第十章脈沖波形的產(chǎn)生和整形

1、西安工程大學(xué)西安工程大學(xué)第十章第十章 脈沖波形的產(chǎn)生和整形脈沖波形的產(chǎn)生和整形10.5 555定時(shí)器及其應(yīng)用定時(shí)器及其應(yīng)用10.1 概述概述10.2 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器10.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器10.4 多諧振蕩器多諧振蕩器 西安工程大學(xué)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)要求知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)要求知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)教學(xué)要求教學(xué)要求熟練熟練掌握掌握正確正確理解理解一般一般了解了解施密特施密特觸發(fā)器觸發(fā)器施密特觸發(fā)器的特點(diǎn)施密特觸發(fā)器的特點(diǎn)門電路施密特觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、門電路施密特觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、工作原理、工作原理、特性及參數(shù)計(jì)算特性及參數(shù)計(jì)算集成施密特觸發(fā)器工作原理集成施密特觸發(fā)器工作原理施密特觸發(fā)器的應(yīng)用施密特觸發(fā)器的

2、應(yīng)用單穩(wěn)態(tài)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點(diǎn)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點(diǎn)門電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（微分型、門電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（微分型、積分型）的結(jié)構(gòu)、工作原理及積分型）的結(jié)構(gòu)、工作原理及參數(shù)計(jì)算參數(shù)計(jì)算集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的使用集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的使用多諧振蕩器多諧振蕩器對(duì)稱式、非對(duì)稱式、環(huán)形及施對(duì)稱式、非對(duì)稱式、環(huán)形及施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器的工作原理及的工作原理及參數(shù)計(jì)算參數(shù)計(jì)算石英晶體多諧振蕩器石英晶體多諧振蕩器西安工程大學(xué)知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)教學(xué)要求教學(xué)要求熟練熟練掌握掌握正確正確理解理解一般一般了解了解555定時(shí)器定時(shí)器及其應(yīng)用及其應(yīng)用555定時(shí)器電路及功能定時(shí)器電路及功能555定

3、時(shí)器構(gòu)成施密特觸發(fā)器電定時(shí)器構(gòu)成施密特觸發(fā)器電路的工作原理及路的工作原理及參數(shù)計(jì)算參數(shù)計(jì)算555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路的工作原理及路的工作原理及參數(shù)計(jì)算參數(shù)計(jì)算555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器電路定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器電路的工作原理及的工作原理及參數(shù)計(jì)算參數(shù)計(jì)算續(xù)：知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)要求續(xù)：知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)要求西安工程大學(xué)10.1 概概 述述 數(shù)字電路中，為了控制和協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的工作，常常數(shù)字電路中，為了控制和協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的工作，常常需要時(shí)鐘脈沖信號(hào)。需要時(shí)鐘脈沖信號(hào)。一、獲得時(shí)鐘脈沖的方法一、獲得時(shí)鐘脈沖的方法1. 脈沖波形發(fā)生電路脈沖波形發(fā)生電路: 利用多諧振蕩器直接產(chǎn)生；利用多

4、諧振蕩器直接產(chǎn)生；2. 脈沖波形整形電路脈沖波形整形電路：通過整形電路變換而成。通過整形電路變換而成。整形電路又分為兩類：施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。整形電路又分為兩類：施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 利用已有的周期性變化波形整形而成，但以頻率和幅度利用已有的周期性變化波形整形而成，但以頻率和幅度都符合要求的電壓信號(hào)為前提。都符合要求的電壓信號(hào)為前提。 西安工程大學(xué)二、表述矩形脈沖特性二、表述矩形脈沖特性 的主要指標(biāo)的主要指標(biāo)周期周期T 周期性重復(fù)的脈沖序列中，兩個(gè)相鄰脈沖間周期性重復(fù)的脈沖序列中，兩個(gè)相鄰脈沖間 的時(shí)間間隔。的時(shí)間間隔。頻率頻率f （ 1/T） 代表單位時(shí)間內(nèi)脈沖重復(fù)的次數(shù)。代

5、表單位時(shí)間內(nèi)脈沖重復(fù)的次數(shù)。西安工程大學(xué)下降時(shí)間下降時(shí)間tf 脈沖從脈沖從0.9Vm下降到下降到0.1Vm所需的時(shí)間。所需的時(shí)間。脈沖幅度脈沖幅度Vm 脈沖電壓最大變化的幅值。脈沖電壓最大變化的幅值。脈沖寬度脈沖寬度tw 從脈沖前沿從脈沖前沿0.5Vm始，到脈沖后沿始，到脈沖后沿0.5Vm止的一止的一 段時(shí)間。段時(shí)間。上升時(shí)間上升時(shí)間tr 脈沖從脈沖從0.1Vm上升到上升到0.9Vm所需的時(shí)間。所需的時(shí)間。10.5 555定時(shí)器及其應(yīng)用定時(shí)器及其應(yīng)用西安工程大學(xué)10.2 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器(Schmitt Trigger) 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器指的是指的是一種電路結(jié)構(gòu)一種電路結(jié)構(gòu)，這

6、種結(jié)構(gòu)可能存，這種結(jié)構(gòu)可能存在于各種邏輯功能的電路中。如：施密特與門、施密特與在于各種邏輯功能的電路中。如：施密特與門、施密特與非門等。非門等。 施密特觸發(fā)器是一種重要的脈沖整形電路，它能把變化施密特觸發(fā)器是一種重要的脈沖整形電路，它能把變化緩慢的波形變換成矩形脈沖。緩慢的波形變換成矩形脈沖。施密特觸發(fā)器的主要施密特觸發(fā)器的主要特點(diǎn)特點(diǎn)：*電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)有正反饋過程，使輸出波形邊沿變得很陡。電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)有正反饋過程，使輸出波形邊沿變得很陡。*輸入信號(hào)在上升和下降過程中，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入輸入信號(hào)在上升和下降過程中，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平不同。電平不同。西安工程大學(xué)施密特施密特幾種

