波形產(chǎn)生和變換課件

1概述（名詞）波形產(chǎn)生電路：無需外加輸入信號便能自動產(chǎn)生各種周期性的波形的電路（也稱為振蕩電路）。如正弦波、矩形波、三角波等。波形產(chǎn)生電路分類：正弦波產(chǎn)生電路、非正弦波產(chǎn)生電路兩種。波形變換電路：將某種波形變換成另一種波形的電路，或?qū)δ撤N波形進(jìn)行整形的電路。正弦波振蕩電路：將直流電能轉(zhuǎn)換成頻率和幅值一定的正弦交流信號的電路。它是一種正反饋電路。振蕩電路組成：由放大、反饋、選頻、穩(wěn)幅環(huán)節(jié)組成。波形產(chǎn)生和變換1概述（名詞）波形產(chǎn)生電路：無需外加輸入信號便能自動產(chǎn)生26.1正弦波振蕩電路主要內(nèi)容正弦波振蕩電路的基本原理

RC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路振蕩電路分析的主要內(nèi)容是：建立振蕩的起振條件保持振蕩的平衡條件振蕩電路的振蕩頻率26.1正弦波振蕩電路主要內(nèi)容正弦波振蕩電路的基本原理31.自激振蕩條件：正反饋放大電路原理圖放大環(huán)節(jié)

正弦波振蕩電路的基本原理可見，凈輸入為++正反饋環(huán)節(jié)∑如果逐漸增大，減小，當(dāng)時(shí)變成自激振蕩電路，如圖所示可見，自激振蕩必須做到自激振蕩的平衡條件為振蕩的平衡條件為：（1）相位平衡條件（2）幅頻平衡條件因?yàn)樗云渲蟹糯蟓h(huán)節(jié)正反饋環(huán)節(jié)自激振蕩電路該條件是必要條件，但不是充分條件，在電源接通時(shí)起振的幅值條件應(yīng)為：注意：振蕩電路要產(chǎn)生一種頻率的正弦信號，必須有選頻電路即

31.自激振蕩條件：正反饋放大電路原理圖放大環(huán)節(jié)正弦波振蕩42.振蕩的建立和穩(wěn)定：

正弦波振蕩電路的基本原理自激振蕩電路的起振過程放大環(huán)節(jié)正反饋環(huán)節(jié)自激振蕩電路接通電源→噪聲（擾動）→放大→正反饋→再放大→振幅不斷增大→進(jìn)入非線性區(qū)→使|AF|=1→電路維持穩(wěn)定的等幅振蕩。選頻電路的選頻過程噪聲（擾動）中含有豐富的頻譜成分→選頻電路→將某一頻率的正弦信號挑選出來→使其滿足振蕩條件，而其它頻率成分不滿足振蕩條件→振蕩電路產(chǎn)生單一頻率的正弦波振蕩電路按選頻電路的不同分為：RC振蕩電路、LC振蕩電路、晶體振蕩電路等42.振蕩的建立和穩(wěn)定：正弦波振蕩電路的基本原理自激振蕩電51.電路結(jié)構(gòu)RC正弦波振蕩電路可以證明：當(dāng)時(shí)，且uf與uo同相R、C構(gòu)成串、并聯(lián)選頻電路；Z1、Z2構(gòu)成正反饋；Rf、R1構(gòu)成負(fù)反饋。可見：R1RfAo++-RRCCZ1Z2+-R1RfAo++-Z1Z2+-Z1、Z2、Rf、R1構(gòu)成文氏電橋，故稱文氏電橋正弦波振蕩電路。當(dāng)反饋系數(shù)時(shí)滿足幅值平衡條件該電路滿足相位平衡條件同相輸入比例運(yùn)算電壓放大倍數(shù)為即,當(dāng)A=3,即Rf=2R1時(shí)就能滿足自激振蕩條件考慮到起振條件|AF|>1，一般選取Rf略大于2R1該電路振蕩頻率為:51.電路結(jié)構(gòu)RC正弦波振蕩電路可以證明：當(dāng)62.實(shí)用電路RC正弦波振蕩電路(1)Rf采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻R1RfAo++-RRCCZ1Z2+-接通電源時(shí)Rf>2R1,|AF|>1,負(fù)反饋較弱(A較大);隨振幅不斷加強(qiáng)，Uo增大，Rf的電流增加，溫度升高Rf電阻值下降；Rf減小，負(fù)反饋加強(qiáng)，使A下降,最后穩(wěn)定于|AF|=1,Uo不再增大。t工作原理:（負(fù)溫度系數(shù):溫度升高，阻值減?。?2.實(shí)用電路RC正弦波振蕩電路(1)Rf采用負(fù)溫度系數(shù)的72.實(shí)用電路RC正弦波振蕩電路(2)采用二極管實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅的電路R1Rf1Ao++-RRCCZ1Z2D1D2Rf2圖中Rf=Rf1+Rf2略大于2R1，A>3；起振時(shí)二極管呈現(xiàn)較大電阻，隨U0的增加，二極管逐漸導(dǎo)通，D1、D2、Rf1并聯(lián)等效電阻減小，A自動下降；直到滿足維持等幅振蕩的幅值條件,實(shí)現(xiàn)自動穩(wěn)幅的目的。

D1、D2并聯(lián)目的：使正弦波正負(fù)半周波形對稱。RC構(gòu)成的振蕩電路振蕩頻率通常在200KHZ以下；如需高頻正弦信號，常用LC正弦波振蕩電路。工作原理:72.實(shí)用電路RC正弦波振蕩電路(2)采用二極管實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅的81.電容三點(diǎn)式振蕩電路LC正弦波振蕩電路振蕩頻率為：交流通路CE1uoRB2原理:電容C1、C2、電感L組成諧振回路，三個(gè)端點(diǎn)1、2、3分別接三極管C、E、B極，故稱為三點(diǎn)式振蕩電路；C2兩端電壓經(jīng)CB引入基極構(gòu)成正反饋；L、C1、C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路,總電流很小；uo與ui反相、uf與uo反相、uf與ui同相,滿足自振的平衡條件；適當(dāng)選擇A、F,使起振時(shí)|AF|>1,起振后|AF|=1。該電路用電容C1、C2調(diào)節(jié)諧振頻率時(shí)不方便，所以，此電路常用于固定諧振頻率的振蕩電路；該電路振蕩頻率可達(dá)100MHZRB1RERCC1C2CC+UCC23123RB1//RB2RCLL++-uiufuoC1C2CB特點(diǎn)：81.電容三點(diǎn)式振蕩電路LC正弦波振蕩電路振蕩頻率為：交流9改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路LC正弦波振蕩電路改進(jìn)型C31uoRB2原理:在電感支路串一容量較小的電容C3,電容C1、C2起分壓和正反饋?zhàn)饔?，振蕩頻率由L和C3決定，即調(diào)節(jié)C3可以改變輸出信號頻率；原電路是共發(fā)射極接法,改進(jìn)電路是共基極接法；由于晶體管共基極接法時(shí)的截止頻率是共射極的(β+1)倍,所以,改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路的振蕩頻率很高,可達(dá)1000MHZ。RB1RERCC1C2CC+UCC23LCBCE1uoRB2RB1RERCC1C2CC+UCC23LCB-+-特點(diǎn)：9改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路LC正弦波振蕩電路改進(jìn)型C31u102.電感三點(diǎn)式振蕩電路LC正弦波振蕩電路振蕩頻率為：交流通路CE1uoRB2電路結(jié)構(gòu):若兩線圈的自感分別為L1和L2,兩個(gè)線圈的互感為M，則兩線圈的總電感為:RECCC+UCC23123RB1//RB2L1C++-uiuoCB調(diào)節(jié)C可以改變振蕩頻率；由于反饋電壓取自電感L2上,它對高次諧波阻抗大,反饋電壓中高次諧波成分大,易產(chǎn)生高次諧波自激振蕩,使毛剌疊加在波形上,易使輸出波形失真。L2L2L1uf特點(diǎn)：TT因此,電感三點(diǎn)式振蕩電路工作頻率不宜太高,常在幾十兆赫以下。102.電感三點(diǎn)式振蕩電路LC正弦波振蕩電路振蕩頻率為：交11三點(diǎn)式LC正弦振蕩電路總結(jié)LC正弦波振蕩電路

