脈沖波形的產(chǎn)生和整型PPT課件

1、 教學(xué)內(nèi)容10.1 概述10.2 施密特觸發(fā)器10.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器10.4 多諧振蕩器10.5 555定時(shí)器及其應(yīng)用第1頁(yè)/共95頁(yè) 教學(xué)要求 一.重點(diǎn)掌握的內(nèi)容：(1)555定時(shí)器及其應(yīng)用.(2)石英晶體多諧振蕩器.二.一般掌握的內(nèi)容：(1)施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器的工作特點(diǎn)和典型應(yīng)用。(2)施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸入電壓與輸出電壓之間的關(guān)系；多諧振蕩器振蕩周期的估算方法。第2頁(yè)/共95頁(yè)10.1 概述矩形脈沖信號(hào)的獲取方法有兩種：產(chǎn)生:不用信號(hào)源，加上電源自激振蕩，直接產(chǎn)生波形。整形:輸入信號(hào)源進(jìn)行整形.脈沖產(chǎn)生電路:多諧振蕩器脈沖整形（變換）電路:施密特觸發(fā)器、 單穩(wěn)

2、態(tài)觸發(fā)器第3頁(yè)/共95頁(yè)脈沖周期T脈沖幅度Vm脈沖寬度Wt上升時(shí)間tr下降時(shí)間tf占空比：TtqW/第4頁(yè)/共95頁(yè)施密特觸發(fā)器是一種能夠把輸入波形整形成為適合于 數(shù)字電路需要的矩形脈沖的電路。 10.2 施密特觸發(fā)器第5頁(yè)/共95頁(yè)施密特觸發(fā)器有兩個(gè)重要特點(diǎn)：1、傳輸特性具有滯回特性，輸入電壓從小變大和從大變小方向不同，輸出狀態(tài)改變的閾值電壓不同，所以有兩個(gè)閾值（普通門電路只有一個(gè)閾值）?？垢蓴_能力強(qiáng)。2、利用正反饋，使輸出波形的邊沿變得很陡峭。第6頁(yè)/共95頁(yè)1IvOOAIvvvv1THTVRRV)1 (21用門電路組成的施密特觸發(fā)器設(shè)G1、G2閾值電壓VTHVDD/2， R1R2（否則電

3、路進(jìn)入自鎖狀態(tài),不能正常工作）010第7頁(yè)/共95頁(yè)二、原理及主要參數(shù)計(jì)算G1、G2是CMOS構(gòu)成，閾值電壓為VTH約為1/2VDD，且R1R2。1）vI=0時(shí)，vO=0=vOL，vA=02) vI 上升至vA= VTH時(shí)， G1進(jìn)入放大區(qū)，且由于R1、R2作用，引發(fā)正反饋過(guò)程，使vO急劇上升為vO =vOH =vDD，使上升沿很陡峭。第8頁(yè)/共95頁(yè)a)求VT+：定義vI上升過(guò)程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平vI = VT+，叫正向閾值電壓。計(jì)算過(guò)程：忽略G1、G2門輸入電流，又跳變前有vO=0，iR1=iR2 (VT+ -vA)/ R1 = (vA-vO )/ R2 = vA / R2

4、 得VT+ =（1+R1/R2）VTH第9頁(yè)/共95頁(yè)b) vI 從vDD下降至vA= VTH時(shí)， 由于R1、R2作用，引發(fā)正反饋過(guò)程，使vO急劇下降為vO =vOL =0，且下降沿很陡峭。求VT-：定義vI下降過(guò)程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平vI = VT-，叫負(fù)向閾值電壓。計(jì)算過(guò)程：忽略G1、G2門輸入電流，又跳變前有vO= vDD ，iR1=iR2 (VI -vA)/ R1 = (vA -vDD )/ R2 又vDD =2 VTH 得VT- = VI =（1-R1/R2）VTH回差電壓 VT： VT = VT+ - VT- = 2（R1/R2）VTH第10頁(yè)/共95頁(yè)正向閾值電壓負(fù)