7、反相器電壓傳輸特性對(duì)比幾種反相器電壓傳輸特性對(duì)比TTLCOMS 所以，施密特觸發(fā)器利用這兩個(gè)特點(diǎn)不僅能將邊所以，施密特觸發(fā)器利用這兩個(gè)特點(diǎn)不僅能將邊沿變化緩慢的信號(hào)波形整形為邊沿陡峭的矩形波，還沿變化緩慢的信號(hào)波形整形為邊沿陡峭的矩形波，還可以將疊加在矩形脈沖高、低電平上的噪聲有效地清可以將疊加在矩形脈沖高、低電平上的噪聲有效地清除。除。10.5.2 555接成施密特觸發(fā)器接成施密特觸發(fā)器即：特性具有滯回性！即：特性具有滯回性！西安工程大學(xué)21DDTHOLDDOH210RRVVVVV ，且且，10.2.1 用門電路組成的施密特觸發(fā)器用門電路組成的施密特觸發(fā)器 1.用用CMOS門電路組成的施密特

8、觸發(fā)器門電路組成的施密特觸發(fā)器*當(dāng)當(dāng)vI=0V（vA=0V）時(shí)，）時(shí)， vO1VDD，vO 0V；*當(dāng)當(dāng)vI增大時(shí)，增大時(shí)，vA增大，增大， 若若vA增至增至VTH附近時(shí)，附近時(shí)， 進(jìn)入傳輸特性的放大區(qū)，因而：進(jìn)入傳輸特性的放大區(qū)，因而：使輸出使輸出vO 迅速跳變到迅速跳變到vO = VOHVDDvA vO1vO西安工程大學(xué) 求求vI 在上升過程中電路在上升過程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平電平VT+：正正向向閾閾值值電電壓壓 1TTH21TH221TII212THA VVRRVRRRVvvRRRVv*當(dāng)當(dāng)vI是高電平時(shí)，是高電平時(shí)， vO 也為高電平也為高電平,

9、vO VDD；*當(dāng)當(dāng)vI減小時(shí)，減小時(shí)， vA 減小，若減小，若vA 減至減至VTH附近時(shí)，進(jìn)入傳輸特性附近時(shí)，進(jìn)入傳輸特性 的放大區(qū)，因而：的放大區(qū)，因而：vAvO1vO 使輸出使輸出vO 迅速跳變到迅速跳變到vO= VOL 0V西安工程大學(xué)求求vI 在下降過程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平在下降過程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平VT-：負(fù)負(fù)向向閾閾值值電電壓壓代代入入上上式式將將 1 2 )(TTH21TTHDDDD21TH221TIIDD212DDTHA VVRRVVVVRRVRRRVvvVRRRVVv西安工程大學(xué)TH21T)1 (VRRV TH21T)1 (VRRV TH21T

10、TT2VRRVVV 回回差差電電壓壓： 因?yàn)橐驗(yàn)関O和和vI的高、低電平是相同的高、低電平是相同的，故將這種形式的電壓傳輸特性稱的，故將這種形式的電壓傳輸特性稱為同相輸出的施密特觸發(fā)特性。為同相輸出的施密特觸發(fā)特性。西安工程大學(xué)R R2 ，VT+VDD,VT-為負(fù)為負(fù) 值，而值，而v I 變化范圍在變化范圍在 0VDD 之間，之間， 即達(dá)不到閾值而使電路不能翻轉(zhuǎn)。即達(dá)不到閾值而使電路不能翻轉(zhuǎn)。 若以若以 作為輸出端，從電壓傳作為輸出端，從電壓傳輸特性看，此時(shí)輸特性看，此時(shí) 和和vI的高、低電的高、低電平是反相的，故將這種形式的電壓平是反相的，故將這種形式的電壓傳輸特性稱為反相輸出的施密特觸傳輸

11、特性稱為反相輸出的施密特觸發(fā)特性。發(fā)特性。Ov Ov TH21T)1(VRRV TH21T)1 (VRRV 西安工程大學(xué)【10.2.1】在在CMOS反相器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器中，要求反相器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器中，要求 VT+=7.5V，VT=5V，試求，試求R1、R2和和VDD的值的值 。k1150 k22 k85331510 mA31 V 10 G V102V 5 50 V52 V 57)1( 2122DDOHOH(max)OH(max)DDOH(max)2THOHOH(max)2THDDTH21TH21TTH21T R.RR.RVVI.IVIRVVIVVV.RRVRRV.VRRV，取取代代入入

12、上上式式及及將將時(shí)時(shí)查查手手冊(cè)冊(cè)可可得得，應(yīng)應(yīng)使使允允許許值值流流不不超超過過最最大大輸輸出出高高電電平平時(shí)時(shí)的的負(fù)負(fù)載載電電為為保保證證反反相相器器；可可得得出出和和解解：由由西安工程大學(xué)2.用用TTL門電路組成的施密特觸發(fā)器門電路組成的施密特觸發(fā)器加加入入）。門門的的輸輸入入由由另另一一輸輸入入端端截截止止。此此時(shí)時(shí)，保保持持，過過大大（門門的的負(fù)負(fù)載載電電流流時(shí)時(shí)，以以防防止止所所以以串串入入二二極極管管的的取取值值不不能能過過大大，和和因因?yàn)闉?。，門門電電路路閾閾值值為為1OHOTI2OHO21OLTHGDGD0VvVvVvRRVV *當(dāng)當(dāng)vI=0V時(shí)，時(shí)， vO1VOH，vO 0V；

13、使輸出使輸出vO 迅速跳變到迅速跳變到vO= VOH*當(dāng)當(dāng)vI增大時(shí)，增大時(shí)， 增大，只有當(dāng)增大，只有當(dāng) 增至增至VTH附近時(shí)附近時(shí)(G1與非門要轉(zhuǎn)與非門要轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖剑仨毸膬奢斎攵诵盘?hào)均達(dá)到閾值），進(jìn)入傳輸變?yōu)榈碗娖?，必須它的兩輸入端信?hào)均達(dá)到閾值），進(jìn)入傳輸特性的放大區(qū)，因而：特性的放大區(qū)，因而：Iv Iv vO1vO IvvI西安工程大學(xué) 1 )( )( DTH21TIDI212ODOI212THIVVRRVvVvRRRvVvvRRRVv 求求vI 在上升過程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平在上升過程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平VT+西安工程大學(xué)*當(dāng)當(dāng)vI是高電平時(shí)，是高電平

14、時(shí)， vO 也為高電平也為高電平, vO =VOH；*當(dāng)當(dāng)vI減小時(shí)，只要減至減小時(shí)，只要減至VTH附近（此時(shí)，由于二極管截止，附近（此時(shí)，由于二極管截止，vI將直接控制將直接控制G1門），進(jìn)入傳輸特性的放大區(qū)，因而：門），進(jìn)入傳輸特性的放大區(qū)，因而：使輸出使輸出vO 迅速跳變到迅速跳變到vO= VOLvI 在下降過程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平在下降過程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平 -)1( DTH21THDTH21TTTVVRRVVVRRVVV vI =VT-=VTH vO1vO IvvI西安工程大學(xué)能能可可靠靠截截止止。保保證證電電平平偏偏移移后后， T V 5070291