幅值平衡條件是通過提供合適的直流通路和選取恰當(dāng)?shù)碾娍箙?shù)來加以滿足。（1）發(fā)射極兩側(cè)支路的電抗應(yīng)為同一性質(zhì)（均為電感或均為電容）（2）基極與集電極之間支路的電抗與發(fā)射極兩側(cè)電抗性質(zhì)不同。相位平衡條件的滿足必須遵循以下原則：

另外,振蕩頻率不僅與C和L有關(guān),也與晶體管參數(shù)有關(guān)。由于晶體管參數(shù)受溫度的影響而變化,所發(fā)LC三點(diǎn)式振蕩電路頻率不穩(wěn)定。如果要求頻率穩(wěn)定,常用石英晶體振蕩電路。123RB1//RB2C++-uiuoL2L1ufT123RB1//RB2RCL++-uiufuoC1C211三點(diǎn)式LC正弦振蕩電路總結(jié)LC正弦波振蕩電路幅值126.2多諧振蕩器主要內(nèi)容用集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器用555集成定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器多諧振蕩器：一種能直接產(chǎn)生方波或矩形波的自激振蕩器126.2多諧振蕩器主要內(nèi)容用集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器13

用集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器在滯回比較器上引入了具有延遲特性的RC負(fù)反饋支路構(gòu)成。電路及波形如圖A0+-+uCuoCR0±UZ+-u-DZR1R2Ru+設(shè)：電源接通瞬間uC=0,運(yùn)放處于正飽和

此時(shí)C充電,uC=u-,按指數(shù)曲線上升,當(dāng)u-升到略大于u+H時(shí),運(yùn)放輸出變?yōu)樨?fù)飽和,則

此時(shí)C放電,uC=u-,按指數(shù)曲線降低,當(dāng)u-降到略小于u+L時(shí),運(yùn)放輸出變?yōu)檎柡?。以后重?fù)形成振蕩,輸出矩形波。圖中，T1是uC從u+L上升到u+H的時(shí)間，T2是uC從u+H下降到u+L的時(shí)間。tuo0u+Hu+LT1T2T工作原理uC則同向輸入端電壓為：t0t1t2矩形波周期為：UZ-UZ13用集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器在滯回比較器上引入了具14

用集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器A0+-+uCuoCR0±UZ+-u-DZR1R2Ru+在t0≤t≤t1時(shí)電容電壓為（用三要素法）當(dāng)取R2＝1.16R1時(shí),矩形波頻率近似為tuo0u+Hu+LT1T2T振蕩頻率分析uC當(dāng)t=t1時(shí)，有：t0t1t2解得：在t1≤t≤t2時(shí)當(dāng)t=t2時(shí)：解得：UZ-UZ矩形波頻率：故14用集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器A0+-+uCuoCR0±U15

用集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器占空比可調(diào)的多諧振蕩器A0+-+RuoCR0±UZu-DZR1R2D1u+占空比：矩形波高電平的時(shí)間T1與周期T之比的百分?jǐn)?shù)，稱為矩形波的占空比。即圖示電路中,通過調(diào)節(jié)RP,利用二極管的單向?qū)щ娦?使充放電時(shí)間常數(shù)不相等,實(shí)現(xiàn)輸出波形占空比可調(diào)。調(diào)節(jié)RP矩形波周期不變。集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器,常用于10KHZ以下的低頻率振蕩電路中。D2RP1RP2Rptuo0u+Hu+LT1T2T工作原理uC充電時(shí)放電時(shí)15用集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器占空比可調(diào)的多諧振蕩器A0+16

用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器石英晶體：是利用石英晶體的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件。壓電效應(yīng)：若在石英晶體的兩個(gè)電極上加一電壓,晶體就會產(chǎn)生機(jī)械變形；若在晶體的兩側(cè)加機(jī)械壓力或拉力,則晶體會在相應(yīng)的方向上產(chǎn)生電場?？梢姡喝粼谑⒕w的兩極加交變電壓,晶體就會產(chǎn)生機(jī)械振動；而機(jī)械振動又會產(chǎn)生交變電壓。壓電諧振：外加交變電壓的頻率為某一特定值時(shí),晶體振幅達(dá)最大,這時(shí)稱為壓電諧振。這時(shí)的頻率稱為石英晶體的固有諧振頻率。晶體的固有諧振頻率：取決于晶體的切割方式、尺寸結(jié)構(gòu)：將二氧化硅（SiO2）結(jié)晶體按一定方向切割成很薄的晶片,表面拋光后涂敷銀層,封裝后引出管腳即成。如圖晶片管腳敷銀層16用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器石英晶體：是利用石英晶體的壓時(shí)TN、OUT不定，禁用構(gòu)成：555構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；占空比：矩形波高電平的時(shí)間T1與周期T之比的百分?jǐn)?shù)，稱為矩形波的占空比。時(shí)TN截止，D端不通（阻斷）,OUT=1C2與JT構(gòu)成正反饋(選頻)支路正弦波振蕩電路的基本原理C是晶體振動時(shí)的等效動態(tài)電容（10-4～10-1pF）；總之,電源接通,輸出一定是低電平的穩(wěn)態(tài)。暫態(tài)(即加熱)時(shí)間由RP、C1決定，為td=1.可見，自激振蕩必須做到L、C1、C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路,總電流很??；晶體的品質(zhì)因數(shù)Q很大,可達(dá)104～106，為即,當(dāng)A=3,即Rf=2R1時(shí)就能滿足自激振蕩條件圖中Rf=Rf1+Rf2略大于2R1，A>3；用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器當(dāng)反饋系數(shù)時(shí)滿足幅值平衡條件TN、OUT保持不變（原狀態(tài)）。該電路滿足相位平衡條件在滯回比較器上引入了具有延遲特性的RC負(fù)反饋支路構(gòu)成?；騿畏€(wěn)態(tài)電路(P258圖。17

用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器石英晶體符號和等效電路及電抗頻率特性曲線：CO為晶體不振時(shí)的靜態(tài)電容（幾至幾十皮法）；L是晶體振動時(shí)的動態(tài)電感（幾十至幾百毫亨）；C是晶體振動時(shí)的等效動態(tài)電容（10-4～10-1pF）；R是晶體振動時(shí)的內(nèi)部摩擦損耗電阻（100Ω左右）。JT0CLRfCofsfpX感性容性容性符號等效電路電抗頻率特性晶體的品質(zhì)因數(shù)Q很大,可達(dá)104～106，為石英晶體有兩個(gè)諧振頻率,一是LCR支路的串聯(lián)諧振頻率fs,一個(gè)是LCR支路與電容Co的并聯(lián)諧振頻率fp，實(shí)際fs和fp很接近。當(dāng)f<fs，f>fp時(shí)呈容性；當(dāng)f=fs時(shí)，X=0,呈電阻性；當(dāng)fs<f<fp時(shí)，呈感性。因?yàn)樗詴r(shí)TN、OUT不定，禁用17用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器石英18

用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器1.串聯(lián)型石英晶體多諧振蕩電路R1、R2是偏置電阻；C1、C2為耦合電容R1R2C1C2JTuo2uo1ui2uoG2G1G3111工作原理：正反饋起振過程：晶體的選頻過程：反饋支路中的石英晶體,對反饋信號中頻率等于串聯(lián)諧振頻率fs的信號阻抗最小,且呈電阻性,而對其它頻率的信號呈現(xiàn)高阻抗被衰減。因此電路產(chǎn)生頻率為fs的脈沖波?！鷘i1↓→uo1↑→ui2↑→uo2↓→非門G3的作用是：整形、緩沖隔離作用。ui1G1與R1、G2與R2構(gòu)成兩個(gè)反相放大器C2與JT構(gòu)成正反饋(選頻)支路18用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器1.串聯(lián)型石英晶體多諧振蕩電19

