第5章 脈沖信號的產(chǎn)生與整形

1、第5章 脈沖信號的產(chǎn)生與整形      一、學(xué)習(xí)目的    脈沖信號的產(chǎn)生與整形是在實(shí)際工作和較大規(guī)模的電路系統(tǒng)中經(jīng)常遇到的技術(shù)環(huán)節(jié)。通過本章的學(xué)習(xí)要掌握脈沖信號產(chǎn)生與整形的原理、方法以及用于脈沖信號整形和產(chǎn)生的器件的工作方式和實(shí)際應(yīng)用。       二、內(nèi)容概要    本章討論的施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是常用的脈沖整形電路，主要介紹它們的工作原理和應(yīng)用。多諧振蕩器的電路有多種形式，這里只介紹常用的對稱式和非對稱式多諧振蕩器，并介紹石

2、英晶體振蕩器。還講述555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)及其構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器的方法與工作原理。    三、學(xué)習(xí)指導(dǎo)    本章重點(diǎn)：施密特觸發(fā)器的工作原理和應(yīng)用，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理和應(yīng)用，555定時(shí)器的工作原理和應(yīng)用，多諧振蕩器的工作原理，各種信號參數(shù)的計(jì)算。    本章難點(diǎn)：555定時(shí)器的應(yīng)用。    方法提示: 對于施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器要掌握其工作特性和外部元件的配合關(guān)系。而對于555定時(shí)器則最好掌握其內(nèi)部的電路組成和工作原理，這樣才能更好地應(yīng)用它。

3、要始終把握本章討論的電路都是在充放電的影響下工作的。5、1  概述教學(xué)要求                                了解波形發(fā)生電路的基本情況  概 述    獲得脈沖波形的方法主要有兩種，一種是利用多諧振蕩器直接產(chǎn)生符合要求的

4、矩形脈沖；另一種是通過整形電路對已有的波形進(jìn)行整形、變換，使之符合系統(tǒng)的要求。    施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是兩種不同用途的脈沖波形的整形、變換電路。施密特觸發(fā)器主要用以將變化緩慢的或快速變化的非矩形脈沖變換成上升沿和下降沿都很陡峭的矩形脈沖，而單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器則主要用以將寬度不符合要求的脈沖變換成符合要求的矩形脈沖。    555定時(shí)器是一種多用途集成電路，只要其外部配接少量阻容元件就可構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器等，使用方便、靈活。因此，在波形變換與產(chǎn)生、測量控制、家用電器等方面都有著廣泛的應(yīng)用。52  施

5、密特觸發(fā)器教學(xué)要求                                 了解施密特觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)               

6、                   理解施密特觸發(fā)器的工作原理                               &#

7、160; 掌握集成施密特觸發(fā)器的應(yīng)用    一、用門電路組成的施密特觸發(fā)器    1電路結(jié)構(gòu)    右上圖為由G1和G2兩個(gè)CMOS反相器組成的施密特觸發(fā)器，輸入電壓u經(jīng)電阻R和R分壓來控制反相器的工作狀態(tài)，要求RR。右下圖分別為施密特觸發(fā)器反相輸出和同相輸出的邏輯符號。框內(nèi)的“”為施密特觸發(fā)器的限定符號。    2工作原理由上分析可知，施密特觸發(fā)器有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，而這兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的維持和轉(zhuǎn)換完全取決于輸入電壓的大小。只要輸入電壓u上升到略大于U+或下降到略小于U時(shí)，施密特觸

8、發(fā)器的輸出狀態(tài)就會發(fā)生翻轉(zhuǎn)，從而輸出邊沿陡峭的矩形脈沖。    3施密特觸發(fā)器的電壓傳輸特性    輸入電壓uI上升到使電路狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí)的值，稱為正向閾值電壓，用U+表示。輸入電壓u下降到使電路狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí)的值，稱為負(fù)向閾值電壓，用U表示。施密特觸發(fā)器的正向閾值電壓U+和負(fù)向閾值電壓U的差值，稱為回差電壓，用U表示。    電壓傳輸特性反映的是觸發(fā)器輸出電壓隨輸入電壓變化的規(guī)律.反相施密特觸發(fā)器電壓傳輸特性同相施密特觸發(fā)器電壓傳輸特性    反相施密特觸發(fā)器:隨著輸入電壓

