555脈沖電路的設(shè)計(jì)

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概述集成555定時(shí)器集成555定時(shí)器555施密特觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器多諧振蕩器

1、概述、理想的脈沖信號(hào)：理想的脈沖信號(hào)：非理想的脈沖信號(hào)：非理想的脈沖信號(hào)：tW0.5U0.5UmUm

脈沖幅度Um:脈沖電壓的最大幅度值；:脈沖電壓的最大幅度值；脈沖幅度脈沖寬度t從脈沖前沿的0.5Um起到脈沖后沿脈沖寬度W:從脈沖前沿的起到脈沖后沿為止的一段時(shí)間。的0.5Um為止的一段時(shí)間。為止的一段時(shí)間

0.9Um0.1Um

tr

tf

上升時(shí)間t脈沖上升沿從脈沖上升沿從0.1Um上升到上升到0.9Um所需的上升時(shí)間r:脈沖上升沿從上升到所需的時(shí)間。時(shí)間。下降時(shí)間t脈沖下降沿從脈沖下降沿從0.9Um下降到下降到0.1Um所需的下降時(shí)間f:脈沖下降沿從下降到所需的時(shí)間。時(shí)間。

tW

T脈沖周期T:脈沖周期：在周期性重復(fù)的脈沖系列兩個(gè)相鄰脈沖間的間隔時(shí)間。中，兩個(gè)相鄰脈沖間的間隔時(shí)間。脈沖頻率f:脈沖頻率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)脈沖重復(fù)的次數(shù)f=1/T。。占空比D:脈沖寬度與脈沖周期的比值占空比：D=tw/T。。

如何獲得脈沖信號(hào)？如何獲得脈沖信號(hào)？(1)利用整形電路對(duì)不符合要求的脈沖信號(hào))進(jìn)行整形；進(jìn)行整形；(2)利用脈沖振蕩器直接產(chǎn)生脈沖信號(hào)；)利用脈沖振蕩器直接產(chǎn)生脈沖信號(hào)；主要介紹中規(guī)模集成電路555定時(shí)器定時(shí)器主要介紹中規(guī)模集成電路以及555定時(shí)器構(gòu)成的幾種脈沖電路：定時(shí)器構(gòu)成的幾種脈沖電路：以及定時(shí)器構(gòu)成的幾種脈沖電路施密特觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器多諧振蕩器

2、集成555定時(shí)器、集成定時(shí)器555定時(shí)器是一種多用途的單片集成電路。555定時(shí)器是一種多用途的單片集成電路。定時(shí)器是一種多用途的單片集成電路在外部配上少許阻容元件，便能構(gòu)成多諧振蕩器、在外部配上少許阻容元件，便能構(gòu)成多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器等電路。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器等電路。(1)555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)與工作原理555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)與工作原理下圖為集成5G7555CMOS定時(shí)器的內(nèi)部電路結(jié)下圖為集成5G7555CMOS定時(shí)器的內(nèi)部電路結(jié)5G7555CMOS構(gòu)圖和規(guī)律符號(hào)。構(gòu)圖和規(guī)律符號(hào)。

(1)電阻分壓器(2)直接復(fù)位端RD))

555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)一、555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)由以下幾部分組成：由以下幾部分組成：三個(gè)阻值為5kΩ的電阻組成的分壓器的電阻組成的分壓器。(1)三個(gè)阻值為5kΩ的電阻組成的分壓器。(2)兩個(gè)電壓比較器C1和C2。電壓比較器的功能：電壓比較器的功能：

v+v-,vO=1v+v-,vO=0觸發(fā)器、(3)基本RS觸發(fā)器、(4)放電三極管T及緩沖器G。

二.工作原

理腳為復(fù)位輸入端(),當(dāng)為低電平日，(1)4腳為復(fù)位輸入端(RD),當(dāng)RD為低電平日，)腳為復(fù)位輸入端不管其他輸入端的狀態(tài)如何，輸出v為低電平。不管其他輸入端的狀態(tài)如何，輸出o為低電平。正常工作時(shí)，應(yīng)將其接高電平。正常工作時(shí)，應(yīng)將其接高電平。腳為電壓控制端，(2)5腳為電壓控制端，當(dāng)其懸空時(shí)，比較器1腳為電壓控制端當(dāng)其懸空時(shí)，比較器C的比較電壓分別為2/3VCC和1/3VCC。和C2的比較電壓分別為腳為觸發(fā)輸入端，腳為閾值輸入端腳為閾值輸入端，(3)2腳為觸發(fā)輸入端，6腳為閾值輸入端，兩端)腳為觸發(fā)輸入端的輸出，的電位高低控制比較器C的電位高低控制比較器1和C2的輸出，從而控觸發(fā)器，制RS觸發(fā)器，決定輸出狀態(tài)。觸發(fā)器決定輸出狀態(tài)。

U’o確定參考電位UI1和UI2兩者都UI1和UI2兩者都小于各自的參考電壓時(shí)，Uo=1,壓時(shí)，Uo=1,放電管截止；管截止；UI1和UI2兩者都UI1和UI2兩者都大于各自的參考電壓時(shí)，Uo=0,壓時(shí)，Uo=0,放電管導(dǎo)通；管導(dǎo)通；