用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器2.并聯(lián)型石英晶體多諧振蕩電路RFC1C2JTuoG2G111RF是偏置電阻；石英晶體工作頻率位于串聯(lián)諧振頻率fs和并聯(lián)諧振頻率fp之間,它等效成一電感;JT與C1、C2及反相放大器G1構(gòu)成電容三點(diǎn)式振蕩器。非門G1輸出為一失真的矩形脈沖波；經(jīng)非門G2整形后,得到比較理想的矩形脈沖。0ffsfpX感性容性容性電抗頻率特性19用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器2.并聯(lián)型石英晶體多諧振蕩電20有源晶振及應(yīng)用電路1.有源晶振RC有源晶振有4只引腳,內(nèi)部除了石英晶體外,還有晶體管和阻容元件,因此體積較大。是一個(gè)完整的振蕩器。1腳懸空，2腳接地，3腳輸出，4腳接電源UCC（+5V）；0.01μF200ΩUCCOUT+5V2.實(shí)用電路1234振蕩頻率有：10kHZ—250MHZJTNC20有源晶振及應(yīng)用電路1.有源晶振RC有源晶振有4只引腳21

用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器1.555集成定時(shí)器將模擬功能與數(shù)字功能結(jié)合在一起的多用途集成器件。很容易構(gòu)成多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器。

廣泛用于定時(shí)、檢測、控制和報(bào)警電路中。分為：雙極型特點(diǎn)：帶負(fù)載能力強(qiáng)，如5G1555、NE555；CMOS型特點(diǎn)：功耗低、輸入阻抗大、電源范圍寬，如CB7555。

它們結(jié)構(gòu)、工作原理、邏輯功能、引腳相同。（1）基本特點(diǎn)21用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器1.555集成定時(shí)器22

用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器+-++-+（2）內(nèi)部結(jié)構(gòu)1≥1≥1≥111RRRC1C2G1G2G3G4G5G6UDDTHCODGNDOUT12345678TNUR1UR2C1、C2：比較器；G1、G2、G3：RS觸發(fā)器；TN：放電管；三個(gè)R構(gòu)成分壓器。比較器C1的基準(zhǔn)電壓為：比較器C2的基準(zhǔn)電壓為：當(dāng)電壓控制端CO外接固定電壓UCO時(shí)，則：D：放電端⑦；TH：閾值端⑥；CO：控制端⑤；TR：觸發(fā)端(低電平)②；RD：復(fù)位端(低電平)④；OUT：輸出端③;UDD：電源正極⑧；GND：電源負(fù)極①。5kΩ5kΩ5kΩG1、G2、G3為或非門G4、G5、G6為非門22用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器+-++-+（2）內(nèi)部結(jié)23

用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器+-++-+（3）工作原理1≥1≥1≥111RRRC1C2G1G2G3G4G5G6UDDTHCODOUT12345678TNUR1UR25kΩ5kΩ5kΩG1、G2、G3為或非門G4、G5、G6為非門①當(dāng)放電管TN導(dǎo)通放電處于復(fù)位狀態(tài)，即555電路處于不工作狀態(tài)時(shí)001123用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器+-++-+（3）工作原24

用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器+-++-+（3）工作原理1≥1≥1≥111RRRC1C2G1G2G3G4G5G6UDDTHCODOUT12345678TNUR1UR25kΩ5kΩ5kΩG1、G2、G3為或非門G4、G5、G6為非門TH、TR引腳懸空TN截止②電源接通1001101024用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器+-++-+（3）工作原25

用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器+-++-+（3）工作原理1≥1≥1≥111RRRC1C2G1G2G3G4G5G6UDDTHCODOUT12345678TNUR1UR25kΩ5kΩ5kΩG1、G2、G3為或非門G4、G5、G6為非門③當(dāng)TN導(dǎo)通放電時(shí)1001010025用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器+-++-+（3）工作原26

用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器+-++-+（3）工作原理1≥1≥1≥111RRRC1C2G1G2G3G4G5G6UDDTHCODOUT12345678TNUR1UR25kΩ5kΩ5kΩG1、G2、G3為或非門G4、G5、G6為非門④當(dāng)RS觸發(fā)器輸出Q保持不變；TN、OUT保持不變（原狀態(tài)）。時(shí)00026用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器+-++-+（3）工作原用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器適當(dāng)選擇A、F,使起振時(shí)|AF|>1,起振后|AF|=1。用555集成定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器RS觸發(fā)器輸出Q保持不變。電源接通(TH、TR引腳懸空）時(shí)，時(shí)TN截止，D端不通（阻斷）,OUT=1用555定時(shí)器構(gòu)成的壓控多諧振蕩器（習(xí)題）波形變換電路：將某種波形變換成另一種波形的電路，或?qū)δ撤N波形進(jìn)行整形的電路。G4、G5、G6為非門此時(shí)C放電,uC=u-,按指數(shù)曲線降低,當(dāng)u-降到略小于u+L時(shí),運(yùn)放輸出變?yōu)檎柡?。C是晶體振動時(shí)的等效動態(tài)電容（10-4～10-1pF）；振蕩頻率有：10kHZ—250MHZ暫態(tài)(即加熱)時(shí)間由RP、C1決定，為td=1.可見,改變控制電壓UCO的大小,就可改變回差的大小.用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器R3、T構(gòu)成射極輸出器。當(dāng)電壓控制端CO施加一個(gè)電壓時(shí),比較器的參考電壓發(fā)生變化,電路的閾值和觸發(fā)電平的大小相應(yīng)變化,從而可改變電路的定時(shí)參數(shù)。在滯回比較器上引入了具有延遲特性的RC負(fù)反饋支路構(gòu)成。RS觸發(fā)器輸出Q保持不變。27

用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器+-++-+（3）工作原理1≥1≥1≥111RRRC1C2G1G2G3G4G5G6UDDTHCODOUT12345678TNUR1UR25kΩ5kΩ5kΩG1、G2、G3為或非門G4、G5、G6為非門⑤當(dāng)TN截止時(shí)10011010用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器27用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧28

用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器+-++-+（3）工作原理1≥1≥1≥111RRRC1C2G1G2G3G4G5G6UDDTHCODOUT12345678TNUR1UR25kΩ5kΩ5kΩG1、G2、G3為或非門G4、G5、G6為非門⑥當(dāng)RS觸發(fā)器輸出不定是不允許出現(xiàn)的時(shí)011不定不定不定不定禁止?fàn)顟B(tài)28用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器+-++-+（3）工作原29

用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器（3）工作原理555時(shí)基電路功能表當(dāng)電壓控制端CO施加一個(gè)電壓時(shí),比較器的參考電壓發(fā)生變化,電路的閾值和觸發(fā)電平的大小相應(yīng)變化,從而可改變電路的定時(shí)參數(shù)。輸入輸出(復(fù)位)(閾值)(觸發(fā))TN狀態(tài)(D放電端)低電平××低電平導(dǎo)通(7端放電)高電平低電平導(dǎo)通(7端放電)高電平原狀態(tài)原狀態(tài)高電平高電平截止(7端截止)高電平輸出、TN狀態(tài)不定(禁用)(復(fù)位)29用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器（3）工作原理555時(shí)基30

用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器（4）引腳功能87651234CB7555電壓控制端閾值端放電端電源端復(fù)位端輸出端電源地端觸發(fā)端時(shí)基電路30用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器（4）引腳功能8765131