5、向閾值電壓回差電壓：VT VTVT滯回電壓傳輸特性，即輸入電壓的上升過(guò)程和下降過(guò)程的閾值電平不同。這是施密特觸發(fā)器固有的特性。 同相輸出的施密特觸發(fā)器反相輸出的施密特觸發(fā)器第11頁(yè)/共95頁(yè)電路的電壓傳輸特性圖同相輸出： vO和vI的高、低電平是同相的。入高出高，入低出低反相輸出： vO和vI的高、低電平是反相的。入高出低，入低出高例（書中459頁(yè)）第12頁(yè)/共95頁(yè)集成施密特觸發(fā)器7413（460頁(yè)，略）組成：1）二極管與門：D1-D4，另外四個(gè)D，防負(fù)脈沖干擾，電源VCC，R1。2）施密特電路：T1、T2、R2、R3、R4，R4的正反饋保證了邊沿的陡峭。第13頁(yè)/共95頁(yè)3）電平偏移：T3

6、、D5、R5、R6，偏移0.7V+0.7V=1.4V保證VO低電平時(shí)（1.9V)，T4能可靠截止。4）輸出電路：推挽倒相出，T4截止、 T5截止、 T6導(dǎo)通，Vo高電平出；T4導(dǎo)通、 T5導(dǎo)通、 T6截止，Vo低電平出。降低輸出電阻以提高電路的驅(qū)動(dòng)能力。第14頁(yè)/共95頁(yè)電壓傳輸特性： VT- =0.8v VT+ =1.7V VT = VT+- VT-=0.9V圖集成施密特觸發(fā)器CC40106（315頁(yè)）（略）四級(jí)電路組成：輸入保護(hù)、施密特電路、整形級(jí)、輸出緩沖級(jí)。T1T4組成反相器，T3、T6的加入使它有施密特觸發(fā)器特性，當(dāng)VI從小變大過(guò)程中，由于T6（原為導(dǎo)通）的作用，使T5的導(dǎo)通滯后于T

7、4，VI大于1/2VDD=VT+時(shí)才可能導(dǎo)通。VT 、 VT+ 、 VT-固定不可調(diào)。第15頁(yè)/共95頁(yè)第16頁(yè)/共95頁(yè)施密特觸發(fā)器的應(yīng)用1.用于波形變換： 第17頁(yè)/共95頁(yè)2.用于脈沖整形：第18頁(yè)/共95頁(yè)3.用于脈沖鑒幅：施密特觸發(fā)器能將幅度大于VT+的脈沖選出。第19頁(yè)/共95頁(yè)4.用于構(gòu)成多諧振蕩器： 第20頁(yè)/共95頁(yè)本節(jié)小結(jié)施密特觸發(fā)器具有兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，是一種能夠把輸入波形整形成為適合于數(shù)字電路需要的矩形脈沖的電路。而且由于具有滯回特性，所以抗干擾能力也很強(qiáng)。 施密特觸發(fā)器可以由分立元件構(gòu)成，也可以由門電路及555定時(shí)器構(gòu)成。 施密特觸發(fā)器在脈沖的產(chǎn)生和整形電路中應(yīng)用很廣。

8、第21頁(yè)/共95頁(yè)10.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作特點(diǎn)：1、電路中有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)兩個(gè)工作狀態(tài)；2、在外界觸發(fā)脈沖作用下，電路能從穩(wěn)態(tài)翻 轉(zhuǎn)至?xí)悍€(wěn)態(tài)，在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時(shí)間后，再自動(dòng)翻轉(zhuǎn)至穩(wěn)態(tài)；3、暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間的長(zhǎng)短取決于電路本身的 參數(shù)與觸發(fā)脈沖無(wú)關(guān)。第22頁(yè)/共95頁(yè)用門電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器因?yàn)殡娐肪哂幸粋€(gè)穩(wěn)定狀態(tài)而得名。它由兩個(gè)門電路、一個(gè)RC電路組成。它的暫穩(wěn)態(tài)通常都是靠RC電路的充、放電過(guò)程來(lái)維持的，根據(jù)RC電路的不同接法，分為微分型和積分型。第23頁(yè)/共95頁(yè)010101 穩(wěn)態(tài) 沒(méi)有觸發(fā)器電平時(shí)，即vI為低電平，vO為低電平，vO1為高電平。 vI2= vO1=高電