15、V 91 4B4OL.v.V 器件實(shí)例器件實(shí)例 帶與非功能的帶與非功能的TTL集成施密特集成施密特 7413 10.2.2 集成施密特觸發(fā)器集成施密特觸發(fā)器附加部分：附加部分：輸入加輸入加“與門與門”輸出加推拉式輸出級(jí)輸出加推拉式輸出級(jí) 電壓值較高，電壓值較高，加入電平移動(dòng)電路加入電平移動(dòng)電路OLV 西安工程大學(xué)V91OL.V 施密特電路工作原理：施密特電路工作原理：它是通過公共射極電阻它是通過公共射極電阻R4耦合的兩級(jí)正耦合的兩級(jí)正反饋放大器。反饋放大器。424CES1CCE1E2(RRR)VVVV OHO21TTVV 截截止止導(dǎo)導(dǎo)通通，迅迅速速轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為為西安工程大學(xué)434CES2CCE2E1

16、)(RRRVVVV OLO21TTVV 導(dǎo)導(dǎo)通通截截止止，迅迅速速轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為為西安工程大學(xué) 可見，無(wú)論可見，無(wú)論T2由導(dǎo)通變截止還是由導(dǎo)通變截止還是由截止變導(dǎo)通，都伴有正反饋，使輸由截止變導(dǎo)通，都伴有正反饋，使輸出端電壓的上升和下降沿都很陡。出端電壓的上升和下降沿都很陡。 由于由于R2R3 ， T1飽和時(shí)的飽和時(shí)的vE必低于必低于T2飽和時(shí)的飽和時(shí)的 vE (VE1 VT-。西安工程大學(xué)10.2.3 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用施密特觸發(fā)器的應(yīng)用一、用于波形變換一、用于波形變換二、用于鑒幅二、用于鑒幅 在一串幅度不相等的脈沖在一串幅度不相等的脈沖信號(hào)中，如果要剔除幅度不夠信號(hào)中，如果要剔除幅度不夠大的脈沖大

17、的脈沖, 此時(shí)可利用施密特觸此時(shí)可利用施密特觸發(fā)器將幅度大于發(fā)器將幅度大于VT+的脈沖選出。的脈沖選出。 由于施密特電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換過由于施密特電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的正反饋?zhàn)饔?，可以把邊沿程中的正反饋?zhàn)饔?，可以把邊沿變化比較緩慢的周期性信號(hào)變換變化比較緩慢的周期性信號(hào)變換成邊沿很陡的矩形脈沖信號(hào)成邊沿很陡的矩形脈沖信號(hào) 。西安工程大學(xué)三、用于脈沖整形三、用于脈沖整形 傳輸線上電容較大時(shí)，使傳輸線上電容較大時(shí)，使波形的上升和下降沿明顯變壞。波形的上升和下降沿明顯變壞。 傳輸線較長(zhǎng)且接收端阻抗與傳輸線較長(zhǎng)且接收端阻抗與傳輸線阻抗不匹配時(shí)，在波形的傳輸線阻抗不匹配時(shí)，在波形的上升和下降沿產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象。上升

18、和下降沿產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象。 其他脈沖信號(hào)通過導(dǎo)線間的其他脈沖信號(hào)通過導(dǎo)線間的分布電容或公共電源線疊加到矩分布電容或公共電源線疊加到矩形脈沖信號(hào)上時(shí)，信號(hào)將出現(xiàn)附形脈沖信號(hào)上時(shí)，信號(hào)將出現(xiàn)附加的噪聲。加的噪聲。西安工程大學(xué)特點(diǎn)：特點(diǎn)：有一個(gè)有一個(gè)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)。在外界觸發(fā)信號(hào)作用下，能從在外界觸發(fā)信號(hào)作用下，能從穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)，在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時(shí)間，在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時(shí)間tw后后自動(dòng)自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)，返回穩(wěn)態(tài)，并在輸出端產(chǎn)生一個(gè)寬度為并在輸出端產(chǎn)生一個(gè)寬度為tw的矩形脈沖。的矩形脈沖。暫穩(wěn)態(tài)維持的時(shí)間長(zhǎng)短取決于電路內(nèi)部參數(shù)，而與觸發(fā)脈沖的寬度和暫穩(wěn)態(tài)維持的時(shí)間長(zhǎng)短取決于電路內(nèi)部參數(shù)

19、，而與觸發(fā)脈沖的寬度和幅度無(wú)關(guān)。幅度無(wú)關(guān)?？蓮V泛應(yīng)用于脈沖整形、延時(shí)以及定時(shí)電路。可廣泛應(yīng)用于脈沖整形、延時(shí)以及定時(shí)電路。10.3.1 用門電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用門電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一、積分型一、積分型G1和和G2為為TTL門門1、原理分析、原理分析10.5.3 555定時(shí)器接成單穩(wěn)定時(shí)器接成單穩(wěn)10.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器西安工程大學(xué)該電路為正脈沖觸發(fā)，另外該電路為正脈沖觸發(fā)，另外R阻值不能過大，以保證阻值不能過大，以保證 vO1為為低電平時(shí)低電平時(shí)vA在在VTH以下。以下。* 穩(wěn)態(tài)下：穩(wěn)態(tài)下：vI=0（低電平），（低電平），vO=1（高電平），（高電平），vA=vO1=1，C上

20、存有電荷。上存有電荷。 G1、G2均截止均截止* vI 后，后，vO1跳變?yōu)榈碗娖?。跳變?yōu)榈碗娖?。C上電壓不能突變，使上電壓不能突變，使vA仍在仍在VTH以以上，上，G2兩輸入端電壓均高于兩輸入端電壓均高于VTH，使，使vO=0，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，C開始放電。開始放電。 G1、G2均導(dǎo)通均導(dǎo)通* C放電使放電使vA下降，當(dāng)下降，當(dāng)C放電至放電至vA=VTH后，后，使使vO=1。此時(shí)，只要。此時(shí)，只要vI 是高電平，是高電平，vO1就就為低電平。為低電平。 C繼續(xù)放電。繼續(xù)放電。待待vI ，vO1 重新變成高電平，并向重新變成高電平，并向C充電。充電。經(jīng)過恢復(fù)時(shí)間經(jīng)過恢復(fù)時(shí)間tre