用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器（5）注意事項(xiàng)當(dāng)控制端CO不用時(shí)，應(yīng)通過0.01μF電容接地，以防外部干擾；不應(yīng)出現(xiàn)TH端電壓大于UDD的2/3，TR端電壓小于UDD的1/3的情況，否則兩個(gè)比較器輸出均為高電平，當(dāng)它們同時(shí)從高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，使基本RS觸發(fā)器輸出不確定；UDD范圍在3—18V之間，雙極型輸出電流可達(dá)200mA,而CMOS型輸出電流在4mA以下。實(shí)際有雙555時(shí)基電路(556)。87651234CB75550.01μFC31用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器（5）注意事項(xiàng)當(dāng)控制端C32

用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器2.用555集成定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器（2）工作原理UDDRDUDDR1R2CDTHTRGNDCOOUT123456780.01μFuo電源接通瞬間,uC=0,TH和TR相接,輸出uo為1,放電管TN截止,電源通過R1、R2向C充電,uC上升。00ttuouCTT1T2當(dāng)uC上升到略大于UCC的2/3時(shí),uo從1變?yōu)?(翻轉(zhuǎn)),同時(shí)放電管TN導(dǎo)通,使電容C通過R2和TN放電,uC下降。當(dāng)uC下降到略小于UCC的1/3時(shí),uo

從0變?yōu)?(翻轉(zhuǎn)),同時(shí)放電管TN截止,電容再次充電。如此重復(fù)形成矩形波輸出。（1）電路結(jié)構(gòu)uC+-充電放電55532用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器2.用555集成定時(shí)器構(gòu)33

用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器2.用555集成定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器振蕩頻率分析振蕩頻率為UDDRDUDDR1R2CDTHTRGNDCOOUT123456780.01μFuo00ttuouCTT1T2uC+-充電放電矩形波的占空比為t1t2t3充電時(shí)間放電時(shí)間當(dāng)時(shí),,代入解方程,得(1)充電時(shí)間T1(2)放電時(shí)間T255533用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器2.用555集成定時(shí)器構(gòu)34用555定時(shí)器構(gòu)成的壓控多諧振蕩器（習(xí)題）如圖，分極振蕩周期，畫出uC、uO的波形圖電容C的充電時(shí)間T1分析：（三要素法）當(dāng)t=t2時(shí),uc=UCO即UDDRDUDDR1R2CDTHTRGNDCOOUT12345678UCOuo00ttuouCTT1T2uC+-充電放電+-t1t2t3電容C的放電時(shí)間T2分析：當(dāng)t=t3時(shí),uc=0.5UCO即uC、uO波形圖55534用555定時(shí)器構(gòu)成的壓控多諧振蕩器（習(xí)題）如圖，分極振蕩35用555定時(shí)器構(gòu)成的壓控多諧振蕩器（習(xí)題）如圖，分極振蕩周期，畫出uC、uO的波形圖電容C的充電時(shí)間T1分析：（三要素法）UDDRDUDDR1R2CDTHTRGNDCOOUT12345678UCOuo00ttuouCTT1T2uC+-充電放電+-t1t2t3電容C的放電時(shí)間T2分析：uC、uO波形圖若UDD、R1、R2、C不變,改變UCO的大小,即可改變輸出矩形波的頻率(即壓控振蕩器)。UCO增大輸出矩形波的頻率降低；UCO減小,頻率升高。電路中UCO必須小于UDD。結(jié)論55535用555定時(shí)器構(gòu)成的壓控多諧振蕩器（習(xí)題）如圖，分極振蕩36

用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器[例題圖是模擬公安警車音響電路，試說明工作原理。解：RDUDDR1R2C1DTHTRIC112345678電路組成：IC1及外圍元件構(gòu)成低頻多諧振蕩器，周期約為6秒；IC2構(gòu)成電壓控制高頻振蕩器，頻率在800HZ~50HZ范圍；R3、T構(gòu)成射極輸出器。RDUDDR4R5C3DTHTRTCOOUT12345678C2R3R6C4IC2工作原理：C1兩端電壓按指數(shù)規(guī)律上升、下降，近似三角波；該電壓經(jīng)射極輸出器加到IC2的電壓控制端，對高頻振蕩器的信號進(jìn)行調(diào)制，當(dāng)三角波電壓最低時(shí)，高頻信號頻率最高約為800HZ，當(dāng)三角波電壓由低向高變化時(shí)，IC2輸出頻率由高向低變化，輸出頻率在3秒內(nèi)由低變高，另3秒由高變低，喇叭發(fā)出警車音響鳴叫聲。3s3suCuOuCuO+UDD（5-15V）55555536用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器[例題圖是模擬公安警車音占空比：矩形波高電平的時(shí)間T1與周期T之比的百分?jǐn)?shù)，稱為矩形波的占空比。用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器自激振蕩條件：正反饋放大電路原理圖用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器D1、D2并聯(lián)目的：使正弦波正負(fù)半周波形對稱。該電路用電容C1、C2調(diào)節(jié)諧振頻率時(shí)不方便，所以，此電路常用于固定諧振頻率的振蕩電路；G4、G5、G6為非門用555定時(shí)器構(gòu)成的壓控多諧振蕩器（習(xí)題）波形產(chǎn)生電路分類：正弦波產(chǎn)生電路、非正弦波產(chǎn)生電路兩種。調(diào)節(jié)RP矩形波周期不變。當(dāng)輸入信號uI為三角波時(shí)，輸出如圖正弦波振蕩電路：將直流電能轉(zhuǎn)換成頻率和幅值一定的正弦交流信號的電路。G1、G2、G3為或非門接高電平時(shí)，可以構(gòu)成多諧振蕩器(P254圖；時(shí)TN、OUT不定，禁用當(dāng)f<fs，f>fp時(shí)呈容性；G4、G5、G6為非門01μF電容接地，以防外部干擾；石英晶體符號和等效電路及電抗頻率特性曲線：376.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器主要內(nèi)容用555集成定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器用555集成定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器占空比：矩形波高電平的時(shí)間T1與周期T之比的百分?jǐn)?shù)，稱為矩形38觸發(fā)器的基本概念觸發(fā)器：是一個(gè)具有記憶功能的基本邏輯單元；它的輸出有兩個(gè)邏輯狀態(tài)0和1,當(dāng)輸入一個(gè)觸發(fā)信號時(shí)，輸出狀態(tài)會發(fā)生翻轉(zhuǎn)。觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：輸出有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)0和1的觸發(fā)器；每輸入一個(gè)觸發(fā)信號，輸出狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)一次。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：輸出只有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)（0或1）的觸發(fā)器；當(dāng)無觸發(fā)信號時(shí)，保持這一穩(wěn)態(tài)；當(dāng)外加觸發(fā)信號后，輸出狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)暫時(shí)的狀態(tài)，持續(xù)一段時(shí)間后自動返回到原來的穩(wěn)態(tài)。uIuOuIuOuIuO觸發(fā)器示意圖雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器功能圖單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器功能圖觸發(fā)翻轉(zhuǎn)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)自動翻轉(zhuǎn)穩(wěn)態(tài)暫態(tài)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)38觸發(fā)器的基本概念觸發(fā)器：是一個(gè)具有記憶功能的基本邏輯單元39

用555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1.電路結(jié)構(gòu)電源接通,未加觸發(fā)脈沖(負(fù)脈沖)時(shí)+UDDRDUDDRCDTHTRGNDCOOUT123456780.01μFuouIuC-+2.工作原理①當(dāng)uO=0時(shí),TN導(dǎo)通②當(dāng)uO=1時(shí),TN截止,UDD經(jīng)R向C充電,當(dāng)uC升到uO保持低電平,即uO=0uO跳變?yōu)榈碗娖?即uO=0總之,電源接通,輸出一定是低電平的穩(wěn)態(tài)。當(dāng)t=t1時(shí)uI加負(fù)觸發(fā)脈沖時(shí)uO翻轉(zhuǎn)為高電平,TN截止,這時(shí),UDD經(jīng)R向C充電。uIuCuOtttt1t2tW000當(dāng)uC升到略大于三分之二UDD時(shí),輸出翻轉(zhuǎn)回到低電平的穩(wěn)態(tài)。t339用555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1.電路結(jié)構(gòu)電源接通,未加觸40

