基于PSPICE的555定時(shí)器電路仿真分析

1、基于Pspice的555定時(shí)器電路仿真分析I摘 要IIMPROVED CHAOS OPTIMIZATION ALGORTHM AND ITS APPLICATIONIAbstractI第一章 緒論II1.1 概述II1.2 PSPICE簡(jiǎn)介II第二章 Pspice程序設(shè)計(jì)IV2.1 Pspice的特點(diǎn)IV2.2 OrCAD/Pspice 9電路設(shè)計(jì)分析V第三章555定時(shí)器的等效電路VI3.1 555定時(shí)器原理電路VI.1 555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器及仿真分析VIII3.1.2 555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及仿真分析XI第四章 結(jié)論XV參考文獻(xiàn)XVI插圖索引圖1 555定時(shí)器內(nèi)部結(jié)

2、構(gòu)框VIII圖2 555定時(shí)器等效電路VIII圖3 多諧振蕩器電路原理圖IX圖7 多諧振蕩器仿真輸出波形IX圖5 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器原理圖XI圖8 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器仿真輸出波形XII基于PSPICE的555定時(shí)器電路仿真分析 摘要 555定時(shí)器是一種應(yīng)用十分廣泛的中規(guī)模集成電路。本文扼要地分析了555定時(shí)器的根本原理，應(yīng)用PSPICE對(duì)555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器的工作特性進(jìn)行了仿真分析和研究, 給出555定時(shí)器電路分析的方法，說明了仿真軟件在電路分析與設(shè)計(jì)中的意義.關(guān)鍵詞:555定時(shí)器 PSPICE仿真 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 多諧振蕩器IMPROVED CHAOS OPTIMIZA

3、TION ALGORTHM AND ITS APPLICATIONstudent:fanqiangAbstract This paper it proposes a simple equivalent circuit to describe the function of 555 timer，Through the comparison of Pspice simulation with theoretic analysis，the author brings out an analysis method for 555 timer circuit,and specifies the sign

4、ificance of simulation software incircuitanalysis and circuit design.Key words:555timer, Pspice simulation 1 緒論 1.1 概述隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的開展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已經(jīng)逐漸進(jìn)入電子設(shè)計(jì)的領(lǐng)域。模擬電路中的電路分析、數(shù)字電路中的邏輯模擬，甚至是印制電路板、集成電路幅員等等都開始采用計(jì)算機(jī)輔助工具來加快設(shè)計(jì)效率，提高設(shè)計(jì)成功率。而大規(guī)模集成電路的開展，使得原始的設(shè)計(jì)方法無論是從效率上還是從設(shè)計(jì)精度上已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)前電子工業(yè)的要求，所以采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)來完成電路的設(shè)計(jì)已經(jīng)勢(shì)在必行。同時(shí)，

5、微機(jī)以及適合于微機(jī)系統(tǒng)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件的迅速開展使得計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)逐漸成為提高電子線路設(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量的不可缺少的重要工具。 在電路設(shè)計(jì)工作方面，最初使用的是Protel公司DOS版本的Tango軟件，在當(dāng)時(shí)這一軟件被看作是多么的先進(jìn)，因?yàn)樵谶@以前沒有人能像電腦那樣快速、準(zhǔn)確的畫出電路圖，制出電路板。如今，隨著Windows95/98及NT操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，一些更方便、快捷的電路設(shè)計(jì)軟件應(yīng)運(yùn)而生。如：Tango、Protel、OrCAD、PSpice、Electronics Workbench、VeriBest、PAD2000等。1.2 Pspice簡(jiǎn)介   

6、; PSpice是較早出現(xiàn)的EDA(Electronic Design Automatic,電路設(shè)計(jì)自動(dòng)化)軟件之一，也是當(dāng)今世界上著名的電路仿真標(biāo)準(zhǔn)工具之一，1984年1月由美國(guó)Microsim公司首次推出。它是由Spice開展而來的面向PC機(jī)的通用電路模擬分析軟件。Spice(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)是由美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校開發(fā)的電路仿真程序，它在眾多的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具軟件中，是精度最高、最受歡送的軟件工具。隨后，版本不斷更新，功能不斷完善。基于DOS操作系統(tǒng)的PSpice5.0以下版本自80年代以來在我國(guó)