21、以后，使以后，使vA恢復(fù)高電平，恢復(fù)高電平，電路返回穩(wěn)態(tài)。電路返回穩(wěn)態(tài)。西安工程大學(xué)2. 性能參數(shù)計(jì)算性能參數(shù)計(jì)算輸出脈寬：輸出脈寬：reTRdOre)(53(tttCRRt THOHCCCCwln)()()0()(lnVVRCtvvvvRCt 的的時(shí)時(shí)間間。放放電電至至從從時(shí)時(shí)間間）等等于于輸輸出出脈脈沖沖寬寬度度（THOHCAO0VVvvv 恢復(fù)時(shí)間恢復(fù)時(shí)間分辨時(shí)間分辨時(shí)間西安工程大學(xué)二、微分型二、微分型 G1和和G2為為CMOS門門1. 原理分析原理分析DDTHOLDDOH210VV,V,VV GG 1)(0 100 21DDO1ODDI2dI導(dǎo)通；導(dǎo)通；截止，截止，上無(wú)電荷。上無(wú)電荷。

22、故故穩(wěn)態(tài)下：穩(wěn)態(tài)下：C,Vv,v,Vv ,v ,v OI2O1dIvvvv,v時(shí)時(shí)：而而對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)正正的的尖尖脈脈沖沖到到來(lái)來(lái)沖沖，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變?yōu)闉橐灰幌迪盗辛姓?fù)負(fù)尖尖脈脈微微分分電電路路將將輸輸入入矩矩形形波波加加觸觸發(fā)發(fā)信信號(hào)號(hào)西安工程大學(xué)導(dǎo)導(dǎo)通通）截截止止，（促促使使電電路路迅迅速速返返回回穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)又又引引起起正正反反饋饋時(shí)時(shí)充充電電至至21O1OO1OI2I2THI2GG 10 v ,vvvvv ,Vv 這時(shí)，這時(shí)，vd雖回到低電平，雖回到低電平， vO的高電平仍將維持的高電平仍將維持（因正（因正反饋回路形成）反饋回路形成）。保證電容。保證電容C繼續(xù)充電。繼續(xù)充電。 VDD+vCVOL=

23、0VOH =VDD+-v C與脈沖寬度無(wú)關(guān)與脈沖寬度無(wú)關(guān)+-導(dǎo)通；導(dǎo)通；截止，截止，開始充電。開始充電。電路迅速進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)電路迅速進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)12O1OGG 0 1 C,v,v 正反饋回路正反饋回路C放電至電壓為放電至電壓為0，穩(wěn)態(tài)建立。，穩(wěn)態(tài)建立。西安工程大學(xué) 2ln0ln)()0()(ln THDDDDCCCCwRCVVVRCtv)vvvRCt rewdONOND1re )53()(53( tttCRCRr/Rt +VOH =VDD-v C- +2、性能參數(shù)計(jì)算、性能參數(shù)計(jì)算輸出輸出脈寬脈寬輸出脈沖寬度（輸出脈沖寬度（vO=1期間）等于期間）等于vC=vI2從從0充電至充電至VTH的時(shí)間。的

24、時(shí)間。西安工程大學(xué)* *微分型與積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的比較微分型與積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的比較1、積分型比微、積分型比微分型單穩(wěn)抗干擾分型單穩(wěn)抗干擾能力強(qiáng)。能力強(qiáng)。 2、積分型單穩(wěn)、積分型單穩(wěn)輸出波形的邊沿輸出波形的邊沿比較差（因?yàn)殡姳容^差（因?yàn)殡娐窢顟B(tài)轉(zhuǎn)換中無(wú)路狀態(tài)轉(zhuǎn)換中無(wú)正反饋?zhàn)饔谜答佔(zhàn)饔?。西安工程大學(xué)* *微分型與積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的比較微分型與積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的比較 否則，暫穩(wěn)態(tài)的結(jié)否則，暫穩(wěn)態(tài)的結(jié)束將不由束將不由 RC 放電放電決定，而是受觸發(fā)決定，而是受觸發(fā)脈脈 沖控制，不符合沖控制，不符合單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作特性。作特性。3、積分型單穩(wěn)必須在、積分型單穩(wěn)必須在觸發(fā)脈

25、沖寬度大于輸出觸發(fā)脈沖寬度大于輸出脈沖寬度時(shí)方能正常工脈沖寬度時(shí)方能正常工作；作； 微分型單穩(wěn)可用窄微分型單穩(wěn)可用窄脈沖觸發(fā)也可在脈沖觸發(fā)也可在vd的脈的脈寬大于輸出脈寬時(shí)電路寬大于輸出脈寬時(shí)電路仍工作，但輸出脈沖下仍工作，但輸出脈沖下降沿較差。降沿較差。vO在返回低電平過在返回低電平過程中程中(對(duì)應(yīng)電容充電對(duì)應(yīng)電容充電至閾值后），將不至閾值后），將不伴隨有正反饋過程伴隨有正反饋過程的發(fā)生。的發(fā)生。因?yàn)榇藭r(shí)因?yàn)榇藭r(shí)G1門受門受vI控制而關(guān)控制而關(guān)閉，導(dǎo)致正反饋無(wú)閉，導(dǎo)致正反饋無(wú)法形成。法形成。西安工程大學(xué)三、施密特觸發(fā)器構(gòu)成的單穩(wěn)三、施密特觸發(fā)器構(gòu)成的單穩(wěn) 圖為用圖為用CMOS集成施密特觸發(fā)集

26、成施密特觸發(fā)器組成的單穩(wěn)，器組成的單穩(wěn)，電路利用輸入脈沖電路利用輸入脈沖的上升沿觸發(fā)。的上升沿觸發(fā)。上無(wú)電荷。上無(wú)電荷。，穩(wěn)態(tài)下：穩(wěn)態(tài)下：CVVvvv*DDOHOAI0 0 0 OLOTDDDDADDI，進(jìn)進(jìn)入入暫暫穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換為為，電電路路，由由于于，輸輸入入端端加加正正脈脈沖沖時(shí)時(shí)： VvVVVvVv*。電電路路狀狀態(tài)態(tài)再再次次改改變變，的的充充電電：隨隨著著電電容容 OHOTAVvVvC* TDDTDDWTRRDDRTRln00ln )( 0)(0( VVRCVVRCtVtvvV)vVvRC*可可得得輸輸出出脈脈寬寬為為：代代入入公公式式，將將所所經(jīng)經(jīng)過過的的時(shí)時(shí)間間從從起起始始值