用555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器3.結(jié)論及特點(diǎn)+UDDRDUDDRCDTHTRGNDCOOUT123456780.01μFuouIuC-+①當(dāng)無觸信號時(shí),輸出保持穩(wěn)態(tài)(低電平)。②當(dāng)加一負(fù)觸發(fā)信號后,輸出翻轉(zhuǎn)為暫態(tài),經(jīng)過一段時(shí)間后，輸出返回到原穩(wěn)態(tài)。uIuCuOtttt1t2tW000③脈沖寬度（暫態(tài)持續(xù)時(shí)間）為④輸入脈沖寬度要小于tW,當(dāng)uI寬度大于tW時(shí),可在輸入端加微分電路,使輸入成尖脈沖。⑤若輸入是周期性脈沖時(shí),該周期必須大于tW+tτ。tτ稱為恢復(fù)時(shí)間。單穩(wěn)態(tài)電路常用整形、定時(shí)、延時(shí)等電路中tτt340用555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器3.結(jié)論及特點(diǎn)+UDDRDU41

用555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器[例題分析圖示定時(shí)加熱器的工作原理。+UDD（+5）RDUDDR1C1DTHTRGNDCOOUT123456780.01μFS+uC-+構(gòu)成：555構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；暫態(tài)(即加熱)時(shí)間由RP、C1決定，為td=1.1RPC1;SP1110為交流固態(tài)繼電器，當(dāng)輸入端有直流信號時(shí)，輸出兩端接通，無直流輸入信號時(shí)，輸出端斷開，實(shí)現(xiàn)交流開關(guān)的功能；R2、C3的

作用是吸收主電路中的脈沖干擾，保護(hù)固態(tài)繼電器；S為加熱起動按鈕。加熱器-~~R2RPDSP1110~220VC2C3CB7555工作原理：按下S，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的TR端獲得負(fù)脈沖，輸出翻轉(zhuǎn)為高電平，固態(tài)繼電器交流輸出端接通，加熱器接通220V電源開始加熱；經(jīng)一段延時(shí)后，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為低電平，D截止，固態(tài)繼電器輸出端斷開，加熱器停止加熱。解：41用555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器[例題分析圖示定時(shí)加熱器的工42

用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器：它有兩種輸出狀態(tài)，具有滯回的電壓傳輸特性圖形符號特點(diǎn)：輸出電壓發(fā)生跳變的輸入電壓(閾值)大小與輸入電壓的變化方向有關(guān)，即uIuIuOuOUOLUOHUT-UT+0電壓傳輸特性uI上升時(shí)uI下降時(shí)UT+為正向閾值電壓；UT-為負(fù)向閾值電壓。為稱滯后電壓(回差)用途：用于波形變換、整形、幅度鑒別等電路中。42用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器：它有兩種輸出狀43

用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器：+UDDRDUDDTHTRGNDCOOUT12345680.01μFuouI工作原理電路結(jié)構(gòu)：閾值端TH和觸發(fā)端TR相接，作為輸入端，即當(dāng)輸入信號uI為三角波時(shí)，輸出如圖uIuOttUOHUOL00正閾值電壓負(fù)閾值電壓回差43用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器：44

用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器：(回差可調(diào))+UDDRDUDDTHTRGNDCOOUT12345680.01μFuouI電路結(jié)構(gòu)：電壓控制端CO外接控制電壓UCO可見,改變控制電壓UCO的大小,就可改變回差的大小.正閾值電壓負(fù)閾值電壓回差+UDDRDUDDTHTRGNDCOOUT1234568uouIUCO+-uOttUOHUOL00uI回差可調(diào)的施密特觸發(fā)器44用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器：45

用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器：(輸出高電平可調(diào))+UDDRDUDDTHTRGNDCOOUT12345680.01μFuouI電路結(jié)構(gòu)：在放電端D經(jīng)電阻R接另一電源UDD1,輸出端接在D端,輸出為uO1,則輸出高電平為UDD1可見,改變控制電壓UDD1的大小,就可改變輸出信號的高電平的大小。正閾值電壓負(fù)閾值電壓回差+UDDRDUDDTHTRGNDCO1234568uouI0.01μFDuo1OUT7+UDD1RuO1ttUDD1UOL00uI45用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器：46

用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器[例題：圖是一個(gè)根據(jù)環(huán)境亮度變化能自動開啟、關(guān)閉照明燈的控制電路，試說明其工作原理。+UDDRDUDDTHTRGNDCOOUT12345680.01μF~工作原理：

當(dāng)光線暗時(shí)LDR1電阻值大,它上的分壓大于三分之二UDD,555輸出低電平,T截止,K的線圈中無電流,觸點(diǎn)閉合,照明燈發(fā)光。當(dāng)光線強(qiáng)度增加時(shí),光敏電阻阻值減小,其壓降降低,若低于三分之一UDD，555輸出高電平,T導(dǎo)通,K動作,觸點(diǎn)斷開,燈熄滅。該電路利用了施密特觸發(fā)器的滯回特性，當(dāng)光線亮度變化不很大時(shí)，可以防止電路振蕩和繼電器抖動。調(diào)試方法：調(diào)節(jié)RP，當(dāng)光線暗時(shí)RPR2LDR1TDK照明燈光敏電阻(亮度傳感器)黑暗時(shí)3MΩ，明亮?xí)r100Ω繼電器當(dāng)光線亮?xí)r46用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器[例題：圖是一個(gè)根據(jù)環(huán)境亮度Z1、Z2構(gòu)成正反饋；單穩(wěn)態(tài)電路常用整形、定時(shí)、延時(shí)等電路中TN、OUT保持不變（原狀態(tài)）。時(shí)TN、OUT不定，禁用振蕩電路分析的主要內(nèi)容是：G1、G2、G3為或非門正弦波振蕩電路：將直流電能轉(zhuǎn)換成頻率和幅值一定的正弦交流信號的電路。反饋支路中的石英晶體,對反饋信號中頻率等于串聯(lián)諧振頻率fs的信號阻抗最小,且呈電阻性,而對其它頻率的信號呈現(xiàn)高阻抗被衰減。接通電源時(shí)Rf>2R1,|AF|>1,負(fù)反饋較弱(A較大);黑暗時(shí)3MΩ，明亮?xí)r100Ω若UDD、R1、R2、C不變,改變UCO的大小,即可改變輸出矩形波的頻率(即壓控振蕩器)。RS觸發(fā)器輸出Q保持不變。R、C構(gòu)成串、并聯(lián)選頻電路；正弦波振蕩電路：將直流電能轉(zhuǎn)換成頻率和幅值一定的正弦交流信號的電路。噪聲（擾動）中含有豐富的頻譜成分→選頻電路→將某一頻率的正弦信號挑選出來→使其滿足振蕩條件，而其它頻率成分不滿足振蕩條件→振蕩電路產(chǎn)生單一頻率的正弦波電源接通瞬間,uC=0,TH和TR相接,輸出uo為1,放電管TN截止,電源通過R1、R2向C充電,uC上升。波形產(chǎn)生電路：無需外加輸入信號便能自動產(chǎn)生各種周期性的波形的電路（也稱為振蕩電路）。振蕩電路按選頻電路的不同分為：經(jīng)非門G2整形后,得到比較理想的矩形脈沖。②當(dāng)uO=1時(shí),TN截止,UDD經(jīng)R向C充電,當(dāng)uC升到47施密特觸發(fā)器應(yīng)用舉例施密特觸發(fā)器用于閾值探測輸出波形輸入波形正向閾值電壓負(fù)向閾值電壓uIuOuIuOUT+UT-Z1、Z2構(gòu)成正反饋；47施密特觸發(fā)器應(yīng)用舉例施密特觸發(fā)器用48END48END49