9、平，因此C上無(wú)電荷一、微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器第24頁(yè)/共95頁(yè) 穩(wěn)態(tài)至?xí)悍€(wěn)態(tài) 當(dāng)vI正跳變時(shí)（加觸發(fā)信號(hào)），vO1由高到低，vI2= vO1(因C上無(wú)電荷),為低電平，于是vO為高電平。即使vI 觸發(fā)器信號(hào)撤除，由于vO的作用，vO1仍可為低電平。11010第25頁(yè)/共95頁(yè) 暫穩(wěn)態(tài)至穩(wěn)態(tài) 暫穩(wěn)態(tài)期間，電源經(jīng)電阻R和門G1對(duì)電容C充電，vI2升高，當(dāng)vI2=VTH時(shí)，vO下降，vO1上升，但使vI2再次升高，最終vO1=1，vO=0。00101脈沖寬度要窄第26頁(yè)/共95頁(yè)2ln20ln)()0()(lnRCVVVRCVvvvRCtDDDDDDTHccctW=0.69RC第27頁(yè)/共95頁(yè) 當(dāng)vI

10、的脈沖寬度很寬時(shí)，在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入端加一個(gè)RC微分電路，否則，在電路由暫穩(wěn)態(tài)返回到穩(wěn)態(tài)時(shí)，由于門G1被vI封住了，會(huì)使vo的下降沿變緩。 第28頁(yè)/共95頁(yè)組成：R 、C積分電路，門G1、G2兩門級(jí)聯(lián)。原理：CMOS 門G1、G2，VOH=VDD VOL=0 VTH=1/2VDD1）穩(wěn)態(tài)下，VI=0， VO1= VOH ， （G1門，有0出1 ） VO= VOH，C上充電至充滿，VC=VO1=VOH。2）VI加入正脈沖，VO1變?yōu)榈碗娖絍OL，但C上電壓不能突變，仍為VOH，G2出低電平（全1出0），VO=VOL，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。二、積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器第29頁(yè)/共95頁(yè)3）C經(jīng)R和G1門放

11、電，VC降至VTH以后，門G2輸入一高一低，出高電平，電路結(jié)束暫穩(wěn)態(tài)，重新回到穩(wěn)態(tài)。4）VI返回到低電平時(shí)，VO1重變?yōu)楦唠娖?，通過(guò)R對(duì)C充電，VC上升，VO輸出VOH，繼續(xù)保持穩(wěn)態(tài)。Vc充至VOH時(shí)，下一個(gè)VI觸發(fā)脈沖可加入。5） VI加入正脈沖后，又重復(fù)以上過(guò)程。第30頁(yè)/共95頁(yè)第31頁(yè)/共95頁(yè)波形：圖參數(shù)計(jì)算：?jiǎn)畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特性參數(shù)：脈寬tW、脈幅Vm、恢復(fù)時(shí)間tre、分辯時(shí)間td。 tW =（R+R0）Cln（VOL-VOH）/（VOL-VTH） Vm=VOH-VOL=VDD tre=(35)（RON +R0）C td= tre+ tTR微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器與積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器比較：

12、微分：因有正反饋，輸出邊沿好，多用窄脈沖觸發(fā)，若寬觸發(fā)脈沖也可工作，則輸出上升、下降沿差些。積分：因無(wú)正反饋，輸出邊沿差，多用寬脈沖觸發(fā)，觸發(fā)脈沖寬度大于tW才可正常工作，否則輸出上升、下降沿差些。具抗干擾能力較強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。因數(shù)電中較多尖峰脈沖形成的干擾，在積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有足夠?qū)挾鹊挠|發(fā)脈沖(干擾)才可形成干擾，所以形成的干擾少。第32頁(yè)/共95頁(yè)集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器功能表見(jiàn)表（P472）TTL微分型單穩(wěn)74121tW=0.69RextCext第33頁(yè)/共95頁(yè)圖第34頁(yè)/共95頁(yè) 外接電阻（下降沿觸發(fā)） 內(nèi)部電阻（上升沿觸發(fā)）第35頁(yè)/共95頁(yè) 目前使用的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有不可重復(fù)觸發(fā)型和可