27、值下下降降到到電電阻阻上上的的壓壓降降微微分分電電路路中中輸輸出出脈脈沖沖寬寬度度取取決決于于西安工程大學(xué)10.3.2 集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)與工作原理電路結(jié)構(gòu)與工作原理 (TTL集成單穩(wěn)集成單穩(wěn)74121)微分型單穩(wěn)微分型單穩(wěn)控制附加電路控制附加電路輸出緩沖電路輸出緩沖電路外接外接RC外接外接C觸發(fā)輸入端觸發(fā)輸入端西安工程大學(xué)74121功能表功能表西安工程大學(xué)74121功能表功能表 邏輯功能表邏輯功能表說明說明不可觸發(fā)，保持穩(wěn)態(tài)不變。不可觸發(fā)，保持穩(wěn)態(tài)不變。A1、A2中有一個(gè)或兩個(gè)為低電平，中有一個(gè)或兩個(gè)為低電平，在在B端輸入端輸入上升沿上升沿時(shí)電路被觸發(fā)時(shí)電路被觸發(fā)。三輸

28、入端三輸入端中有一個(gè)或兩個(gè)為高電中有一個(gè)或兩個(gè)為高電平平（保證（保證B=1），輸入端有一個(gè)，輸入端有一個(gè)或兩個(gè)或兩個(gè)下降沿下降沿時(shí)電路被觸發(fā)時(shí)電路被觸發(fā)。西安工程大學(xué)可重復(fù)觸發(fā)？可重復(fù)觸發(fā)？不可重復(fù)觸發(fā)？不可重復(fù)觸發(fā)？ms200ns20:F1010pF: k302:690 2ln wextextextextextextwtCRCR.CRt則則 使用外接電阻使用外接電阻Rext 和電容和電容Cext使用內(nèi)部電阻使用內(nèi)部電阻Rint和外接電容和外接電容Cext 西安工程大學(xué)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作波形單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作波形74121屬于屬于不可重復(fù)觸發(fā)型的單穩(wěn)不可重復(fù)觸發(fā)型的單穩(wěn)在暫穩(wěn)態(tài)未在暫穩(wěn)態(tài)未結(jié)束

29、時(shí)，由結(jié)束時(shí)，由于于vO1此時(shí)仍此時(shí)仍處于低電平，處于低電平，若再觸發(fā)若再觸發(fā)vO1還是低電平，還是低電平，故不可能影故不可能影響響暫穩(wěn)態(tài)的暫穩(wěn)態(tài)的進(jìn)程，電容進(jìn)程，電容C 將繼續(xù)充將繼續(xù)充電，直至電，直至vI2達(dá)到閾值，達(dá)到閾值，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，電路才可能電路才可能接受下一個(gè)接受下一個(gè)觸發(fā)脈沖。觸發(fā)脈沖。？西安工程大學(xué)10.3.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用（以下實(shí)例對(duì)應(yīng)（以下實(shí)例對(duì)應(yīng)555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器） 一、用于脈沖整形一、用于脈沖整形 利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在觸發(fā)信號(hào)作用下由穩(wěn)態(tài)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在觸發(fā)信號(hào)作用下由穩(wěn)態(tài)進(jìn)

30、入暫穩(wěn)態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)一定時(shí)間后自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)的特點(diǎn)，可將單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用于脈沖整形、定時(shí)一定時(shí)間后自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)的特點(diǎn)，可將單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用于脈沖整形、定時(shí)、延時(shí)等場(chǎng)合。、延時(shí)等場(chǎng)合。 如圖所示例子中如圖所示例子中，將波形不規(guī)則的，將波形不規(guī)則的vI加到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電加到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路的輸入端，可在輸路的輸入端，可在輸出端得到一個(gè)規(guī)則的出端得到一個(gè)規(guī)則的脈沖信號(hào)脈沖信號(hào)vo，輸出脈，輸出脈沖寬度即為暫穩(wěn)態(tài)持沖寬度即為暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間，主要取決于續(xù)時(shí)間，主要取決于充、放電元件充、放電元件R和和C。西安工程大學(xué)二、用于定時(shí)二、用于定時(shí)利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器脈沖寬度取決于利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器脈沖寬度取決于電路元件電路

31、元件R和和C，且輸出脈沖寬度一定，且輸出脈沖寬度一定的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)電路定時(shí)。如圖所的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)電路定時(shí)。如圖所示是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成的定時(shí)電路和示是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成的定時(shí)電路和其相應(yīng)的工作波形。其相應(yīng)的工作波形。vC是與門是與門G開通開通與否的控制信號(hào)。當(dāng)與否的控制信號(hào)。當(dāng)vC開通，信號(hào)開通，信號(hào)vB通過與門通過與門G輸入；當(dāng)輸入；當(dāng)vC為低電平時(shí)，為低電平時(shí)，與門與門G關(guān)閉，關(guān)閉，vB不能輸出。通過計(jì)算不能輸出。通過計(jì)算在在tw時(shí)間內(nèi)與門輸出脈沖的個(gè)數(shù)可得時(shí)間內(nèi)與門輸出脈沖的個(gè)數(shù)可得到定時(shí)時(shí)間。到定時(shí)時(shí)間。西安工程大學(xué)三、用于脈沖延時(shí)三、用于脈沖延時(shí)在數(shù)字系統(tǒng)中，有時(shí)要在數(shù)字系統(tǒng)中，有時(shí)

32、要求將某個(gè)脈沖寬度為求將某個(gè)脈沖寬度為t0的的信號(hào)延遲一段時(shí)間信號(hào)延遲一段時(shí)間t1后再后再輸出。利用兩個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸輸出。利用兩個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以很方便的實(shí)現(xiàn)這發(fā)器可以很方便的實(shí)現(xiàn)這種脈沖延時(shí)，其電路圖和種脈沖延時(shí)，其電路圖和波形圖如圖所示。從波形波形圖如圖所示。從波形可以看出，第二級(jí)單穩(wěn)態(tài)可以看出，第二級(jí)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出信號(hào)觸發(fā)器輸出信號(hào)vB的下降的下降沿相對(duì)輸入信號(hào)沿相對(duì)輸入信號(hào)vI的上升的上升沿延遲了沿延遲了tw1時(shí)間。圖中時(shí)間。圖中 t1=tw11.1R1C1 t0=tw21.1R2C2 西安工程大學(xué)10.4 多諧振蕩器多諧振蕩器（自激振蕩，不需要外加觸發(fā)信號(hào)）（自激振蕩，不需要外加觸發(fā)信