用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器（3）工作原理結(jié)論電源接通(TH、TR引腳懸空）時(shí)，TN截止（1）電源接通（2）當(dāng)TN導(dǎo)通放電時(shí)（3）當(dāng)RS觸發(fā)器輸出Q保持不變。OUT保持不變時(shí)（4）當(dāng)TN截止時(shí)（5）當(dāng)RS觸發(fā)器輸出不定是不允許出現(xiàn)的時(shí)（6）當(dāng)TN導(dǎo)通放電稱為復(fù)位時(shí)49用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器（3）工作原理結(jié)論電源接50

用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器（3）工作原理電源接通(TH、TR引腳懸空）時(shí)，TN截止（1）電源接通（2）當(dāng)TN導(dǎo)通放電時(shí)（3）當(dāng)RS觸發(fā)器輸出Q保持不變。OUT保持不變時(shí)（4）當(dāng)TN截止時(shí)（5）當(dāng)RS觸發(fā)器輸出不定是不允許出現(xiàn)的時(shí)（6）當(dāng)TN導(dǎo)通放電稱為復(fù)位時(shí)50用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器（3）工作原理電源接通(51555定時(shí)器應(yīng)用總結(jié)端接低電平時(shí)，TN導(dǎo)通，OUT=0，處于復(fù)位狀態(tài)。時(shí)TN導(dǎo)通，D端放電，OUT=0時(shí)TN、OUT為原來狀態(tài)時(shí)TN截止，D端不通（阻斷）,OUT=1時(shí)TN、OUT不定，禁用⑦電壓控制端CO一般經(jīng)0.01μF電容接地。⑧當(dāng)CO端接一電壓UOC時(shí)，則成為壓控振蕩電路，振蕩頻率與UOC有關(guān)。接高電平時(shí)，可以構(gòu)成多諧振蕩器(P254圖；或單穩(wěn)態(tài)電路(P258圖。①當(dāng)②當(dāng)③當(dāng)④當(dāng)⑤當(dāng)⑥當(dāng)51555定時(shí)器應(yīng)用總結(jié)端接低電平時(shí)，TN導(dǎo)通，OU52

用集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器A0+-+uCuoCR0±UZ+-u-DZR1R2Ru+在t0≤t≤t1時(shí)電容電壓為（用三要素法）當(dāng)取R2＝1.16R1時(shí),矩形波頻率近似為tuo0u+Hu+LT1T2T振蕩頻率分析uC當(dāng)t=t1時(shí)，有：t0t1t2解得：在t1≤t≤t2時(shí)當(dāng)t=t2時(shí)：解得：UZ-UZ矩形波頻率：故52用集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器A0+-+uCuoCR0±U53

用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器石英晶體符號和等效電路及電抗頻率特性曲線：CO為晶體不振時(shí)的靜態(tài)電容（幾至幾十皮法）；L是晶體振動時(shí)的動態(tài)電感（幾十至幾百毫亨）；C是晶體振動時(shí)的等效動態(tài)電容（10-4～10-1pF）；R是晶體振動時(shí)的內(nèi)部摩擦損耗電阻（100Ω左右）。JT0CLRfCofsfpX感性容性容性符號等效電路電抗頻率特性晶體的品質(zhì)因數(shù)Q很大,可達(dá)104～106，為石英晶體有兩個(gè)諧振頻率,一是LCR支路的串聯(lián)諧振頻率fs,一個(gè)是LCR支路與電容Co的并聯(lián)諧振頻率fp，實(shí)際fs和fp很接近。當(dāng)f<fs，f>fp時(shí)呈容性；當(dāng)f=fs時(shí)，X=0,呈電阻性；當(dāng)fs<f<fp時(shí)，呈感性。因?yàn)樗?3用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器石英晶體符號和等效電路及電抗54

用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器1.串聯(lián)型石英晶體多諧振蕩電路R1、R2是偏置電阻；C1、C2為耦合電容R1R2C1C2JTuo2uo1ui2uoG2G1G3111工作原理：正反饋起振過程：晶體的選頻過程：反饋支路中的石英晶體,對反饋信號中頻率等于串聯(lián)諧振頻率fs的信號阻抗最小,且呈電阻性,而對其它頻率的信號呈現(xiàn)高阻抗被衰減。因此電路產(chǎn)生頻率為fs的脈沖波?！鷘i1↓→uo1↑→ui2↑→uo2↓→非門G3的作用是：整形、緩沖隔離作用。ui1G1與R1、G2與R2構(gòu)成兩個(gè)反相放大器C2與JT構(gòu)成正反饋(選頻)支路54用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器1.串聯(lián)型石英晶體多諧振蕩電55

用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器+-++-+（3）工作原理1≥1≥1≥111RRRC1C2G1G2G3G4G5G6UDDTHCODOUT12345678TNUR1UR25kΩ5kΩ5kΩG1、G2、G3為或非門G4、G5、G6為非門⑥當(dāng)RS觸發(fā)器輸出不定是不允許出現(xiàn)的時(shí)011不定不定不定不定禁止?fàn)顟B(tài)55用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器+-++-+（3）工作原56

用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器：+UDDRDUDDTHTRGNDCOOUT12345680.01μFuouI工作原理電路結(jié)構(gòu)：閾值端TH和觸發(fā)端TR相接，作為輸入端，即當(dāng)輸入信號uI為三角波時(shí)，輸出如圖uIuOttUOHUOL00正閾值電壓負(fù)閾值電壓回差56用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器：晶體的品質(zhì)因數(shù)Q很大,可達(dá)104～106，為接高電平時(shí)，可以構(gòu)成多諧振蕩器(P254圖；起振時(shí)二極管呈現(xiàn)較大電阻，隨U0的增加，二極管逐漸導(dǎo)通，D1、D2、Rf1并聯(lián)等效電阻減小，A自動下降；時(shí)TN、OUT不定，禁用或單穩(wěn)態(tài)電路(P258圖。此時(shí)C充電,uC=u-,按指數(shù)曲線上升,當(dāng)u-升到略大于u+H時(shí),運(yùn)放輸出變?yōu)樨?fù)飽和,則晶體的品質(zhì)因數(shù)Q很大,可達(dá)104～106，為uO跳變?yōu)榈碗娖?即uO=0(2)采用二極管實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅的電路在滯回比較器上引入了具有延遲特性的RC負(fù)反饋支路構(gòu)成。時(shí)TN、OUT為原來狀態(tài)③脈沖寬度（暫態(tài)持續(xù)時(shí)間）為暫態(tài)(即加熱)時(shí)間由RP、C1決定，為td=1.石英晶體符號和等效電路及電抗頻率特性曲線：回差可調(diào)的施密特觸發(fā)器用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器：(回差可調(diào))用555定時(shí)器構(gòu)成的壓控多諧振蕩器（習(xí)題）正弦波振蕩電路的基本原理經(jīng)非門G2整形后,得到比較理想的矩形脈沖。如果要求頻率穩(wěn)定,常用石英晶體振蕩電路。57