9、的升高和降低，輸出電壓呈反相變化趨勢。    同相施密特觸發(fā)器:隨著輸入電壓的升高和降低，輸出電壓呈同相變化趨勢。    二、集成施密特觸發(fā)器    施密特觸發(fā)器的應(yīng)用十分廣泛，因此，TTL和CMOS數(shù)字集成電路中都有施密特觸發(fā)器。集成施密特觸發(fā)器具有較好的性能，其正向閾值電壓U+和負(fù)向閾值電壓U也很穩(wěn)定，有很強(qiáng)的抗干擾能力，使用也十分方便。    1TTL集成施密特觸發(fā)器    左圖為施密特觸發(fā)六反相器CT7414和CT74LS14的邏輯符號，

10、它有六個(gè)獨(dú)立的施密特反相器。    右圖為施密特觸發(fā)雙4輸入與非門CT7413和CT74LS13的邏輯符號。    TTL集成施密特與非門和緩沖器有如下特點(diǎn)：    可將變化非常緩慢的信號變換成上升沿和下降沿都很陡直的脈沖信號。    具有閾值電壓和回差電壓溫度補(bǔ)償。因此，電路性能的一致性好。    具有很強(qiáng)的抗干擾能力。    2集成施密特觸發(fā)器    左圖為施密特六反相器CC4010

11、6的邏輯符號。右圖為施密特觸發(fā)四2輸入與非門CC4093的邏輯符號。    當(dāng)電源電壓VDD變化時(shí)，對CMOS施密特觸發(fā)器的電壓傳輸特性也會產(chǎn)生一定的影響。由于集成CMOS施密特觸發(fā)器內(nèi)部參數(shù)離散性的影響，因此，其U+和U也有較大的離散性。    CMOS集成施密特觸發(fā)器具有如下特點(diǎn)：    可將變化非常緩慢的信號變換為上升沿和下降沿很陡直的脈沖信號。    在電源電壓VDD一定時(shí)，觸發(fā)閾值電壓穩(wěn)定，但其值會隨VDD變化。    電源電壓VDD變

12、化范圍寬，輸入阻抗高，功耗極小。    抗干擾能力很強(qiáng)。     三、施密特觸發(fā)器的應(yīng)用    1用于波形變換    施密特觸發(fā)器可用于將三角波、正弦波及其它不規(guī)則信號變換成矩形脈沖。       2用于脈沖整形    3用于脈沖幅度鑒別    當(dāng)傳輸?shù)男盘柺艿礁蓴_而發(fā)生畸變時(shí)，可利用施密特觸發(fā)器的回差特性，將受到干擾的信號整形成較好的矩形脈沖。  

13、0; 如輸入信號為一組幅度不等的脈沖，而要求將幅度大于+的脈沖信號挑選出來時(shí)，則可用施密特觸發(fā)器對輸入脈沖的幅度進(jìn)行鑒別。5、3  多諧振蕩器教學(xué)要求                       了解多諧振蕩器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理           

14、0;            理解多諧振蕩器的頻率估算                       理解用門電路、施密特觸發(fā)器和石英晶體組成多諧振蕩器    一、用門電路組成的多諧振蕩器    1、電路結(jié)構(gòu)

15、60;   多諧振蕩器由門電路和阻容元件構(gòu)成，它沒有穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，通過電容的充電和放電，使兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)相互交替，從而產(chǎn)生自激振蕩，輸出周期性的矩形脈沖信號。如要求輸出振蕩頻率很穩(wěn)定的矩形脈沖時(shí)，則可采用石英晶體振蕩器。由于矩形脈沖含有豐富的諧波分量，因此，常將矩形脈沖產(chǎn)生電路稱作多諧振蕩器。    右圖為由TTL門電路組成的對稱多諧振蕩器的電路結(jié)構(gòu)和電路符號。圖中G1、G2兩個(gè)反相器之間經(jīng)電容C1和C2耦合形成正反饋回路。合理選擇反饋電阻RF1和RF2，可使G1和G2工作在電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)，這時(shí)，兩個(gè)反相器都工作在放大區(qū)。由于G1