VCC

RD4

vICvI1vI2,vO

856271

5553

vO

3、施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器——具有回差電壓特性，能將邊沿具有回差電壓特性，施密特觸發(fā)器具有回差電壓特性變化緩慢的電壓波形整形為邊沿陡峭的矩形脈沖。變化緩慢的電壓波形整形為邊沿陡峭的矩形脈沖。VCCVCC2RD47

555定時(shí)器構(gòu)成用555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器vIC56

VCC8

R

1.電路組成及工作原理

vO2vO1

vI1vIvI2

55521

3

2.電壓滯回特性和主要參數(shù)(1)電壓滯回特性

(2)主要靜態(tài)參數(shù)上限閾值電壓V上升過(guò)程中，(a)上限閾值電壓T+——vI上升過(guò)程中，輸出電壓vO由高電平OH跳變到低電平OL時(shí)，所對(duì)應(yīng)的輸由高電平V跳變到低電平V入電壓值。入電壓值。VT+=2/3VCC。下限閾值電壓V(b)下限閾值電壓TVT—=1/3VCC。(3)回差電壓VT回差電壓VT=VT+-VT—=1/3VCC—

——vI下降過(guò)程中，vO由低下降過(guò)程中，

跳變到高電平V所對(duì)應(yīng)的輸入電壓值。電平VOL跳變到高電平OH時(shí)，所對(duì)應(yīng)的輸入電壓值。

二.集成施密特觸發(fā)器CMOS集成施密特觸發(fā)器集成施密特觸發(fā)器CC401061.CMOS集成施密特觸發(fā)器CC401062.TTL集成施密特觸發(fā)器74LS14TTL集成施密特觸發(fā)器74LS14集成施密特觸發(fā)器14

VDD6A6Y5A5Y4A4Y

14

VCC6A6Y5A5Y4A4Y

1A11Y22A2Y3A3YVSS34567

1312111098

1A11Y22A2Y3A3YGND34567

1312111098

(a)CC40106

(b)74LS14

三.施密特觸發(fā)器的應(yīng)用舉例1.用作接口電路用作接口電路——將緩慢變化的輸入信號(hào)，轉(zhuǎn)將緩慢變化的輸入信號(hào)，將緩慢變化的輸入信號(hào)換成為

符合TTL系統(tǒng)要求的脈沖波形。系統(tǒng)要求的脈沖波形。換成為符合系統(tǒng)要求的脈沖波形

用作整形電路——把不規(guī)則的輸入信號(hào)整形成2.用作整形電路把不規(guī)則的輸入信號(hào)整形成為矩形脈沖。波形的轉(zhuǎn)換)為矩形脈沖。(波形的轉(zhuǎn)換)

用于脈沖鑒幅——從一系列幅度不同的脈沖信號(hào)3.用于脈沖鑒幅從一系列幅度不同的脈沖信號(hào)選出那些幅度大于V的輸入脈沖。中，選出那些幅度大于VT+的輸入脈沖。

8.4單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器——有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)；在觸有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)發(fā)脈沖作用下，由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)；發(fā)脈沖作用下，由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)；暫穩(wěn)狀態(tài)維一段時(shí)間后，自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài),持tW一段時(shí)間后，自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài),并在其輸出端產(chǎn)生一個(gè)寬度為t的矩形脈沖。生一個(gè)寬度為W的矩形脈沖。尋常把單穩(wěn)態(tài)的暫穩(wěn)態(tài)停留時(shí)間稱(chēng)作延遲時(shí)間，尋常把單穩(wěn)態(tài)的暫穩(wěn)態(tài)停留時(shí)間稱(chēng)作延遲時(shí)間，延遲時(shí)間的長(zhǎng)短僅取決于電路的有關(guān)參數(shù)，遲時(shí)間的長(zhǎng)短僅取決于電路的有關(guān)參數(shù)，而與觸發(fā)脈沖的寬度無(wú)關(guān)。脈沖的寬度無(wú)關(guān)。

1.電路組成及工作原理VCCR7VCC8RD4

1)無(wú)觸發(fā)信號(hào)輸入時(shí)電路工作在穩(wěn)定狀態(tài)=1時(shí)當(dāng)vI=1時(shí)，電路工作在穩(wěn)定狀態(tài)，=0,=0。定狀態(tài)，即vO=0,vC=0。(2)vI下降沿觸發(fā)

vCvIC

vI1vI2

365552150.01FC1

vO

下降沿到達(dá)時(shí)，當(dāng)vI下降沿到達(dá)時(shí)，vO由跳變?yōu)?0跳變?yōu)?,電路由穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)入暫穩(wěn)態(tài)。入暫穩(wěn)態(tài)。

(3)暫穩(wěn)態(tài)的維持時(shí)間在暫穩(wěn)態(tài)期間，截止，充電。在暫穩(wěn)態(tài)期間，三極管T截止，VCC經(jīng)R向C充電。時(shí)間常數(shù)τ1=RC,

vC由0V開(kāi)始增大，在vC上升到2/3VCC之前，電路保開(kāi)始增大，