13、重復(fù)觸發(fā)型兩種。不可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一旦被觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)后，再加入觸發(fā)脈沖不會(huì)影響電路的工作過(guò)程，必須在暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束后，才接受下一個(gè)觸發(fā)脈沖而轉(zhuǎn)入暫穩(wěn)態(tài)?？芍貜?fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)后，如果再次加入觸發(fā)脈沖，電路將重新被觸發(fā)，使輸出脈沖再繼續(xù)維持一個(gè)tW寬度。不可重復(fù)觸發(fā)型可重復(fù)觸發(fā)型第36頁(yè)/共95頁(yè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用1、定時(shí)只有在脈沖寬度 tpo內(nèi)的信號(hào)才能通過(guò)。第37頁(yè)/共95頁(yè)2、延時(shí)與整形 可將脈沖寬度不等的矩形脈沖整形成脈沖寬度相等的矩形波。第38頁(yè)/共95頁(yè)通常噪聲多表現(xiàn)為尖脈沖，寬度較窄，而有用的信號(hào)都具有一定的寬度。因此，利用單穩(wěn)態(tài)電路，將輸出脈寬調(diào)節(jié)到大于噪聲寬度

14、而小于信號(hào)寬度即可消除噪聲。3、消除噪聲第39頁(yè)/共95頁(yè)本節(jié)小結(jié)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器中,由穩(wěn)態(tài)到暫穩(wěn)態(tài)需要輸入觸發(fā)脈沖,暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間即脈沖寬度是由電路的阻容元件RC決定的,與輸入信號(hào)無(wú)關(guān)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以由門電路構(gòu)成，也可以由555定時(shí)器構(gòu)成。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以用于產(chǎn)生固定寬度的脈沖信號(hào)，用途很廣。第40頁(yè)/共95頁(yè)10.4 多諧振蕩器 多諧振蕩器又稱無(wú)穩(wěn)電路，主要用于產(chǎn)生各種方波或時(shí)間脈沖信號(hào)。它是一種自激振蕩器，在接通電源之后，不需要外加觸發(fā)信號(hào)，便能自動(dòng)地產(chǎn)生矩形脈沖波（連續(xù)脈沖波形）。 由于矩形脈沖波中含有豐富的高次諧波分量，所以習(xí)慣上又把矩形波振蕩

15、器稱為多諧振蕩器。 性能特點(diǎn)： 沒(méi)有穩(wěn)態(tài)，有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。 工作不需要外加信號(hào)源，只需要電源。第41頁(yè)/共95頁(yè)對(duì)稱式多諧振蕩器T1.3RFC第42頁(yè)/共95頁(yè)對(duì)稱式多諧振蕩器組成：兩個(gè)反相器G1、G2經(jīng)耦合電容C1、C2連接起來(lái)的正反饋振蕩回路。原理：形成自激振蕩，不能有穩(wěn)態(tài)，振蕩器靜態(tài)時(shí)（沒(méi)有振蕩時(shí)）的狀態(tài)必須不穩(wěn)定。G1、G2的電壓放大倍數(shù)大于1且工作在特性曲線的轉(zhuǎn)折區(qū)，電路可維持振蕩。1）VI1微小正跳變，引起下列正反饋過(guò)程：VI1升VO1降VI2降VO2升，因VI2=VO1+VC1 ，所以VO1、VI2降、升一致。第43頁(yè)/共95頁(yè)第44頁(yè)/共95頁(yè)第45頁(yè)/共95頁(yè)VO1迅速變?yōu)榈碗?/p>

16、平，VO2迅速變?yōu)楦唠娖?，電路進(jìn)入第一暫穩(wěn)態(tài)。2）這時(shí)VO2高電平通過(guò)RF2對(duì)C1充電，C2通過(guò)RF1VI1端放電。使VI2升VO2降VI1降VO1升VO1迅速變?yōu)楦唠娖?，VO2迅速變?yōu)榈碗娖?，電路進(jìn)入第二暫穩(wěn)態(tài)。3）這時(shí)C1通過(guò)RF2放電，VCC通過(guò)R1、 VOH經(jīng)RF1對(duì)C2充電。使 VO1迅速變?yōu)榈碗娖?，VO2迅速變?yōu)楦唠娖剑娐坊氐降谝粫悍€(wěn)態(tài)。重復(fù)。總結(jié)：兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，無(wú)穩(wěn)態(tài)，控制C1、C2的充放電振蕩就形成。特性參數(shù)計(jì)算：振蕩周期T設(shè)RF1=RF2=RF，C1=C2=CT=2T1=2RECln(Ve-Vik)/(VE-VTH), RE=RRF/(R+RF)第46頁(yè)/共95頁(yè)第47頁(yè)/共