用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器：(回差可調(diào))+UDDRDUDDTHTRGNDCOOUT12345680.01μFuouI電路結(jié)構(gòu)：電壓控制端CO外接控制電壓UCO可見,改變控制電壓UCO的大小,就可改變回差的大小.正閾值電壓負(fù)閾值電壓回差+UDDRDUDDTHTRGNDCOOUT1234568uouIUCO+-uOttUOHUOL00uI回差可調(diào)的施密特觸發(fā)器晶體的品質(zhì)因數(shù)Q很大,可達(dá)104～106，為57用555構(gòu)58施密特觸發(fā)器應(yīng)用舉例施密特觸發(fā)器用于閾值探測輸出波形輸入波形正向閾值電壓負(fù)向閾值電壓uIuOuIuOUT+UT-58施密特觸發(fā)器應(yīng)用舉例施密特觸發(fā)器用于閾值探測輸出波形輸入G1、G2、G3為或非門振蕩電路按選頻電路的不同分為：反饋支路中的石英晶體,對反饋信號中頻率等于串聯(lián)諧振頻率fs的信號阻抗最小,且呈電阻性,而對其它頻率的信號呈現(xiàn)高阻抗被衰減。用555集成定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不應(yīng)出現(xiàn)TH端電壓大于UDD的2/3，TR端電壓小于UDD的1/3的情況，否則兩個(gè)比較器輸出均為高電平，當(dāng)它們同時(shí)從高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，使基本RS觸發(fā)器輸出不確定；當(dāng)反饋系數(shù)時(shí)滿足幅值平衡條件暫態(tài)(即加熱)時(shí)間由RP、C1決定，為td=1.G4、G5、G6為非門接通電源時(shí)Rf>2R1,|AF|>1,負(fù)反饋較弱(A較大);用555定時(shí)器構(gòu)成的壓控多諧振蕩器（習(xí)題）C是晶體振動時(shí)的等效動態(tài)電容（10-4～10-1pF）；幅值平衡條件是通過提供合適的直流通路和選取恰當(dāng)?shù)碾娍箙?shù)來加以滿足。用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器電路組成：IC1及外圍元件構(gòu)成低頻多諧振蕩器，周期約為6秒；G4、G5、G6為非門單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：輸出只有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)（0或1）的觸發(fā)器；（2）基極與集電極之間支路的電抗與發(fā)射極兩側(cè)電抗性質(zhì)不同。用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器并聯(lián)型石英晶體多諧振蕩電路實(shí)際有雙555時(shí)基電路(556)。59

用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器（3）工作原理電源接通(TH、TR引腳懸空）時(shí)，TN截止（1）電源接通（2）當(dāng)TN導(dǎo)通放電時(shí)（3）當(dāng)RS觸發(fā)器輸出Q保持不變。OUT保持不變時(shí)（4）當(dāng)TN截止時(shí)（5）當(dāng)RS觸發(fā)器輸出不定是不允許出現(xiàn)的時(shí)（6）當(dāng)TN導(dǎo)通放電稱為復(fù)位時(shí)G1、G2、G3為或非門59用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器60概述（名詞）波形產(chǎn)生電路：無需外加輸入信號便能自動產(chǎn)生各種周期性的波形的電路（也稱為振蕩電路）。如正弦波、矩形波、三角波等。波形產(chǎn)生電路分類：正弦波產(chǎn)生電路、非正弦波產(chǎn)生電路兩種。波形變換電路：將某種波形變換成另一種波形的電路，或?qū)δ撤N波形進(jìn)行整形的電路。正弦波振蕩電路：將直流電能轉(zhuǎn)換成頻率和幅值一定的正弦交流信號的電路。它是一種正反饋電路。振蕩電路組成：由放大、反饋、選頻、穩(wěn)幅環(huán)節(jié)組成。波形產(chǎn)生和變換1概述（名詞）波形產(chǎn)生電路：無需外加輸入信號便能自動產(chǎn)生616.1正弦波振蕩電路主要內(nèi)容正弦波振蕩電路的基本原理

RC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路振蕩電路分析的主要內(nèi)容是：建立振蕩的起振條件保持振蕩的平衡條件振蕩電路的振蕩頻率26.1正弦波振蕩電路主要內(nèi)容正弦波振蕩電路的基本原理621.自激振蕩條件：正反饋放大電路原理圖放大環(huán)節(jié)

正弦波振蕩電路的基本原理可見，凈輸入為++正反饋環(huán)節(jié)∑如果逐漸增大，減小，當(dāng)時(shí)變成自激振蕩電路，如圖所示可見，自激振蕩必須做到自激振蕩的平衡條件為振蕩的平衡條件為：（1）相位平衡條件（2）幅頻平衡條件因?yàn)樗云渲蟹糯蟓h(huán)節(jié)正反饋環(huán)節(jié)自激振蕩電路該條件是必要條件，但不是充分條件，在電源接通時(shí)起振的幅值條件應(yīng)為：注意：振蕩電路要產(chǎn)生一種頻率的正弦信號，必須有選頻電路即

31.自激振蕩條件：正反饋放大電路原理圖放大環(huán)節(jié)正弦波振蕩632.振蕩的建立和穩(wěn)定：

正弦波振蕩電路的基本原理自激振蕩電路的起振過程放大環(huán)節(jié)正反饋環(huán)節(jié)自激振蕩電路接通電源→噪聲（擾動）→放大→正反饋→再放大→振幅不斷增大→進(jìn)入非線性區(qū)→使|AF|=1→電路維持穩(wěn)定的等幅振蕩。選頻電路的選頻過程噪聲（擾動）中含有豐富的頻譜成分→選頻電路→將某一頻率的正弦信號挑選出來→使其滿足振蕩條件，而其它頻率成分不滿足振蕩條件→振蕩電路產(chǎn)生單一頻率的正弦波振蕩電路按選頻電路的不同分為：RC振蕩電路、LC振蕩電路、晶體振蕩電路等42.振蕩的建立和穩(wěn)定：正弦波振蕩電路的基本原理自激振蕩電641.電路結(jié)構(gòu)RC正弦波振蕩電路可以證明：當(dāng)時(shí)，且uf與uo同相R、C構(gòu)成串、并聯(lián)選頻電路；Z1、Z2構(gòu)成正反饋；Rf、R1構(gòu)成負(fù)反饋?？梢姡篟1RfAo++-RRCCZ1Z2+-R1RfAo++-Z1Z2+-Z1、Z2、Rf、R1構(gòu)成文氏電橋，故稱文氏電橋正弦波振蕩電路。當(dāng)反饋系數(shù)時(shí)滿足幅值平衡條件該電路滿足相位平衡條件同相輸入比例運(yùn)算電壓放大倍數(shù)為即,當(dāng)A=3,即Rf=2R1時(shí)就能滿足自激振蕩條件考慮到起振條件|AF|>1，一般選取Rf略大于2R1該電路振蕩頻率為:51.電路結(jié)構(gòu)RC正弦波振蕩電路可以證明：當(dāng)652.實(shí)用電路RC正弦波振蕩電路(1)Rf采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻R1RfAo++-RRCCZ1Z2+-接通電源時(shí)Rf>2R1,|AF|>1,負(fù)反饋較弱(A較大);隨振幅不斷加強(qiáng)，Uo增大，Rf的電流增加，溫度升高Rf電阻值下降；Rf減小，負(fù)反饋加強(qiáng)，使A下降,最后穩(wěn)定于|AF|=1,Uo不再增大。t工作原理:（負(fù)溫度系數(shù):溫度升高，阻值減?。?2.實(shí)用電路RC正弦波振蕩電路(1)Rf采用負(fù)溫度系數(shù)的662.實(shí)用電路RC正弦波振蕩電路(2)采用二極管實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅的電路R1Rf1Ao++-RRCCZ1Z2D1D2Rf2圖中Rf=Rf1+Rf2略大于2R1，A>3；起振時(shí)二極管呈現(xiàn)較大電阻，隨U0的增加，二極管逐漸導(dǎo)通，D1、D2、Rf1并聯(lián)等效電阻減小，A自動下降；直到滿足維持等幅振蕩的幅值條件,實(shí)現(xiàn)自動穩(wěn)幅的目的。