16、和G2的外部電路對稱，因此，又稱為對稱多諧振蕩器。    2、工作原理    設(shè)uO1為低電平0、uO為高電平1時(shí)，稱為第一暫穩(wěn)態(tài)；uO1為高電平1、uO為低電平0時(shí)，稱為第二暫穩(wěn)態(tài)。  設(shè)接通電源后，由于某種原因使uI1產(chǎn)生了很小的正躍變，經(jīng)G1放大后，輸出uO1產(chǎn)生負(fù)躍變，經(jīng)C1耦合使uI隨之下降，G輸出uO產(chǎn)生較大的正躍變，通過C耦合，使uI1進(jìn)一步增大，于是電路產(chǎn)生正反饋過程。  正反饋使電路迅速翻到G1開通、G關(guān)閉的狀態(tài)。輸出uO1負(fù)躍到低電平UOL，uO（uO）正躍到高電平UOH，電路進(jìn)入第一暫穩(wěn)態(tài)。&

17、#160;    G2輸出uO的高電平經(jīng)C2、RF1、G1的輸出電阻對電容C2進(jìn)行反向充電，使uI1下降。同時(shí)，uO2的高電平又經(jīng)RF2、C1、C1的輸出電阻對C1充電，uI2隨之上升，當(dāng)uI2上升到G2的閾值電平UTH時(shí)，電路又產(chǎn)生另一個(gè)正反饋過程。  正反饋的結(jié)果使G2開通，輸出uO由高電平UOH躍到低電平UOL，通過電容C2的耦合，使uI1迅速下降到小于G1的閾值電壓UTH，使G1關(guān)閉，它的輸出由低電平UOL躍到了高電平UOH，電路進(jìn)入第二暫穩(wěn)態(tài)。  接著，G1輸出的高電平uO1經(jīng)C1、RF2和G2的輸出電阻對C1進(jìn)行反向充電，uI2隨之下降，同時(shí)

18、，G1輸出uO1的高電平經(jīng)RF1、C2和G2的輸出電阻對C2進(jìn)行充電，uI1隨之升高。當(dāng)uI1上升到G1的UTH時(shí)，G1開通、G2關(guān)閉，電路又返回到第一暫穩(wěn)態(tài)。    由以上分析可知，由于電容C1和C2交替進(jìn)行充電和放電，電路的兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)自動(dòng)相互交替，從而使電路產(chǎn)生振蕩，輸出周期性的矩形脈沖。    2、振蕩頻率的估算    如多諧振蕩器采用CT74H系列與非門組成，當(dāng)取RF1RF2RF、C1C2C、UTH1.4V、UOH3.6V、UOL0.3V時(shí)，則振蕩周期可用下式估算：T2tW1.4RFC 

19、   當(dāng)取RF1K、C100 pF100 F時(shí)，則該電路的振蕩頻率可在幾赫到幾兆赫的范圍內(nèi)變化。這時(shí)ttt0.7RC。輸出矩形脈沖的寬度與間隔時(shí)間相等。    二、用施密特觸發(fā)器組成的多諧振蕩器    設(shè)EN1，且電容上電壓uC0。在接通電源后，輸出u為高電平UOH，其通過電阻R對電容C進(jìn)行充電，電容C電壓u隨之升高。當(dāng)uC上升到UT+時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，使輸出uO躍到低電平UOL。這時(shí)，C又經(jīng)R和施密特觸發(fā)器的輸出電阻放電，當(dāng)uC下降到UT-時(shí)，電路又發(fā)生了翻轉(zhuǎn)，輸出uO由UOL躍到UOH，又開始對C充電。電