17、95頁(yè)若G1、G2為74LS系列反相器，VOH=3.4V，VIK=- 1V，VTH=1.1V，VTH=1.1V，RE1約 等于RF。T= 2RFCln(VOH-Vik)/(VOH-VTH)約等于1.3RFC例頁(yè)）第48頁(yè)/共95頁(yè)非對(duì)稱式多諧振蕩器T2.2RFC第49頁(yè)/共95頁(yè)是對(duì)稱式多諧振蕩器的改進(jìn)。原理：形成自激振蕩，不能有穩(wěn)態(tài)，振蕩器靜態(tài)時(shí)（沒(méi)有振蕩時(shí)）的狀態(tài)必須不穩(wěn)定。G1、G2的電壓放大倍數(shù)大于1且工作在特性曲線的轉(zhuǎn)折區(qū)，電路可維持振蕩。1）VI1微小正跳變，引起下列正反饋過(guò)程：VI1升VO1降VI2降VO2升。VO1迅速變?yōu)榈碗娖剑琕O2迅速變?yōu)楦唠娖?，電路進(jìn)入第一暫穩(wěn)態(tài)。第50

18、頁(yè)/共95頁(yè)第51頁(yè)/共95頁(yè)第52頁(yè)/共95頁(yè)2）C通過(guò)RF等放電。使VI1降VI2升VO1升VO2降VO1迅速變?yōu)楦唠娖剑琕O2迅速變?yōu)榈碗娖剑娐愤M(jìn)入第二暫穩(wěn)態(tài)。3）這時(shí)VO1（VI2）等通過(guò)RF對(duì)C充電。使 VO1迅速變?yōu)榈碗娖剑琕O2迅速變?yōu)楦唠娖?，電路回到第一暫穩(wěn)態(tài)。重復(fù)。總結(jié)：兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，無(wú)穩(wěn)態(tài)，控制C的充放電振蕩就形成。特性參數(shù)計(jì)算：振蕩周期TT1=RFCln(VDD-（VTH-VDD）/(VDD-VTH)= RFCln3T2=RFCln(0-（VTH+VDD）/(0-VTH)= RFCln3T=T1+T2=2RFCln3=2.2RFC例：（483頁(yè)）第53頁(yè)/共95頁(yè)環(huán)形振蕩

19、器 利用延遲負(fù)反饋產(chǎn)生振蕩。將任何大于、等于3的奇數(shù)個(gè)反相器首尾相連接成環(huán)形電路，都能產(chǎn)生自激振蕩。電路簡(jiǎn)單，但不實(shí)用。101010101010T=2ntpd第54頁(yè)/共95頁(yè)環(huán)形振蕩器（類似于RC移相式正弦波振蕩器）可用延遲負(fù)反饋?zhàn)饔猛瑯由a(chǎn)自激振蕩。延遲1800，加負(fù)反饋，變成正反饋（此理解容易）。環(huán)形振蕩器。利用門電路的傳輸延遲時(shí)間將奇數(shù)個(gè)反相器首尾相接而構(gòu)成的。圖，VI1與VI3半個(gè)周期中相差3tpd，T=6tpdn個(gè)反相器首尾相接而構(gòu)成的環(huán)形振蕩器T=2ntpd改進(jìn) tpd很小，產(chǎn)生的振蕩信號(hào)頻率太高，可加帶RC延時(shí)電路的環(huán)形振蕩器。圖第55頁(yè)/共95頁(yè)通常RC電路的延遲時(shí)間遠(yuǎn)大于門