7、得到廣泛應(yīng)用。目前廣泛使用的PSpice5.1以后版本是Microsim公司于1996年開發(fā)的基于Windows環(huán)境的仿真程序，并且從6.0版本開始引入圖形界面。1998年著名的EDA商業(yè)軟件開發(fā)商OrCAD公司與Microsim公司正式合并，自此Microsim公司的PSpice產(chǎn)品正式并入OrCAD公司的商業(yè)EDA系統(tǒng)中,成為OrCAD/PSpice。但PSpice仍然單獨(dú)銷售和使用，推出的最新版本為PSpice 9.1。    PSpice軟件具有強(qiáng)大的電路圖繪制功能、電路模擬仿真功能、圖形后處理功能和元器件符號(hào)制作功能，以圖形方式輸入，自動(dòng)進(jìn)行電路檢查，生

8、成網(wǎng)表，模擬和計(jì)算電路。它的用途非常廣泛，不僅可以用于電路分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，還可用于電子線路、電路和信號(hào)與系統(tǒng)等課程的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。與印制版設(shè)計(jì)軟件配合使用，還可實(shí)現(xiàn)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化。被公認(rèn)是通用電路模擬程序中最優(yōu)秀的軟件，具有廣闊的應(yīng)用前景。這些特點(diǎn)使得PSpice受到廣闊電子設(shè)計(jì)工作者、科研人員和高校師生的熱烈歡送，國(guó)內(nèi)許多高校已將其列入電子類本科生和碩士生的輔修課程。    在國(guó)外，PSpice軟件的使用非常流行。在大學(xué)里，它是工科類學(xué)生必會(huì)的分析與設(shè)計(jì)電路工具；在公司里，它是產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)到定型過程中不可缺少的設(shè)計(jì)工具。世界各國(guó)的半導(dǎo)體元件公司為它提供了上

9、萬種模擬和數(shù)字元件組成的元件庫，使PSpice軟件的仿真更可靠，更真實(shí)。PSpice軟件幾乎完全取代了電路和電子電路實(shí)驗(yàn)中的元件、面包板、信號(hào)源、示波器和萬用表。有了此軟件就相當(dāng)有了電路和電子學(xué)實(shí)驗(yàn)室在電子技術(shù)應(yīng)用方面，一些電路經(jīng)常需要在波形的變化與變換，定時(shí)與檢測(cè)，控制與報(bào)警等方面被使用。而555定時(shí)器是一種將模擬與邏輯功能巧妙的結(jié)合在一起的中規(guī)模集成電路，該電路使用靈活，適用范圍廣，用它可以構(gòu)成單穩(wěn)、雙穩(wěn)、多諧振蕩器等功能電路。555定時(shí)器是一種應(yīng)用極為廣泛的中規(guī)模集成電路，該電路使用靈活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以構(gòu)成單穩(wěn)、多諧和施密特觸發(fā)器等功能電路，因而廣泛用于信號(hào)的產(chǎn)生、變

10、換、控制與檢測(cè).要想靈活應(yīng)用該集成電路，需要掌握其工作原理，該電路由4局部組成，涉及模擬電路的電壓比較和三極管，數(shù)字電路的門電路組成的根本RS觸發(fā)器，原理分析比較復(fù)雜.對(duì)于集成電路，更關(guān)心的是它的外部特性，本文利用等效電路法分析其工作原理，簡(jiǎn)單易于理解，并通過著名的電路仿真軟件Pspice分析其應(yīng)用電路，給出555定時(shí)器應(yīng)用電路的簡(jiǎn)潔直觀分析方法2 Pspice程序設(shè)計(jì)2.1 Pspice的特點(diǎn)OrCAD/Pspice 9軟件是美國(guó)知名度很高的EDA公司OrCAD公司和開發(fā)PSpice軟件的Microsim公司于1998年實(shí)現(xiàn)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合后推出的Pspice的最新版本。他跟EWB等都是當(dāng)