20、容C如此周而復(fù)始地進(jìn)行充電和放電，電路便產(chǎn)生了振蕩。而在EN0時(shí)，電路不振蕩，輸出uO為高電平。工作波形圖        四、用施密特觸發(fā)器組成的多諧振蕩器    前面介紹的多諧振蕩器的一個(gè)共同特點(diǎn)就是振蕩頻率不穩(wěn)定，容易受溫度、電源電壓波動(dòng)和RC參數(shù)誤差的影響。而在數(shù)字系統(tǒng)中，矩形脈沖信號常用作時(shí)鐘信號來控制和協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的工作。因此，控制信號頻率不穩(wěn)定會直接影響到系統(tǒng)的工作，顯然，前面討論的多諧振蕩器是不能滿足要求的，必須采用頻率穩(wěn)定度很高的石英晶體多諧振蕩器。 石英晶體的選頻特性 

21、;   石英晶體具有很好的選頻特性。當(dāng)振蕩信號的頻率和石英晶體的固有諧振頻率f相同時(shí)，石英晶體呈現(xiàn)很低的阻抗，信號很容易通過，而其它頻率的信號則被衰減掉。因此，將石英晶體串接在多諧振蕩器的回路中就可組成石英晶體振蕩器，這時(shí)，振蕩頻率只取決于石英晶體的固有諧振頻率f，而與RC無關(guān)。    1、并聯(lián)石英晶體多諧振蕩器   右圖為由CMOS反相器組成的并聯(lián)多諧振蕩器。RF為反饋電阻，用以使G1工作在靜態(tài)電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)，RF值通常取510 M。反饋系數(shù)取決于C1和C2的比值，C1還可微調(diào)振蕩頻率。  

22、60; 石英振蕩器可以輸出振蕩頻率很穩(wěn)定的信號，但輸出波形不太好，因此，G1輸出端需加反相器G2，用以改善輸出波形的前沿和后沿。    2、串聯(lián)石英晶體多諧振蕩器   右圖為由反相器組成的串聯(lián)石英晶體多諧振蕩器。C1為G1和G2間的耦合電容，R1和R2用以使G1和G2工作在電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)。由于G2輸出的振蕩波形不好，因此輸出端加了一個(gè)G3，用以改善輸出振蕩波形的前沿和后沿。554  單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器教學(xué)要求          

23、0;            理解單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理                        理解集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的邏輯功能和基本應(yīng)用         

24、              了解用施密特觸發(fā)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器                       掌握單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的基本應(yīng)用   單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是常用的脈沖整形和延時(shí)電路。它有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在外加觸發(fā)脈沖作用

25、下，電路從穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，經(jīng)一段時(shí)間后，又自動(dòng)返回到原來的穩(wěn)定狀態(tài)。而且暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間的長短完全取決于電路本身的參數(shù)，與外加觸發(fā)脈沖沒有關(guān)系。         一、微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器    1 電路結(jié)構(gòu)    微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器由CT74H系列與非門和RC定時(shí)電路組成。G輸出和G輸入之間為直接耦合，G輸出和G輸入之間采用RC微分電路耦合。因此，該電路稱為微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。為使電路在輸入電壓u為高電平時(shí)處于G開通、G關(guān)閉穩(wěn)定狀態(tài)，要求RROFF。 

26、60;  2 工作原理第138頁圖5。4。2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理    3輸出脈沖寬度的估算   單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出脈沖的寬度用tW表示，它實(shí)際上是暫穩(wěn)態(tài)維持的時(shí)間。   估算公式：     恢復(fù)時(shí)間tre為:tre（）RC    二、集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器    1集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器基本情況集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 非重觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可重觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器    該電

27、路在觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)期間如再次受到觸發(fā)，對原暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間沒有影響，輸出脈沖寬度t仍從第一次觸發(fā)開始計(jì)算。    該電路在觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)期間如再次被觸發(fā)，則輸出脈沖寬度可在此前暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間的基礎(chǔ)上再展寬tW。限定符號“”表示非重觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。限定符號“”表示可重觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。非重觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作波形舉例可重觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作波形舉例         2兩中常用的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器芯片非重觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 CT74121管腳說明邏輯符號    引線上的“

