第十單元脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形電路

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．掌握555定時(shí)器的結(jié)構(gòu)及邏輯功能。2．掌握用555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器的方法，掌握其實(shí)際應(yīng)用。第十單元脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形項(xiàng)目一555定時(shí)器項(xiàng)目二

555定時(shí)器的應(yīng)用項(xiàng)目一555定時(shí)器555定時(shí)器是一種應(yīng)用極其廣泛的集成電路。555定時(shí)器只要外接幾個(gè)電阻、電容元件就可以組成產(chǎn)生脈沖、定時(shí)和對(duì)信號(hào)整形的各種單元電路，如施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器等（一）用555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器555定時(shí)器由3個(gè)5k電阻、兩個(gè)電壓比較器A1和A2、一個(gè)基本RS觸發(fā)器、一個(gè)放電三極管開關(guān)（或放電管）VT和輸出緩沖器G3組成。

555定時(shí)器電路結(jié)構(gòu)及引腳排列芯片采用雙列直插式封裝，各引腳名稱及功能:①

1腳GND為接地端。②8腳VCC為正電源端。TTL的電源電壓為4.5～16V，CMOS的電源電壓為3～18V。③3腳uo為輸出端。TTL的輸出電流可達(dá)200mA，可直接驅(qū)動(dòng)直流繼電器、揚(yáng)聲器、發(fā)光二極管等。④4腳為直接復(fù)位端。時(shí)，555定時(shí)器輸出低電平正常工作時(shí)該腳應(yīng)接高電平。⑤5腳CO為電壓控制端。⑥7腳D為放電端。為置位控制端，也稱低電平觸發(fā)端。⑧6腳TH為復(fù)位控制端，也稱高電平觸發(fā)端高觸發(fā)端TH（6）低觸發(fā)端

（2）清零端（復(fù)位端）

（4）輸出uo（3）放電管VT（7）××00導(dǎo)通＞2/3＞1/310導(dǎo)通＜2/3＜1/311截止＜2/3＞1/31不變不變（二）555定時(shí)器的工作原理555定時(shí)器的功能表項(xiàng)目二

555定時(shí)器的應(yīng)用（一）用555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有兩個(gè)輸出狀態(tài)，一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在外加觸發(fā)脈沖的作用下，它從穩(wěn)態(tài)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，經(jīng)過一段時(shí)間后，電路又自動(dòng)返回到穩(wěn)定狀態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)的維持時(shí)間僅取決于電路本身的定時(shí)元器件參數(shù)，與觸發(fā)脈沖無關(guān)。1.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的電路組成將555定時(shí)器的置位端（2號(hào)引腳）作為電路觸發(fā)輸入端，復(fù)位端（6號(hào)引腳）與放電端（7號(hào)引腳）相連后再與定時(shí)元件R、C連接，用電容器上的電壓控制復(fù)位端。

2.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作波形如圖（b）所示。為輸入觸發(fā)信號(hào)，下降沿有效。輸出低電平是該電路的穩(wěn)定狀態(tài)。（1）接通電源后瞬間，電路有一個(gè)穩(wěn)定的過程，輸出低電平時(shí)，電路進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。此時(shí)基本RS觸發(fā)器置0，放電管VT導(dǎo)通，電容C兩端的電壓輸出電壓為低電平。3.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的用途（1）定時(shí)。改變外接元件R、C的值，輸出脈沖寬度可在數(shù)微秒到數(shù)十秒范圍內(nèi)變化，實(shí)現(xiàn)定時(shí)作用。（2）整形。外接元件R、C的值一定時(shí)，輸出脈沖的幅度和寬度是一定的。將不規(guī)則的脈沖信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)，加到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入端，合理選擇定時(shí)元件，可以把過窄或過寬的脈沖信號(hào)整定為固定寬度的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)，也可以輸入窄的負(fù)脈沖觸發(fā)信號(hào)，得到較寬的正脈沖信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖的整形，如圖10-4所示。（3）延時(shí)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出信號(hào)的矩形脈沖比輸入觸發(fā)信號(hào)的下降沿延遲了一段時(shí)間，這是延時(shí)作用。4.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用實(shí)例觸摸定時(shí)控制開關(guān)電路（二）用555定時(shí)器構(gòu)成無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（多諧振蕩器）不需外加輸入信號(hào)就能產(chǎn)生矩形脈沖的自激振蕩電路，稱為脈沖信號(hào)發(fā)生器。該電路具有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，能自動(dòng)地在這兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間連續(xù)切換，產(chǎn)生一定幅值、一定頻率和一定脈寬的矩形脈沖信號(hào)。由于矩形脈沖含有多種諧波成分，無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器又稱為多諧振蕩器。1.多諧振蕩器的電路組成電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：復(fù)位控制端6與置位控制端2相連并接到定時(shí)電容上，R1、R2的接點(diǎn)與放電端7相連，控制端CO（5）不用，外接0.01μF的電容后接地。2.多諧振蕩器的工作原理3.多諧振蕩器的應(yīng)用實(shí)例

液位監(jiān)控報(bào)警電路(三）用555定時(shí)器構(gòu)成施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器是一種電平觸發(fā)的特殊雙穩(wěn)態(tài)電路，它能把輸入波形整形為標(biāo)準(zhǔn)的矩形脈沖。它有兩個(gè)閾值電壓，即上限閾值電壓和下限閾值電壓。當(dāng)輸入電壓大于上限閾值電壓時(shí)，輸出為低電平；當(dāng)輸入電壓低于下限閾值電壓時(shí)，輸出為高電平。1.施密特觸發(fā)器的電路組成將555將復(fù)位控制端6與置位控制端2連在一起作為信號(hào)輸入端，3為輸出端，就可構(gòu)成施密特觸發(fā)器。2.施密特觸發(fā)器的電路符號(hào)和電壓傳輸特性3.施密特觸發(fā)器的工作原理4．施密特觸發(fā)器的應(yīng)用實(shí)例TTL邏輯電壓檢測(cè)器5.施密特觸發(fā)器的用途（1）波形變換。如圖10-13所示為施密特觸發(fā)器的波形變換電路的輸入、輸出波形。施密特觸發(fā)器可以把邊沿變化緩慢的周期性信號(hào)變換成矩形波。（2）整形。圖10-14為施密特觸發(fā)器用于整形電路的輸入、輸出波形。它把不規(guī)則的輸入波形整