D1、D2并聯(lián)目的：使正弦波正負(fù)半周波形對稱。RC構(gòu)成的振蕩電路振蕩頻率通常在200KHZ以下；如需高頻正弦信號，常用LC正弦波振蕩電路。工作原理:72.實(shí)用電路RC正弦波振蕩電路(2)采用二極管實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅的671.電容三點(diǎn)式振蕩電路LC正弦波振蕩電路振蕩頻率為：交流通路CE1uoRB2原理:電容C1、C2、電感L組成諧振回路，三個(gè)端點(diǎn)1、2、3分別接三極管C、E、B極，故稱為三點(diǎn)式振蕩電路；C2兩端電壓經(jīng)CB引入基極構(gòu)成正反饋；L、C1、C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路,總電流很小；uo與ui反相、uf與uo反相、uf與ui同相,滿足自振的平衡條件；適當(dāng)選擇A、F,使起振時(shí)|AF|>1,起振后|AF|=1。該電路用電容C1、C2調(diào)節(jié)諧振頻率時(shí)不方便，所以，此電路常用于固定諧振頻率的振蕩電路；該電路振蕩頻率可達(dá)100MHZRB1RERCC1C2CC+UCC23123RB1//RB2RCLL++-uiufuoC1C2CB特點(diǎn)：81.電容三點(diǎn)式振蕩電路LC正弦波振蕩電路振蕩頻率為：交流68改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路LC正弦波振蕩電路改進(jìn)型C31uoRB2原理:在電感支路串一容量較小的電容C3,電容C1、C2起分壓和正反饋?zhàn)饔?，振蕩頻率由L和C3決定，即調(diào)節(jié)C3可以改變輸出信號頻率；原電路是共發(fā)射極接法,改進(jìn)電路是共基極接法；由于晶體管共基極接法時(shí)的截止頻率是共射極的(β+1)倍,所以,改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路的振蕩頻率很高,可達(dá)1000MHZ。RB1RERCC1C2CC+UCC23LCBCE1uoRB2RB1RERCC1C2CC+UCC23LCB-+-特點(diǎn)：9改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路LC正弦波振蕩電路改進(jìn)型C31u692.電感三點(diǎn)式振蕩電路LC正弦波振蕩電路振蕩頻率為：交流通路CE1uoRB2電路結(jié)構(gòu):若兩線圈的自感分別為L1和L2,兩個(gè)線圈的互感為M，則兩線圈的總電感為:RECCC+UCC23123RB1//RB2L1C++-uiuoCB調(diào)節(jié)C可以改變振蕩頻率；由于反饋電壓取自電感L2上,它對高次諧波阻抗大,反饋電壓中高次諧波成分大,易產(chǎn)生高次諧波自激振蕩,使毛剌疊加在波形上,易使輸出波形失真。L2L2L1uf特點(diǎn)：TT因此,電感三點(diǎn)式振蕩電路工作頻率不宜太高,常在幾十兆赫以下。102.電感三點(diǎn)式振蕩電路LC正弦波振蕩電路振蕩頻率為：交70三點(diǎn)式LC正弦振蕩電路總結(jié)LC正弦波振蕩電路

幅值平衡條件是通過提供合適的直流通路和選取恰當(dāng)?shù)碾娍箙?shù)來加以滿足。（1）發(fā)射極兩側(cè)支路的電抗應(yīng)為同一性質(zhì)（均為電感或均為電容）（2）基極與集電極之間支路的電抗與發(fā)射極兩側(cè)電抗性質(zhì)不同。相位平衡條件的滿足必須遵循以下原則：

另外,振蕩頻率不僅與C和L有關(guān),也與晶體管參數(shù)有關(guān)。由于晶體管參數(shù)受溫度的影響而變化,所發(fā)LC三點(diǎn)式振蕩電路頻率不穩(wěn)定。如果要求頻率穩(wěn)定,常用石英晶體振蕩電路。123RB1//RB2C++-uiuoL2L1ufT123RB1//RB2RCL++-uiufuoC1C211三點(diǎn)式LC正弦振蕩電路總結(jié)LC正弦波振蕩電路幅值716.2多諧振蕩器主要內(nèi)容用集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器用555集成定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器多諧振蕩器：一種能直接產(chǎn)生方波或矩形波的自激振蕩器126.2多諧振蕩器主要內(nèi)容用集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器72

用集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器在滯回比較器上引入了具有延遲特性的RC負(fù)反饋支路構(gòu)成。電路及波形如圖A0+-+uCuoCR0±UZ+-u-DZR1R2Ru+設(shè)：電源接通瞬間uC=0,運(yùn)放處于正飽和

此時(shí)C充電,uC=u-,按指數(shù)曲線上升,當(dāng)u-升到略大于u+H時(shí),運(yùn)放輸出變?yōu)樨?fù)飽和,則

此時(shí)C放電,uC=u-,按指數(shù)曲線降低,當(dāng)u-降到略小于u+L時(shí),運(yùn)放輸出變?yōu)檎柡?。以后重?fù)形成振蕩,輸出矩形波。圖中，T1是uC從u+L上升到u+H的時(shí)間，T2是uC從u+H下降到u+L的時(shí)間。tuo0u+Hu+LT1T2T工作原理uC則同向輸入端電壓為：t0t1t2矩形波周期為：UZ-UZ13用集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器在滯回比較器上引入了具73

用集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器A0+-+uCuoCR0±UZ+-u-DZR1R2Ru+在t0≤t≤t1時(shí)電容電壓為（用三要素法）當(dāng)取R2＝1.16R1時(shí),矩形波頻率近似為tuo0u+Hu+LT1T2T振蕩頻率分析uC當(dāng)t=t1時(shí)，有：t0t1t2解得：在t1≤t≤t2時(shí)當(dāng)t=t2時(shí)：解得：UZ-UZ矩形波頻率：故14用集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器A0+-+uCuoCR0±U74

用集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器占空比可調(diào)的多諧振蕩器A0+-+RuoCR0±UZu-DZR1R2D1u+占空比：矩形波高電平的時(shí)間T1與周期T之比的百分?jǐn)?shù)，稱為矩形波的占空比。即圖示電路中,通過調(diào)節(jié)RP,利用二極管的單向?qū)щ娦?使充放電時(shí)間常數(shù)不相等,實(shí)現(xiàn)輸出波形占空比可調(diào)。調(diào)節(jié)RP矩形波周期不變。集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器,常用于10KHZ以下的低頻率振蕩電路中。D2RP1RP2Rptuo0u+Hu+LT1T2T工作原理uC充電時(shí)放電時(shí)15用集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器占空比可調(diào)的多諧振蕩器A0+75

用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器石英晶體：是利用石英晶體的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件。壓電效應(yīng)：若在石英晶體的兩個(gè)電極上加一電壓,晶體就會產(chǎn)生機(jī)械變形；若在晶體的兩側(cè)加機(jī)械壓力或拉力,則晶體會在相應(yīng)的方向上產(chǎn)生電場?？梢姡喝粼谑⒕w的兩極加交變電壓,晶體就會產(chǎn)生機(jī)械振動；而機(jī)械振動又會產(chǎn)生交變電壓。壓電諧振：外加交變電壓的頻率為某一特定值時(shí),晶體振幅達(dá)最大,這時(shí)稱為壓電諧振。這時(shí)的頻率稱為石英晶體的固有諧振頻率。晶體的固有諧振頻率：取決于晶體的切割方式、尺寸結(jié)構(gòu)：將二氧化硅（SiO2）結(jié)晶體按一定方向切割成很薄的晶片,表面拋光后涂敷銀層,封裝后引出管腳即成。如圖晶片管腳敷銀層16用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器石英晶體：是利用石英晶體的壓時(shí)TN、OUT不定，禁用構(gòu)成：555構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；占空比：矩形波高電平的時(shí)間T1與周期T之比的百分?jǐn)?shù)，稱為矩形波的占空比。時(shí)TN截止，D端不通（阻斷）,OUT=1C2與JT構(gòu)成正反饋(選頻)支路正弦波振蕩電路的基本原理C是晶體振動時(shí)的等效動態(tài)電容（10-4～10-1pF）；總之,電源接通,輸出一定是低電平的穩(wěn)態(tài)。暫態(tài)(即加熱)時(shí)間由RP、C1決定，為td=1.可見，自激振蕩必須做到L、C1、C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路,總電流很小；晶體的品質(zhì)因數(shù)Q很大,可達(dá)104～106，為即,當(dāng)A=3,即Rf=2R1時(shí)就能滿足自激振蕩條件圖中Rf=Rf1+Rf2略大于2R1，A>3；用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器當(dāng)反饋系數(shù)時(shí)滿足幅值平衡條件TN、OUT保持不變（原狀態(tài)）。該電路滿足相