33、號(hào)）10.4.1 對(duì)稱式多諧振蕩器對(duì)稱式多諧振蕩器一、工作原理（一、工作原理（TTL）(1)靜態(tài)（未振蕩）靜態(tài)（未振蕩） 為產(chǎn)生自激振蕩，電路不能有為產(chǎn)生自激振蕩，電路不能有穩(wěn)定狀態(tài)，即在靜態(tài)時(shí)應(yīng)該是不穩(wěn)穩(wěn)定狀態(tài)，即在靜態(tài)時(shí)應(yīng)該是不穩(wěn)定的。定的。工作位置工作位置1 IO vvAvOF111BECCF11F1IIO)(vRRRVVRRRvvv 的的關(guān)關(guān)系系為為與與1F1IOIO1 RRRvvvv 率率為為之之間間是是線線性性關(guān)關(guān)系系，其其斜斜與與對(duì)對(duì) 74 系列的門電路系列的門電路而言，而言，RF1的阻值在的阻值在0.51.9k之間之間)(BECCF11F1IVVRRRv 西安工程大學(xué)電路進(jìn)入第

34、一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，電路進(jìn)入第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，C1開始充電，開始充電，C2開始放電。開始放電。 O2I2O1I11I 2vvvvv則則有有：，有有微微小小的的）由由于于“擾擾動(dòng)動(dòng)”使使（)( BEOHCCF21F2OHE1F211E1VVVRRRVVR/RRC 充充電電回回路路：C1充電，使充電，使vI2上升；上升；C2放電，使放電，使vI1 (=VOH+vC2)下降。下降。X +C1充電充電C2放電放電+使使vO1迅速跳變?yōu)榈碗娖?，迅速跳變?yōu)榈碗娖剑鴙O2迅速跳變?yōu)楦唠娖?。迅速跳變?yōu)楦唠娖?。G1導(dǎo)通導(dǎo)通,G2截止；截止；西安工程大學(xué)C2充電充電C1放電放電 O1I1O2I2THI21 3vvvv,V

35、vC：引引起起正正反反饋饋至至充充電電速速度度快快，首首先先使使）（使使vO1迅速跳變?yōu)楦唠娖?，迅速跳變?yōu)楦唠娖剑鴙O2迅速跳變?yōu)榈碗娖?。迅速跳變?yōu)榈碗娖健2導(dǎo)通導(dǎo)通,G1截止；截止；電路進(jìn)入第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，電路進(jìn)入第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，C1開始放電，開始放電，C2開始充電。開始充電。)( BEOHCCF11F1OHE2F11E22VVVRRRVVR/RRC 充充電電回回路路：C2充電，使充電，使vI1上升；上升；C1放電，使放電，使vI2 (=VOH+vC1)下降。下降。+西安工程大學(xué)三、振蕩頻率計(jì)算三、振蕩頻率計(jì)算的的時(shí)時(shí)間間充充電電至至的的時(shí)時(shí)間間充充電電至至周周期期 THI2THI1VvV

36、vT THEIKEEln2VVVVCRT 二、電壓波形二、電壓波形 受輸入端反向鉗位二極管的影響，受輸入端反向鉗位二極管的影響， vI1或或 vI2在產(chǎn)生負(fù)跳變時(shí)，只能下跳在產(chǎn)生負(fù)跳變時(shí)，只能下跳至輸入端負(fù)的鉗位電壓至輸入端負(fù)的鉗位電壓VIK。F21EF21F2OHBECCOHE)(R/RRRRRVVVVV 設(shè)設(shè) VOL0，vC1vI2，所以所以 vC1(0)=VIK，vC1()=VE1，轉(zhuǎn)換電壓轉(zhuǎn)換電壓VTH。西安工程大學(xué) 如果如果G1、G2為為74LS系列反相器，取系列反相器，取VOH=3.4V，VIK=-1V，VTH=1.1V，且，且RFR1，有，有VEVOH，RERF。則上式可化簡(jiǎn)為。

37、則上式可化簡(jiǎn)為: 31ln2 FTHOHIKOHFCR.VVVVCRT 10.4.2 非對(duì)稱式多諧振蕩器非對(duì)稱式多諧振蕩器 對(duì)稱式多諧振蕩器還可進(jìn)一步對(duì)稱式多諧振蕩器還可進(jìn)一步簡(jiǎn)化。只要靜態(tài)時(shí)簡(jiǎn)化。只要靜態(tài)時(shí)G1工作在電壓傳工作在電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)，輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)，G2即可得到一個(gè)即可得到一個(gè)介于高、低電平之間的靜態(tài)偏置電介于高、低電平之間的靜態(tài)偏置電壓，從而使壓，從而使G2的靜態(tài)工作點(diǎn)也處于的靜態(tài)工作點(diǎn)也處于電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)。因此，可電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)。因此，可以把以把C1和和RF2去掉。去掉。THEIKEEln2VVVVCRT 西安工程大學(xué) 利用閉合回路的延時(shí)負(fù)反饋產(chǎn)生自激振蕩利用

38、閉合回路的延時(shí)負(fù)反饋產(chǎn)生自激振蕩一、最簡(jiǎn)單的環(huán)形振蕩器一、最簡(jiǎn)單的環(huán)形振蕩器 （將奇數(shù)個(gè)反相器首尾相接構(gòu)成將奇數(shù)個(gè)反相器首尾相接構(gòu)成） I1OI3I2I1 vvvvv10.4.3 環(huán)形振蕩器環(huán)形振蕩器 電路無(wú)穩(wěn)定狀態(tài)，因?yàn)殪o態(tài)下任何一個(gè)反相器的輸電路無(wú)穩(wěn)定狀態(tài)，因?yàn)殪o態(tài)下任何一個(gè)反相器的輸入、輸出都不可能穩(wěn)定在高電平或低電平，而只能處于高、入、輸出都不可能穩(wěn)定在高電平或低電平，而只能處于高、低電平之間，即處于放大狀態(tài)。低電平之間，即處于放大狀態(tài)。西安工程大學(xué)環(huán)形振蕩器環(huán)形振蕩器的工作波形的工作波形 門電路傳輸延門電路傳輸延遲時(shí)間極短，要獲遲時(shí)間極短，要獲得振蕩頻率稍低一得振蕩頻率稍低一些的脈沖