11、前國(guó)際上關(guān)于電子電路設(shè)計(jì)與仿真應(yīng)用非常廣泛的優(yōu)秀軟件，與其他電路仿真軟件(Protel99)相比，具有界面直觀、操作方便、分析功能更強(qiáng)、元器件參數(shù)庫及宏摸型庫也更加豐富等優(yōu)點(diǎn)。他改變了一般電路仿真軟件輸入電路必須采用文本方式的不便，設(shè)計(jì)者采用圖形輸入方式可以很直觀方便地在電路設(shè)計(jì)窗口繪制電路，并對(duì)電路進(jìn)行各種模擬分析，如不符合設(shè)計(jì)要求，可隨時(shí)調(diào)整電路結(jié)構(gòu)及元器件參數(shù)，重新進(jìn)行模擬分析，直到滿足設(shè)計(jì)要求。這種電子電路的分析、設(shè)計(jì)與仿真工作蘊(yùn)含與輕點(diǎn)鼠標(biāo)之間，大大提高了電子電路設(shè)計(jì)者的工作質(zhì)量和效率。OrCAD是一個(gè)軟件包，而進(jìn)行電路摸擬分析的核心軟件是Pspice A/D，為使模擬工作

12、做得更快更好、更具靈活性，OrCAD軟件包提供了5個(gè)配套軟件與之相配合：有電路圖生成軟件(Capture)、鼓勵(lì)信號(hào)編輯軟件(StmEd，Stimulus Editor)、模型參數(shù)提取軟件(ModelEd，ModelEditor)、波形顯示和分析模塊軟件(Probe)和優(yōu)化程序軟件(Optimizer)。使OrCAD/Pspice 9具有了電子工程設(shè)計(jì)的全局部析功能，不但能完成模擬數(shù)字電路分析，而且能完成數(shù)?；旌想娐贩治觥Ｆ渲饕治龉δ苡校?1)直流特性分析包括靜態(tài)工作點(diǎn)(Bias PointDetail)、直流靈敏度(DCSensitivity)、直流傳輸特性(TF，TR

13、_ansfer Function)和直流特性掃描(DCSweep)分析。 (2)交流分析 包括頻率特性(ACSweep)和噪聲特性(Noise)分析。 (3)瞬態(tài)分析 包括瞬態(tài)響應(yīng)分析(TR_ansientAnalysis)和傅里葉分析(FourierAnalysis)。 (4)參數(shù)掃描 包括溫度特性分析(TemperatureAnalysis)和參數(shù)掃描分析(ParameTR_ic Analysis)。 (5)統(tǒng)計(jì)分析 包括蒙托卡諾分析(MC，MonteCarlo)和最壞情況分析(WC，Worst Case)。 (6)邏輯模擬 包括邏輯模擬(DigitalSimulation)、數(shù)/?；旌夏?/p>

14、擬(MixedA/DSimulation)和最壞情況時(shí)序分析(Worst-Case timing Analysis)。下面以具體實(shí)例來說明電子電路的設(shè)計(jì)與分析。 2.2 OrCAD/Pspice 9電路設(shè)計(jì)分析其具體內(nèi)容和步驟如下。建立電路原理圖(1)創(chuàng)立原理圖文件在Windows98桌面上,執(zhí)行開始/程序/OrCADDemo/Capture CISDemo命令，進(jìn)入Capture操作環(huán)境。選取菜單命令File/NewProject，屏幕上將出現(xiàn)NewProject對(duì)話框。在這個(gè)對(duì)話框的Name欄中，將要分析的OTL根本放大電路起名為alddb，并選定設(shè)計(jì)工程類型為“Analog o

