稱為有源晶振，稱為oscillator ，有有4只引腳，是一

40、個完整的振蕩器，其只引腳，是一個完整的振蕩器，其 中除了石英晶體外，還有晶體管和阻容元件，因此體積較大。中除了石英晶體外，還有晶體管和阻容元件，因此體積較大。 1: EN或或NC2:GND3:output 4: VCC 小結(jié)小結(jié) 1、多諧振蕩器是一種自激振蕩電路，接通電源后，不需加、多諧振蕩器是一種自激振蕩電路，接通電源后，不需加 輸入信號，便可自動產(chǎn)生矩形波振蕩信號。輸入信號，便可自動產(chǎn)生矩形波振蕩信號。 2、多諧振蕩器有兩個暫穩(wěn)態(tài)，沒有穩(wěn)定狀態(tài)。、多諧振蕩器有兩個暫穩(wěn)態(tài)，沒有穩(wěn)定狀態(tài)。 3、重點掌握用、重點掌握用555定時器構(gòu)成多諧振蕩器的方定時器構(gòu)成多諧振蕩器的方 法，能畫出外部連線圖，

41、估算主要參數(shù)。法，能畫出外部連線圖，估算主要參數(shù)。 21WW ttT 主要參數(shù)：振蕩周期和占空比主要參數(shù)：振蕩周期和占空比 4 1 2 3 5 6 7 8 VCC 0.01 vO Q Q TD R1 C R2 2ln)2( 21 CRR 4、占空比可調(diào)的多諧振蕩器。、占空比可調(diào)的多諧振蕩器。 5、掌握石英晶體振蕩器的特點。、掌握石英晶體振蕩器的特點。 21 211 2RR RR T t q W 第八章第八章 小小 結(jié)結(jié) 1、重點掌握施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩、重點掌握施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩 器的工作特點和典型應(yīng)用。器的工作特點和典型應(yīng)用。 2、理解、理解555定時器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理。定時器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理。 3、重點掌握用、重點掌握用555定時器構(gòu)成上述三種電路的方法，定時器構(gòu)成上述三種電路的方法， 三種電路主要參數(shù)的估算方法，能畫出電路的輸出電三種電路主要參數(shù)的估算方法，能畫出電路的輸出電 壓波形。