39、信號(hào)很困些的脈沖信號(hào)很困難，且頻率不易調(diào)難，且頻率不易調(diào)節(jié)。節(jié)。 可見，將任何大于、等于可見，將任何大于、等于3的奇數(shù)個(gè)反相器首的奇數(shù)個(gè)反相器首尾相接構(gòu)成環(huán)形電路，都能產(chǎn)生自激振蕩，而且振尾相接構(gòu)成環(huán)形電路，都能產(chǎn)生自激振蕩，而且振蕩周期為蕩周期為 T=2ntpd西安工程大學(xué)10.4.4 用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器 TTTDDTDDTTTDDTDD21OLDDOHln lnln0CMOSVVVVVVRCVVRCVVVVRCTTTV,VV則則有有：施施密密特特觸觸發(fā)發(fā)器器，且且若若使使用用 利用施密特觸發(fā)器電壓傳輸特性的滯回性，使電路的輸入電壓在利用施密特觸發(fā)器

40、電壓傳輸特性的滯回性，使電路的輸入電壓在VT+與與VT-之間往復(fù)變化，則在輸出端即可得到矩形脈沖。之間往復(fù)變化，則在輸出端即可得到矩形脈沖。vC=01+vC=VT+0vC=VT-1西安工程大學(xué) TT1TDDTDD221lnln VVCRVVVVCRTTT實(shí)現(xiàn)輸出脈沖的占空比可調(diào)電路實(shí)現(xiàn)輸出脈沖的占空比可調(diào)電路充電充電放電放電 TT1TDDTDD2TDDTDD21lnlnln VVCRVVVVCRVVVVCRTTq（周期）（周期）（高電平持續(xù)時(shí)間）（高電平持續(xù)時(shí)間）占空比：占空比：西安工程大學(xué) 在上述多諧振蕩電路中，由于決定振蕩頻率的主要因素在上述多諧振蕩電路中，由于決定振蕩頻率的主要因素是電路

41、的定時(shí)元件是電路的定時(shí)元件RC以及門電路的閾值電壓以及門電路的閾值電壓VTH。而它們都。而它們都受如下因素的影響，使頻率穩(wěn)定性只有約受如下因素的影響，使頻率穩(wěn)定性只有約10-3或更差?；蚋?。門電路組成的多諧振蕩器的特點(diǎn)：門電路組成的多諧振蕩器的特點(diǎn)： 因此，在對(duì)頻率穩(wěn)定性要求比較高的場(chǎng)合，普遍采用石因此，在對(duì)頻率穩(wěn)定性要求比較高的場(chǎng)合，普遍采用石英晶體振蕩器。英晶體振蕩器。 第一，第一，門電路的閾值電壓門電路的閾值電壓VTH本身就不夠穩(wěn)定，易受電本身就不夠穩(wěn)定，易受電源電壓和溫度變化的影響；源電壓和溫度變化的影響； 第二，這些電路的工作方式易受干擾，造成電路轉(zhuǎn)換時(shí)第二，這些電路的工作方式易受

42、干擾，造成電路轉(zhuǎn)換時(shí)間的提前或滯后；間的提前或滯后； 第三，在電路狀態(tài)臨近轉(zhuǎn)換時(shí)，電容的充、放電已經(jīng)比第三，在電路狀態(tài)臨近轉(zhuǎn)換時(shí)，電容的充、放電已經(jīng)比較緩慢，此時(shí)轉(zhuǎn)換電平的微小變化或輕微的干擾都會(huì)嚴(yán)重影較緩慢，此時(shí)轉(zhuǎn)換電平的微小變化或輕微的干擾都會(huì)嚴(yán)重影響振蕩周期。響振蕩周期。10.4.5 石英晶體多諧振蕩器石英晶體多諧振蕩器西安工程大學(xué)年年美國(guó)卡第提出用石英壓電效應(yīng)調(diào)制電磁振蕩的頻率。美國(guó)卡第提出用石英壓電效應(yīng)調(diào)制電磁振蕩的頻率。 巴黎廣播電臺(tái)首先用嚴(yán)濟(jì)慈制作的石英振蕩片實(shí)現(xiàn)了無(wú)巴黎廣播電臺(tái)首先用嚴(yán)濟(jì)慈制作的石英振蕩片實(shí)現(xiàn)了無(wú)線電播音中的穩(wěn)頻，隨后各國(guó)相繼采用，使無(wú)線廣播振蕩電線電播音中的穩(wěn)

43、頻，隨后各國(guó)相繼采用，使無(wú)線廣播振蕩電磁回路穩(wěn)頻成為壓電晶體的最重要應(yīng)用之一。磁回路穩(wěn)頻成為壓電晶體的最重要應(yīng)用之一。西安工程大學(xué)石英晶體的基本特性石英晶體的基本特性石英晶體振蕩器是將切成薄片的石英晶體置于兩平板之間石英晶體振蕩器是將切成薄片的石英晶體置于兩平板之間構(gòu)成的。構(gòu)成的。 石英晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度能達(dá)到石英晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度能達(dá)到10-510-8。高質(zhì)量石。高質(zhì)量石英晶體振蕩器英晶體振蕩器(其晶片置于恒溫盒內(nèi)其晶片置于恒溫盒內(nèi) )，頻率穩(wěn)定度可達(dá)，頻率穩(wěn)定度可達(dá)10-11。石英晶體多諧振蕩器的振蕩頻石英晶體多諧振蕩器的振蕩頻率取決于石英晶體的固有諧振頻率取決于石英晶體的固有諧振

44、頻率率f0，而與外接電阻、電容無(wú)關(guān)。，而與外接電阻、電容無(wú)關(guān)。固有諧振頻率由石英晶體的結(jié)晶固有諧振頻率由石英晶體的結(jié)晶方向和外形尺寸決定。所以，頻方向和外形尺寸決定。所以，頻率穩(wěn)定度極高。率穩(wěn)定度極高。 諧振頻率為諧振頻率為石英晶體石英晶體 的串聯(lián)諧振頻率的串聯(lián)諧振頻率f0西安工程大學(xué)一、電路結(jié)構(gòu)一、電路結(jié)構(gòu)（CB555）電阻分壓器電阻分壓器(35k)電壓比較器（電壓比較器（C1,C2）觸發(fā)器（觸發(fā)器（G1,G2）輸出緩沖器（輸出緩沖器（G3,G4）OC輸出的三極管（輸出的三極管（TD）10.5 555定時(shí)器及其應(yīng)用定時(shí)器及其應(yīng)用10.5.1 555定時(shí)器定時(shí)器 555定時(shí)器是一個(gè)中規(guī)模定時(shí)器