15、r Mixed SignalCircuit。(2)載入仿真元件庫在NewProject對(duì)話框完成新建文件設(shè)置后，點(diǎn)擊OK，進(jìn)入元器件符號(hào)庫設(shè)置框；在這上將出現(xiàn)電路圖編輯窗口。 (3)調(diào)用仿真元件在電路圖編輯窗口下，啟動(dòng)Place/Part命令，屏幕上出現(xiàn)元器件符號(hào)選擇框，放置于電路圖中適當(dāng)位置。再選取菜單命令Place/Wire，啟用連線模式完成連線；選取菜單命令Place/NetAlias，啟用節(jié)點(diǎn)設(shè)置模式完成節(jié)點(diǎn)的設(shè)置。(4)對(duì)元器件屬性進(jìn)行編輯雙擊各元件和鼓勵(lì)源圖標(biāo)，分別選取相應(yīng)的名稱和符號(hào)。  電路設(shè)計(jì)軟件有很多，如：Tango,Protel,OrCAD等，它們各有

16、特色，Pspice月其他電路設(shè)計(jì)仿真軟件相比，如Protel，它在電路系統(tǒng)仿真方面可以說獨(dú)具特色，是其他軟件無法比較的，它是一個(gè)多功能的電路模擬試驗(yàn)平臺(tái)，Pspice軟件由于收斂性好，適于做系統(tǒng)及電路級(jí)仿真，具有快速，準(zhǔn)確的仿真能力。其主要優(yōu)點(diǎn)有：(1)圖形界面友好，易學(xué)易用，操作簡(jiǎn)單。 有Dos版本的Pspice到Windows版本的Pspice，使得該軟件由原來單一的文本輸入方式而更新升級(jí)為輸入原理方式，使電路設(shè)計(jì)更加直觀形象。Pspice6.0以上版本全部采用菜單式結(jié)構(gòu)，只要熟悉Windows操作系統(tǒng)就很容易學(xué)，利用鼠標(biāo)和熱鍵一起操作，既提高了工作效率，又縮短了設(shè)計(jì)周期。2實(shí)用性強(qiáng)，仿真

17、效果好在Pspice環(huán)境中，對(duì)元件參數(shù)的修改很容易，修改完后馬上就可以進(jìn)行仿真，如用Pspice進(jìn)行參數(shù)修改仿真，那么過程相當(dāng)復(fù)雜。3功能強(qiáng)大，集成度高Pspice內(nèi)集成了許多仿真功能，如：直流掃描，交流分析，噪聲分析，溫度分析等，用戶只需在所要觀察的節(jié)點(diǎn)放置電壓探針，就可以在仿真結(jié)果圖中觀察其情況，而且該軟件還集成了許多數(shù)學(xué)運(yùn)算，不僅為用戶提供了加，減，乘，除等根本的數(shù)學(xué)運(yùn)算，還提供了絕對(duì)值，對(duì)數(shù)，指數(shù)等根本的函數(shù)運(yùn)算，這些都是其他軟件所無法比較的。另外，用戶還可以對(duì)仿真結(jié)果窗口進(jìn)行編輯，如添加窗口，修改坐標(biāo)，疊加圖形等，還具有保存和打印圖形的功能，這些功能都給用戶提供了制作所需圖形的一種快

18、倢，簡(jiǎn)便的方法。因此，Windows版本的Pspice更優(yōu)于Dos版本的Pspice，它不但可以輸入原理圖方式，而且可以輸入文本方式，因此它不失為電子工程師的好幫手。3 555定時(shí)器的等效電路3.1 555定時(shí)器原理電路555 定時(shí)器原理電路如圖1所示，由4局部組成:電阻分壓器、電壓比較器、根本RS觸發(fā)器、輸出緩沖器和放電三極管.該集成電路共有8個(gè)引出端分別為:1腳:接地端，符號(hào)GND;2 腳:觸發(fā)輸人端，符號(hào):TR_，信號(hào):V12;3腳:輸出端，信號(hào):V0;4 腳:復(fù)位端，符號(hào):Rd_;5腳:閡值電壓控制端，符號(hào):CO，信號(hào):Vco;6腳:閡值輸人端，符號(hào):TH，信號(hào):V11;7腳:放電端，

