楊志忠數(shù)電(第3版)7-脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形

1、鏈接演示文稿主頁(yè)面第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路第第 7 章脈沖產(chǎn)生與整形電路章脈沖產(chǎn)生與整形電路 概述概述 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器多諧振蕩器多諧振蕩器本章小結(jié)本章小結(jié)555 定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)及其邏輯功能定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)及其邏輯功能第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)主要要求：主要要求： 了解脈沖信號(hào)產(chǎn)生與整形的方法。了解脈沖信號(hào)產(chǎn)生與整形的方法。 了解脈沖波形的主要參數(shù)。了解脈沖波形的主要參數(shù)。 7.1 概概 述述第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)Umtrtf TtW 脈脈 沖沖 幅幅 度度 U

2、m： 脈沖上升時(shí)間脈沖上升時(shí)間 tr：脈沖下降時(shí)間脈沖下降時(shí)間 tf：脈脈 沖沖 寬寬 度度 tW ：脈脈 沖沖 周周 期期 T ：脈脈 沖沖 頻頻 率率 f ： 占占 空空 比比 q ：脈沖電壓變化的最大值脈沖電壓變化的最大值 脈沖波形從脈沖波形從 0.1Um 上升到上升到 0.9Um 所需的時(shí)間所需的時(shí)間 脈沖上升沿脈沖上升沿 0.5Um 到下降沿到下降沿 0.5Um 所需的時(shí)間所需的時(shí)間 脈沖波形從脈沖波形從 0.9Um 下降到下降到 0.1Um 所需的時(shí)間所需的時(shí)間 周期脈沖中相鄰兩個(gè)波形重復(fù)出現(xiàn)所需的時(shí)間周期脈沖中相鄰兩個(gè)波形重復(fù)出現(xiàn)所需的時(shí)間 1 秒內(nèi)脈沖出現(xiàn)的次數(shù)秒內(nèi)脈沖出現(xiàn)的次

3、數(shù) f = 1/T 脈沖寬度脈沖寬度 tw 與脈沖周期與脈沖周期 T 的比值的比值 q = tw/T 一、脈沖波形的主要參數(shù)一、脈沖波形的主要參數(shù) 第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)主要用以主要用以將緩慢變化將緩慢變化或快速變化的或快速變化的非矩形脈沖變換非矩形脈沖變換成陡峭的矩形脈沖。成陡峭的矩形脈沖。 常用的有施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。常用的有施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 獲取脈沖信獲取脈沖信號(hào)的方法號(hào)的方法 脈沖信號(hào)產(chǎn)生與脈沖信號(hào)產(chǎn)生與整形電路整形電路的實(shí)現(xiàn)的實(shí)現(xiàn)是一種多用途集成電路，只要外接少量阻容元件就可構(gòu)成施是一種多用途集成電路，只要外接少量阻容元件就可

4、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，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，應(yīng)用廣泛。應(yīng)用廣泛。 用多諧振蕩器直接產(chǎn)生。用多諧振蕩器直接產(chǎn)生。 用用整形電路整形電路對(duì)已有波形進(jìn)行整形、變換。對(duì)已有波形進(jìn)行整形、變換。 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 主要用以將寬度不符合要求的脈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。沖變換成符合要求的矩形脈沖。用門電路構(gòu)成。用門電路構(gòu)成。 用專用的集成電路。用專用的集成電路。 用用 555 定時(shí)器定時(shí)器構(gòu)成。構(gòu)成。 二、脈沖信號(hào)產(chǎn)生與整形的方法二、脈沖信號(hào)產(chǎn)生與整形的方法 第第 7 章

5、章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)主要要求：主要要求： 了解了解 555 定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)，定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)，掌握其符號(hào)和功能。掌握其符號(hào)和功能。7.2 555 定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)及其邏輯功能定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)及其邏輯功能 了解了解 555 定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)，定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)，掌握其符號(hào)和功能。掌握其符號(hào)和功能。第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)555 定時(shí)器簡(jiǎn)介定時(shí)器簡(jiǎn)介 555 定時(shí)器是一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便靈活、定時(shí)器是一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便靈活、用途廣泛的多功能電路。它的電源電壓范圍寬用途廣泛的多功能電路。它的電源電壓范圍寬( (TTL 55

6、5 定時(shí)器為定時(shí)器為 5 16 V，CMOS 555 定時(shí)器為定時(shí)器為 3 18 V) )，可可提供與提供與 TTL 及及 CMOS 數(shù)字電路兼容的接口電平，還數(shù)字電路兼容的接口電平，還可可輸出一定功率輸出一定功率，驅(qū)動(dòng)微電機(jī)、指示燈、揚(yáng)聲器等。，驅(qū)動(dòng)微電機(jī)、指示燈、揚(yáng)聲器等。TTL 單定時(shí)器型號(hào)單定時(shí)器型號(hào)的最后的最后 3 位數(shù)字位數(shù)字為為 555，雙定時(shí)，雙定時(shí)器的為器的為 556；CMOS 單定時(shí)器單定時(shí)器的最后的最后 4 位數(shù)位數(shù)為為 7555，雙，雙定時(shí)器的為定時(shí)器的為 7556。它們的邏輯功能和外部引線排列完全它們的邏輯功能和外部引線排列完全相同。相同。 7.2.1 555 定時(shí)器