20、電路tpd，估算T時(shí)只計(jì)RC作用。圖10.4. 12 帶RC延遲電路的環(huán)形振蕩器(a)原理性電路(b)實(shí)用的改進(jìn)電路(a)tpd2升，f可調(diào)，且f可調(diào)小(b)進(jìn)一步加大tpd2，C跨接在VI2和VI3之間，C有擴(kuò)大作用，G2放大倍數(shù)K，等效電容C=KC。第56頁(yè)/共95頁(yè)施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器第57頁(yè)/共95頁(yè)組成：RC充放電電路，加施密特觸發(fā)器。第58頁(yè)/共95頁(yè)原理：VI=0時(shí)，VO=VOH，同時(shí)VOH通過(guò)R對(duì)C充電，VI上升， 當(dāng)VI上升至VT+時(shí)，VO跳變?yōu)榈碗娖?，既而C通過(guò)R放電，當(dāng)VI下降至VT-時(shí)， VO跳變?yōu)楦唠娖?。重?fù)。波形：圖10.4 .16計(jì)算參數(shù)：T=T1+T2

21、=RCln(VDD-VT-)/(VDD-VT+)+RCln(VT+/VT-)改進(jìn)：占空比q可調(diào)， 圖10.4 .17，對(duì)C充電，經(jīng)R1；C放電，經(jīng)R2 第59頁(yè)/共95頁(yè)石英晶體多諧振蕩器 在許多應(yīng)用場(chǎng)合下都對(duì)多諧振蕩器的振蕩頻率穩(wěn)定性有嚴(yán)格的要求。前面幾種電路頻率穩(wěn)定性不是很高。在對(duì)頻率穩(wěn)定性有較高要求時(shí)，應(yīng)采用石英晶體多諧振蕩器。電路的振蕩頻率取決于石英晶體的固有振蕩頻率。第60頁(yè)/共95頁(yè)以上多諧振蕩器不穩(wěn)原因：1、門電路的VTH不穩(wěn)定，受VCC、T等影響2、電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)間提前或滯后（易受干擾等）3、臨近轉(zhuǎn)換時(shí)，C的充、放電較慢，易受干擾。提高頻率穩(wěn)定度措施：多諧振蕩器中加石英晶體。第

22、61頁(yè)/共95頁(yè)石英晶體的感性區(qū)，穩(wěn)頻效果很好，C與石英晶體串聯(lián)諧振時(shí)，f=f0時(shí)，阻抗最小，正反饋信號(hào)很容易通過(guò)此路回到G1輸入端，形成強(qiáng)的正反饋，振蕩滿足振蕩幅度條件，振蕩形成。 F不等于f0時(shí)，反饋?zhàn)杩勾?，正反饋信?hào)不容易通過(guò)此路回到G1輸入端，形成弱的正反饋，振蕩不滿足振蕩幅度條件，振蕩不能形成。振蕩穩(wěn)定后，頻率篩選結(jié)果： f出=f0（石英晶體），且具有石英晶體一樣的頻率穩(wěn)定度。第62頁(yè)/共95頁(yè)本節(jié)小結(jié) 多諧振蕩器沒(méi)有穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。 工作不需要外加信號(hào)源，只需要電源。 要想得到頻率穩(wěn)定性高的多諧振蕩器時(shí)，應(yīng)采用石英晶體多諧振蕩器。第63頁(yè)/共95頁(yè)10.5 555定時(shí)器及

23、其應(yīng)用 555定時(shí)器是一種多用途的數(shù)字模擬混合集成電路。該電路功能靈活、適用范圍廣，只要外圍電路稍作配置，即可構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器或施密特觸發(fā)器，因而可應(yīng)用于定時(shí)、檢測(cè)、控制、報(bào)警等方面。第64頁(yè)/共95頁(yè) 集成555定時(shí)器因?yàn)槠鋬?nèi)部有3個(gè)精密的5k電阻而得名。后來(lái)國(guó)內(nèi)外許多公司和廠家都相繼生產(chǎn)出雙極型和CMOS型555集成電路。雖然CMOS型3個(gè)分壓電阻不再是5k,但仍然延用555名稱。 目前一些廠家在同一基片上集成2個(gè)555單元，型號(hào)后加556，同一基片上集成4個(gè)555單元，型號(hào)后加558。第65頁(yè)/共95頁(yè)集成555定時(shí)器具體元件簡(jiǎn)介 555定時(shí)器的封裝一般有兩種： 八腳圓形封裝