19、符號(hào):DISC，信號(hào):vo;8腳 :電源端，信號(hào):Vcc.分析可得該集成電路的功能如表1.555定時(shí)器功能等效分析與等效電路由功能表可以看出:(1)該集成電路的功能分析可類比于觸發(fā)器的功能分析，閡值輸人端TH類比于RS觸發(fā)器的置。輸人端R為高電平有效，其上下電平的標(biāo)準(zhǔn)為(2/3Vcc);觸發(fā)器輸人端TR_比RS觸發(fā)器的置1輸人端S為低電平有效，其上下電平的標(biāo)準(zhǔn)為(1/3Vcc). (2)復(fù)位端RD_類比于觸發(fā)器的異步復(fù)位端，優(yōu)先權(quán)最高，低電平有效.假設(shè)該端為低電平，那么定時(shí)器輸出低電平，放電三極管飽和.(3)放電三極管狀態(tài)與輸出狀態(tài)的關(guān)系:輸出為低電平，TD飽和導(dǎo)通，放電端相當(dāng)于接地;輸出為高

20、電平，TD截止，放電端相當(dāng)于開路.在某些定時(shí)器的應(yīng)用電路中，該端的狀態(tài)對(duì)電路功能的分析至關(guān)重要. 表1 555定時(shí)器功能表由以上分析，555定時(shí)器可以用如圖2所示等效電路表示，根本功能可以用RS觸發(fā)器功能分析方法分析.假設(shè)閡值輸人端TH(置0輸人端)輸人高電平(大于2/3Vcc，有效)那么定時(shí)器輸出低電平(復(fù)位)，假設(shè)觸發(fā)輸人端TR_(置1輸人端)輸入低電平(小于1/3Vcc，有效)那么定時(shí)器輸出高電平(置1).利用以上等效電路與等效分析，555定時(shí)器功能分析與應(yīng)用更加簡(jiǎn)單與容易.555 定 時(shí) 器功能掌握還要與引出端功能相配合，引腳是抽象的數(shù)字不易記憶，但其引腳只有8條，再結(jié)合數(shù)字的諧音可以

21、方便地記住引腳所對(duì)應(yīng)的功能端.其中1腳(最小數(shù)字)是接地端，8腳(最大數(shù)字)是電源端，這是中小規(guī)模集成電路常采用的封裝方式，很多555定時(shí)器應(yīng)用電路都是給出引腳的連線圖，所以對(duì)于這個(gè)通用集成電路記住其引腳功能是有必要的.圖1 555定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)框 圖2 555定時(shí)器等效電路3.1.1 555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器及仿真分析Pspice仿真與定性分析555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器電路如圖3所示， 圖3 多諧振蕩器電路原理圖瞬態(tài)分析仿真輸出波形如下列圖7: 圖7 多諧振蕩器仿真輸出波形其功能分析的重點(diǎn)是R1,R3與C1構(gòu)成的定時(shí)電路以及定時(shí)器內(nèi)部放電三極管的狀態(tài)轉(zhuǎn)換一般教材中，工作原理波形分析不全

22、面，下面結(jié)合Pspice仿真波形全面分析其工作原理.調(diào)用Pspice程序中的瞬態(tài)特性分析功能(TR_ansientA nalysis)進(jìn)行分析，以定時(shí)電容電壓V1，和輸出電壓Vo為分析對(duì)象.根據(jù)多諧振蕩器周期公式T=0.69 (R1+ 2R2)C1，計(jì)算周期為41.4 us. 設(shè)定仿真時(shí)間三個(gè)半周期左右為0. 14 ms，啟動(dòng)Pspice程序的瞬態(tài)特性分析得仿真波形如圖4.電源電壓Vcc=10V，可知定時(shí)器閥值輸人端閥值電壓為2/3Vcc,觸發(fā)輸人端閡值電壓為1/3Vcc(1) 設(shè)電容初始狀態(tài)為Vc1=0V(對(duì)應(yīng)圖4位置)，那么在接通電源瞬時(shí)即t=0s時(shí)刻，定時(shí)器TH=O,TR_.=O，觸發(fā)輸