45、是一個(gè)中規(guī)模 數(shù)數(shù)/?；旌霞呻娐?，目前在儀器、?；旌霞呻娐罚壳霸趦x器、儀表和自動(dòng)化控制裝置中應(yīng)用很廣。儀表和自動(dòng)化控制裝置中應(yīng)用很廣。 它可以組成定時(shí)、延時(shí)和脈它可以組成定時(shí)、延時(shí)和脈沖調(diào)制等各種電路。沖調(diào)制等各種電路。西安工程大學(xué)接地端，正電源端，復(fù)位端，閾值端，觸發(fā)端，接地端，正電源端，復(fù)位端，閾值端，觸發(fā)端，泄放輸出端，輸出端，控制電壓輸入端。泄放輸出端，輸出端，控制電壓輸入端。8個(gè)引出端：個(gè)引出端：西安工程大學(xué)當(dāng)當(dāng)vOD 端經(jīng)電阻（足夠大）接到電源上，則端經(jīng)電阻（足夠大）接到電源上，則vOD 將與將與vO有相同有相同的高低電平。的高低電平。功能表（輸出與輸入的關(guān)系）功能表（輸出與

46、輸入的關(guān)系）0110TD導(dǎo)通導(dǎo)通100TD截止截止1西安工程大學(xué)555集成定時(shí)器的工作原理集成定時(shí)器的工作原理時(shí)時(shí)、當(dāng)當(dāng) aR2I2R1I1VvVv. vO輸出低電平。輸出低電平。比較器比較器C1輸出為輸出為 0，C2為為 1；SR鎖存器被置鎖存器被置 0；晶體管晶體管TD導(dǎo)通導(dǎo)通;vO 輸出維持不變。輸出維持不變。C1輸出為輸出為 1，C2 輸出為輸出為 1;SR鎖存器保持鎖存器保持;晶體管晶體管TD維持不變維持不變;時(shí)時(shí)、當(dāng)當(dāng) bR2I2R1I1VvVv. 西安工程大學(xué)時(shí)時(shí)、當(dāng)當(dāng) cR2I2R1I1VvVv. vO輸出高電平。輸出高電平。比較器比較器C1輸出為輸出為 1，C2為為 0；SR

47、鎖存器被置鎖存器被置 1；晶體管晶體管TD截止截止;時(shí)時(shí)、當(dāng)當(dāng) dR2I2R1I1VvVv. vO輸出高電平。輸出高電平。比較器比較器C1輸出為輸出為 0，C2為為 0；晶體管晶體管TD截止截止;；鎖存器處于鎖存器處于1 QQSR10.2施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器西安工程大學(xué)10.5.2 用用555定時(shí)器接成施密特觸發(fā)器定時(shí)器接成施密特觸發(fā)器 工作原理工作原理 a. vI從從0開始升高，當(dāng)開始升高，當(dāng)vI (1/3)VCC時(shí)時(shí), vO=VOH;b. (1/3)VCC vI (2/3)VCC時(shí)，輸出時(shí)，輸出vO不變，仍為高電平；不變，仍為高電平；c. 當(dāng)當(dāng)vI增大到略大于增大到略大于(2/3)VC

48、C時(shí)，電路輸出時(shí)，電路輸出vO變?yōu)榈碗娖阶優(yōu)榈碗娖? vO=VOL;西安工程大學(xué)？值值使使電電路路狀狀態(tài)態(tài)發(fā)發(fā)生生轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變的的？值值使使電電路路狀狀態(tài)態(tài)發(fā)發(fā)生生轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變的的 TITIV,VV,V體現(xiàn)反相施密特觸發(fā)特性體現(xiàn)反相施密特觸發(fā)特性d. 當(dāng)當(dāng)vI由高于由高于(2/3)VCC值下降，值下降，達(dá)到達(dá)到TH端端(端端)的觸發(fā)電平時(shí)，的觸發(fā)電平時(shí)，即即 (1/3)VCC vI (2/3)VCC，電，電路維持路維持vO=VOL;e. 當(dāng)當(dāng)vI下降到略小于下降到略小于(1/3)VCC時(shí)，時(shí)，輸出輸出vO躍變?yōu)楦唠娖?，躍變?yōu)楦唠娖剑?vO=VOH。 西安工程大學(xué)？值值使使電電路路狀狀態(tài)態(tài)發(fā)發(fā)生生轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變

49、變的的？值值使使電電路路狀狀態(tài)態(tài)發(fā)發(fā)生生轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變的的 TITIV,VV,V COV 當(dāng)當(dāng)VCO外接固定電壓時(shí)外接固定電壓時(shí)10.2.3 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用施密特觸發(fā)器的應(yīng)用西安工程大學(xué)10.5.3 用用555定時(shí)器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器定時(shí)器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 *電路依靠觸發(fā)脈沖的下降沿觸發(fā)，無(wú)信號(hào)時(shí)電路依靠觸發(fā)脈沖的下降沿觸發(fā)，無(wú)信號(hào)時(shí)vI置高電平。置高電平。西安工程大學(xué) 保保持持放放電電導(dǎo)導(dǎo)通通充充電電至至截截止止若若通通電電后后保保持持導(dǎo)導(dǎo)通通若若通通電電后后即即可可，穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)時(shí)時(shí)，無(wú)無(wú)觸觸發(fā)發(fā)信信號(hào)號(hào)：011T0032T10110T0)131(1C2C1DC1CCCDC2C1CDC2CCIQvvCQvVvCQQvvvQvVv。穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)： 001OI v ,Qv工作原理工作原理西安工程大學(xué) 3132 CCICCC）已已經(jīng)經(jīng)回回到到高高于于時(shí)時(shí)（假假定定此此時(shí)時(shí)充充至至當(dāng)當(dāng)VvVv 0 11 0T0010 C2C1DOC2C1保保持持，開開始始放放電電至至導(dǎo)導(dǎo)通通）（QvvC,vQvv （暫暫穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)）開開始始充充電電截截止