24、 八腳雙列直插式封裝。 第66頁(yè)/共95頁(yè)定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)與功能放電三極管精密電阻比較器SR鎖存器第67頁(yè)/共95頁(yè)控制電壓觸發(fā)輸入 復(fù)位端輸出放電端閾值輸入 電源516V第68頁(yè)/共95頁(yè)注意：工作中不使用VCO時(shí)，一般都通過(guò)一個(gè)0.01F的電容接地(交流接地），以旁路高頻干擾。 當(dāng)VCO懸空時(shí)，VR1=2/3Vcc, VR2=1/3Vcc比較器C1輸出vC1=0,比較器C2輸出vC2=1，SR鎖存器置0，TD導(dǎo)通，同時(shí)vO為低電平。01010比較器C1輸出vC1=1,比較器C2輸出vC2=1，SR鎖存發(fā)器狀態(tài)保持不變，TD和vO均保持不變。11比較器C1輸出vC1=1,比較器C2輸出vC2

25、=0，SR鎖存器置1，TD截止，同時(shí)vO為高電平。10101比較器C1輸出vC1=0,比較器C2輸出vC2=0，SR鎖存器違反約束條件，輸出為1，TD截止。00101第69頁(yè)/共95頁(yè)由電路框圖和功能表可以得出如下結(jié)論：1555定時(shí)器有兩個(gè)閾值電壓，分別是 和 。 2輸出端3腳和放電端7腳的狀態(tài)一致，輸出低電平對(duì)應(yīng)放電管飽和，在7腳外接有上拉電阻時(shí)，7腳為低電平。輸出高電平對(duì)應(yīng)放電管截止，在有上拉電阻時(shí)，7腳為高電平。 3.輸出端狀態(tài)的改變有滯回現(xiàn)象，回差電壓為 。 CCV32CCV31CCV31第70頁(yè)/共95頁(yè)定時(shí)器接成施密特觸發(fā)器二六搭一第71頁(yè)/共95頁(yè)8462153VccIvOv交流

26、接地VT-VT+回差電壓:CCTTTVVVV31反相輸出施密特第72頁(yè)/共95頁(yè)第73頁(yè)/共95頁(yè)VT+ =VCOVT- =1/2VCO回差電壓:COTTTVVVV21第74頁(yè)/共95頁(yè)定時(shí)器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器七六搭一，上R下C 第75頁(yè)/共95頁(yè)vI下降沿到達(dá),vO輸出高電平，TD截止，VCC經(jīng)R向C充電，當(dāng)vC=2/3VCC時(shí)，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，vO輸出低電平，TD導(dǎo)通，電容C經(jīng)TD迅速放電。vI下一個(gè)下降沿到達(dá),重復(fù)上述過(guò)程。001100010第76頁(yè)/共95頁(yè)w特性：n這個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是負(fù)脈沖觸發(fā)的。n穩(wěn)態(tài)時(shí)，這個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出低電平。n暫穩(wěn)態(tài)時(shí)，這個(gè)觸發(fā)器輸出高電平。n該電路輸出脈沖寬度為

27、tw1.1RC 。第77頁(yè)/共95頁(yè)定時(shí)器接成多諧振蕩器2ln)(ln)(21211CRRVVVVCRRTTCCTCC充電時(shí)間：2ln00ln222CRVVCRTTT放電時(shí)間：振蕩周期：T=0.69(R1+2R2)C輸出脈沖占空比:21212RRRRq例第78頁(yè)/共95頁(yè)占空比可調(diào)的多諧振蕩器輸出脈沖占空比:BABARRRRq2占空比大于50%第79頁(yè)/共95頁(yè)輸出脈沖占空比:BAARRRq占空比可大于、小于、等于50%第80頁(yè)/共95頁(yè)P(yáng)505 題10.26兩個(gè)555定時(shí)器均接成了多諧振蕩器。 I輸出接IIVCO,控制其閾值電壓VT+和VT-。I的輸出高低電平的持續(xù)時(shí)間決定了電路高低音持續(xù)時(shí)間，II的頻率決定了高低音頻率。第81頁(yè)/共95頁(yè)（1）vO1的高電平持續(xù)時(shí)間為：sCRRtH1 . 169. 0101010)15010(2ln)(63121此時(shí)，vO1為11V. VCC=12V,由疊加定理可求得右邊555定時(shí)器5腳電壓VCO=8.8V.因