23、人端有有效信號(hào)，定時(shí)器輸出Vo為高電平(對(duì)應(yīng)圖4位置).(2) 輸出為高電平，放電三極管截止，那么7端斷開，2端觸發(fā)輸人端、6端閥值輸人端對(duì)應(yīng)集成運(yùn)放輸人端，幾乎不取電流，也相當(dāng)于斷開，那么電源V,會(huì)通過R1,R1對(duì)電容C,充電，電容C，兩端電壓Vc:上升(對(duì)應(yīng)圖4位置).只要Vc1<2/3Vcc那么始終有TH =0，輸出為高電平.(3)當(dāng)電容電壓上升到Vc1=2/3Vcc時(shí)(對(duì)應(yīng)圖4 位置),TH =1,TR_=1，定時(shí)器輸出為低電平(對(duì)應(yīng)圖4位置). (4) 輸出變?yōu)榈碗娖?，定時(shí)器內(nèi)放電三極管To飽和導(dǎo)通,尺3上端電位幾乎為零，電容C,通過R,、定時(shí)器內(nèi)部放電三極管放電，電容兩端電壓

24、下降(對(duì)應(yīng)圖4位置).此時(shí)，TH =0,TR_=1，輸出低電平不變.(5) 當(dāng) 電 容電壓下降到Vc1=1/3Vcc時(shí)(對(duì)應(yīng)圖4位置),TH =O,TR_=0，定時(shí)器輸出為高電平(對(duì)應(yīng)圖4位置).(6) 輸出為高電平，放電三極管截止，那么7端斷開，2端觸發(fā)輸人端、6端閡值輸人端對(duì)應(yīng)集成運(yùn)放輸人端，幾乎不取電流，也相當(dāng)于斷開，那么電源V1會(huì)通過R1,R1對(duì)電容C1充電，電容C1兩端電壓Vc在1/3Vcc的根底上上升(對(duì)應(yīng)圖4 位置).之后，電路的工作過程重復(fù)波形(3)到9Pspice仿真與定量計(jì)算由Pspice仿真波形圖4，可得電容電壓第一、第二個(gè)峰值處時(shí)刻以及電壓值分別為t1= 43.96 u

25、s,V1us,V2=3.66 8V .兩時(shí)間差T= t2-t1us即為振蕩周期.V1為閡值輸人端閡值電壓，V2為觸發(fā)輸人端閡值電壓，理論值與仿真結(jié)果誤差僅為0.001V .根據(jù)周期計(jì)算公式T=0.69 (R1+2R2)C1可得理論上的周期為41.4 us，誤差僅為us.仿真結(jié)果與理論分析結(jié)果非常接近.3.1.2 555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及仿真分析555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器如圖5， 圖5 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器原理圖瞬態(tài)分析仿真輸出波形如圖8： 圖8 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器仿真輸出波形其工作原理分析重點(diǎn)是R1,C1構(gòu)成的定時(shí)電路和定時(shí)器內(nèi)部的放電三極管Td.該電路采用的電源電壓Vcc=15 V，可知定時(shí)器

26、閥值輸人端閥值電壓為2/3Vcc= 10V,觸發(fā)輸入端閥值電壓為1/3Vcc=5V.下面結(jié)合Pspice仿真波形分析單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作原理.Pspice仿真與定性分析以觸發(fā)信號(hào)V2、定時(shí)電容電壓V2,和輸出電壓Vc1為分析對(duì)象·根據(jù)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出脈沖寬度公式*R1*C1計(jì)算此電路tw=11ms.選擇觸發(fā)信號(hào)為周期為20ms，寬度為5ms.啟動(dòng)Pspice程序的瞬態(tài)特性分析得仿真波形如圖6.(1) 剛接通電源且沒有觸發(fā)脈沖輸人時(shí)，TK =1，無效.電容兩端電壓不能跳變Vc1=0，即閥值輸人端TH=0，定時(shí)器保持原狀態(tài).但原狀態(tài)不知道，所以需要分析得出.分兩種情況，假設(shè)為高電平，那么7端