28、X”為非邏輯連接符號，表示該輸入端不輸入任何數(shù)字信號，用以外接無源元件，如電阻、電容等?？騼?nèi)的CX用以外接電容，外引線端為Cext。RXCX用以外接電容和電阻，外引線端為RextCext。Rint為電路內(nèi)部電阻外引線端。TR+為上升沿觸發(fā)信號輸入端。TR和TR為下降沿觸發(fā)信號輸入端。Q和Q為互補(bǔ)信號輸出端。邏輯功能表輸入輸出說明TRTRTR+           0X101穩(wěn)定狀態(tài)X0101XX00111X0111下降沿觸發(fā)1110X上升沿觸發(fā)X0    輸出脈沖寬度的估算：t0.7R

29、C    使用 Rint、Cext 和 Rext / Cext 端的方法：一般接法：Rext = 2 40 kW，Cext = 10 pF 10 mF。當(dāng)輸出脈寬很小時(shí)，可用內(nèi)部電阻 Rint = 2 kW取代 Rext ，接法如下：可重觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器CC74HC123管腳說明邏輯符號    它由兩個(gè)獨(dú)立的可重觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成，圖中“”為可重觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的總限定符號。     TR-為下降沿觸發(fā)信號輸入端；TR+為上升沿觸發(fā)信號輸入端； 為直接復(fù)位端，低電平有效。其它各外引線端的功能及外接

30、電阻和電容的連接方法與CT74121相同。邏輯功能表輸入輸出說明       TRTR+           0XX01復(fù)位11X01穩(wěn)定狀態(tài)1X00110上升沿觸發(fā)11下降沿觸發(fā)01上升沿觸發(fā)    CC74HC123的工作波形的輸出脈沖寬度取決于外接電阻和電容。    進(jìn)行一次觸發(fā)時(shí)，輸出脈沖寬度為t。如電路觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)期間再次進(jìn)行觸發(fā)時(shí)，電路又重新開始延長暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間。這時(shí)，輸出脈沖寬度t為在此前暫穩(wěn)

31、態(tài)時(shí)間t的基礎(chǔ)上再延長一個(gè)脈沖寬度t，即tt+t，電路才能回到穩(wěn)定狀態(tài)。如在暫穩(wěn)態(tài)期間在直接復(fù)位端 上輸入低電平時(shí)，則電路的暫穩(wěn)態(tài)立刻終止，通常用這種方法來縮短輸出脈沖的寬度。    對于可重觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器而言，為獲得寬度很大的脈沖信號時(shí)，可在暫穩(wěn)態(tài)期間進(jìn)行重觸發(fā)，延長暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間；而要獲得寬度很窄的脈沖信號時(shí)，則可在暫穩(wěn)態(tài)期間在復(fù)位端上輸入低電平，提前終止暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間。    三、用施密特觸發(fā)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 工作原理 當(dāng)輸入uIVDD時(shí)，uAVDD，電容C上的電壓為0V，輸出uO為低電平UOL。這時(shí)電路處于穩(wěn)定狀

32、態(tài)。   當(dāng)輸入電壓uI由VDD負(fù)躍到低電平時(shí)，由于在躍變瞬間C兩端的電壓不能突變，uA產(chǎn)生同樣的負(fù)躍變，使uAUT，輸出uO由低電平UOL正躍到VDD，隨即VDD經(jīng)R對C充電，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。 隨著C的充電，uA也隨之升高。當(dāng)uA上升到大于UT+時(shí)，電路狀態(tài)又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，輸出uO由高電平VDD負(fù)躍到低電平UOL。電路返回到初始的穩(wěn)定狀態(tài)。用施密特觸發(fā)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作波形圖用施密特觸發(fā)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路圖三、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用應(yīng)用一、脈沖整形脈沖信號在經(jīng)過長距離傳輸后其邊沿會變差或在波形上疊加了某些干擾。為了使這些脈沖信號變成符合要求的波形，這時(shí)可利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進(jìn)