27、放電三極管截止，電源V1通過電阻R1和電容C1構(gòu)成回路，對(duì)電容Cl充電，電容C1兩端電壓上升，閡值輸人端Th電壓上升直至2/3Vcc=10V,輸出變?yōu)榈碗娖?，放電三極管飽和，7端相當(dāng)于將電容C1短路，電容迅速放電，6端Th=0無效，輸出維持低電平.假設(shè)剛接通電源輸出為低電平，7端放電三極管飽和導(dǎo)通，電容兩端均接地電壓為零，6端TH=0，輸出仍然為低電平穩(wěn)定值，綜上所述剛接通電源時(shí)，假設(shè)沒有低電平觸發(fā)脈沖，輸出為穩(wěn)定的低電平，處于穩(wěn)定狀態(tài)(對(duì)應(yīng)圖6位置).(2)當(dāng)有觸發(fā)脈沖加人時(shí)(對(duì)應(yīng)圖6位置)，TR_=0,TH=0，輸出變?yōu)楦唠娖?輸出一變?yōu)楦唠娖?，那么定時(shí)器內(nèi)部放電三極管TD截止，電源V1通

28、過電阻R1和電容Cl構(gòu)成回路，對(duì)電容C1充電，電容C1兩端電壓上升(對(duì)應(yīng)圖6位置). (3)當(dāng)電容兩端電壓上升直到2/3Vcc= 10V時(shí)(對(duì)應(yīng)圖6 位置),TH =1，輸出變?yōu)榈碗娖?對(duì)應(yīng)圖6 位置)，放電三極管飽和，7端相當(dāng)于將電容C1短路，電容迅速放電電壓下降到幾乎為零(對(duì)應(yīng)圖6 位置).之后等待下一個(gè)觸發(fā)脈沖的作用，以后觸發(fā)脈沖作用原理分析同上.通過以上結(jié)合Pspice仿真的分析，能夠直觀的理解單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理.對(duì)于全面掌握該電路有重要的意義.Pspice仿真與定量計(jì)算由圖6可 得低電平觸發(fā)脈沖開始時(shí)刻t1=ms，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束時(shí)刻31ms,暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間Pspice仿真結(jié)果為Tw=

29、t2-t1=ms.根據(jù)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器暫穩(wěn)態(tài)計(jì)算公式Tw=1.1*R1*C1=11ms，仿真結(jié)果與理論分析誤差僅為48ms，可見Pspice仿真結(jié)果對(duì)實(shí)際電路設(shè)計(jì)具有重要意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值.修改輸入波形頻率，比較波形之間的不同。擇觸發(fā)信號(hào)為周期為20ms，寬度為5ms.電容C1=2uf,啟動(dòng)Pspice程序的瞬態(tài)特性分析得仿真波形如圖9圖9 瞬態(tài)特性分析得仿真波形 根據(jù)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器暫穩(wěn)態(tài)計(jì)算公式Tw=1.1*R1*C1=44ms. 低電平觸發(fā)脈沖開始時(shí)刻t1=10.079ms，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束時(shí)刻t2= 55.121ms,暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間Pspice仿真結(jié)果為Tw=t2-t1=45.042ms. 仿真結(jié)果與理論分析誤差為1.042ms. 4 結(jié)論 利用Pspice軟件對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真，仿真效果準(zhǔn)確，逼真，形象，在跟蹤性和快速性方面取得了令人滿意的效果。可以到達(dá)電路的最優(yōu)化設(shè)計(jì)，既可以省去在面板上做繁雜的試驗(yàn)，又可以節(jié)省購置實(shí)驗(yàn)元器件，它為電