33、行整形。應(yīng)用二、脈沖定時(shí)由于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可輸出寬度和幅度符合要求的矩形脈沖，因此，可利用它來作定時(shí)電路。應(yīng)用二、脈沖展寬當(dāng)輸入脈沖寬度較窄時(shí)，則可用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器展寬。55  定時(shí)器及其應(yīng)用教學(xué)要求                         理解555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理     

34、0;                   理解555定時(shí)器組成施密特觸發(fā)器的應(yīng)用                         理解555定時(shí)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用  

35、;                       理解555定時(shí)器組成多諧振蕩器的應(yīng)用       555定時(shí)器是一種電路結(jié)構(gòu)簡單、使用方便靈活、用途廣泛的多功能電路。只要外部配接少數(shù)幾個(gè)阻容元件便可組成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器等電路。555定時(shí)器的電源電壓范圍寬，雙極型555定時(shí)器為516V，CMOS 5

36、55定時(shí)器為318 V?？梢蕴峁┡cTTL及CMOS數(shù)字電路兼容的接口電平。555定時(shí)器還可輸出一定的功率，可驅(qū)動(dòng)微電機(jī)、指示燈、揚(yáng)聲器等。它在脈沖波形的產(chǎn)生與變換、儀器與儀表、測量與控制、家用電氣與電子玩具等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。    一、555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)及其工作原理 555定時(shí)器功能表輸       入輸       出uI1uI2uOV狀態(tài)XX00導(dǎo)通10導(dǎo)通11截止1不變不變     二、用5

37、55定時(shí)器組成施密特觸發(fā)器工作原理當(dāng)輸入uI時(shí)，電壓比較器C1和C2的輸出uC11，uC20，基本RS觸發(fā)器置1，1、0，這時(shí)輸出uOUOH。當(dāng)輸入uI時(shí)，uC11、uC1，基本RS觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變，即輸出uOUO。當(dāng)輸入u時(shí)，uC10、uC21，RS觸發(fā)器置0，0、1，輸出uO由高電平躍到低電平，即uO0。當(dāng)輸入uI由高電平逐漸下降，且uI 時(shí)，電壓比較器的輸出分別為uC11、uC21?；綬S觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。即0、1，輸出uOUOL。當(dāng)輸入uI時(shí)，uC11、uC20，RS觸發(fā)器置1，1、0，uO由低電平躍到高電平UOH?？梢?，當(dāng)uI下降到時(shí)，電路輸出 又發(fā)生另一次躍變，所以，電路

38、的負(fù)向閾值電壓UT-。施密特觸發(fā)器的回差電壓UT為 ：UTUT+UT-施密特觸發(fā)器的工作波形圖施密特觸發(fā)器的電壓傳輸特性    三、用555定時(shí)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器    單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出的脈沖寬度t為暫穩(wěn)態(tài)維持的時(shí)間，它實(shí)際上為電容C上的電壓由0V充到所需的時(shí)間，可用 該式估算：tWRC ln 31.1RC      四、用555定時(shí)器組成多諧振蕩器工作原理：接通電源后，VCC經(jīng)電阻R1和R2對電容C充電，當(dāng)uC時(shí)，uC10、uC21，RS觸發(fā)器被置0，0、1，uO躍到低電平。同時(shí)，放電管V導(dǎo)通

39、，電容C經(jīng)電阻R2和放電管V放電，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。    隨著電容的放電，uC隨之下降。當(dāng)下降到小于時(shí)，uC11、uC20，RS觸發(fā)器被置1，1、0，輸出uO由低電平躍到高電平。同時(shí)，因0，放電管V截止，VCC又經(jīng)電阻R1和R2對電容C充電。電路又返回到前一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。因此，電容C上的電壓uC將在和之間來回充電和放電，從而使電路產(chǎn)生了振蕩，輸出矩形脈沖。多諧振蕩器波形參數(shù)   多諧振蕩器的振蕩周期為：Tt+t  t為電容電壓由充到所需的時(shí)間。     t（R+R）Cln 2 0.7（R+R）C  t為電容電壓由降到所需的時(shí)間。      tRCln 20.7RC   多諧振蕩器的振蕩周期T為:     Tt+t0.7（R+2R）C多諧振