7、的電路結(jié)構(gòu)定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)C1C2G3QQG1G2RSVRRRUR1UR2G4555 定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)與符號(hào)定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)與符號(hào) UR1UR2 構(gòu)成構(gòu)成電阻分電阻分壓器壓器，為比較器，為比較器 C1、C2 提供兩個(gè)基提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓準(zhǔn)電壓: UR1 =( (2/3) )VDD， UR2 =( (1/3) )VDD。 輸出輸出緩沖器緩沖器構(gòu)成構(gòu)成基本基本 RS 觸發(fā)觸發(fā)器器，決定電路輸出。，決定電路輸出。MOS 開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)管構(gòu)成構(gòu)成電壓比電壓比較器較器，比較，比較 TH 與與 UR1 和和TR 與與 UR2 的大小。的大小。第第 7

8、章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)555 定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)與符號(hào)定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)與符號(hào) C1C2G3QQG1G2RSVRRRUR1UR2G4GNDVDDRDOUTCO555THTRDIS電路符號(hào)電路符號(hào)627153843OUT輸出端輸出端 8VDD電源端電源端 4RD直接置直接置0 0端端 DIS 7放電端放電端 TH 6閾值輸入端閾值輸入端 TR 2觸發(fā)輸入端觸發(fā)輸入端 CO 5控制電壓輸入端控制電壓輸入端 GND1接地端接地端 第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)定時(shí)器定時(shí)器 CC7555 的的工作原理工作原理 7.2.2 555 定時(shí)器的邏輯功能定

9、時(shí)器的邏輯功能當(dāng)當(dāng) TH 端電壓大于端電壓大于UR1= VDD，TR 端電壓大于端電壓大于UR2= V DD時(shí)，電壓時(shí)，電壓比較器比較器 C1 和和C2 分別輸出分別輸出 R=1 1、S=0 0，基本基本 RS 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 0 0，Q =0 0、Q = 1 1， 輸出輸出 uO =0 ，這時(shí)，這時(shí) MOS 管管 V 導(dǎo)通。導(dǎo)通。1323當(dāng)當(dāng) TH 端電壓小于端電壓小于UR1= VDD，TR 端電壓小于端電壓小于UR2= V DD時(shí)，電壓時(shí)，電壓比較器比較器 C1 和和C2 輸出輸出 R= 0 0、S=1 1，基本，基本 RS 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 1 1，Q =1 1、Q = 0 0， 輸出

10、輸出 uO =1 ，這時(shí)，這時(shí) MOS 管管 V 截止。截止。1323當(dāng)當(dāng) TH 端電壓小于端電壓小于UR1= VDD，TR 端電壓大于端電壓大于UR2= V DD時(shí)，電壓時(shí)，電壓比較器比較器 C1 和和C2 分別分別 R= 0 0、S=0 0，基本，基本 RS觸發(fā)器置保持原狀態(tài)不變。輸出觸發(fā)器置保持原狀態(tài)不變。輸出 uO 保持不變。保持不變。1323第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)定時(shí)器定時(shí)器 CC7555 的的功能表功能表 不變不變不變不變1 1截止截止1 11 1導(dǎo)通導(dǎo)通0 01 1導(dǎo)通導(dǎo)通0 00 0V 狀態(tài)狀態(tài)OUT (uO) )RDTRTH輸輸 出出 輸

11、輸 入入DD32VDD32VDD31VDD31VDD31VDD32V7.2.2 555 定時(shí)器的邏輯功能定時(shí)器的邏輯功能第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)7.3 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器主要要求：主要要求： 理解施密特觸發(fā)器的邏輯功能、工作特點(diǎn)。理解施密特觸發(fā)器的邏輯功能、工作特點(diǎn)。理解施密特觸發(fā)器的典型應(yīng)用。理解施密特觸發(fā)器的典型應(yīng)用。了解用了解用 555 定時(shí)器構(gòu)成施密特觸發(fā)器的方法。定時(shí)器構(gòu)成施密特觸發(fā)器的方法。第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)7.3.1 施密特觸發(fā)器的邏輯符號(hào)和電壓傳輸特性施密特觸發(fā)器的邏輯符號(hào)和電壓傳輸特性 Sch

12、mitt Trigger一、施密特觸發(fā)器的邏輯符號(hào)一、施密特觸發(fā)器的邏輯符號(hào) uO1uI施密特觸發(fā)器的邏輯符號(hào)施密特觸發(fā)器的邏輯符號(hào)(a)反相輸出邏輯符號(hào)；反相輸出邏輯符號(hào)； (b)同向輸出邏輯符號(hào)同向輸出邏輯符號(hào)uO2uI(a) (b)第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)UOLUOH二、施密特觸發(fā)器的傳輸特性二、施密特觸發(fā)器的傳輸特性 UT = UT+ - - UT- -回差電壓回差電壓施密特觸發(fā)施密特觸發(fā)器工作特點(diǎn)器工作特點(diǎn) ( (1) )允許輸入允許輸入信號(hào)為信號(hào)為緩慢變化緩慢變化的信號(hào)。的信號(hào)。 ( (2) )有有兩個(gè)閾值兩個(gè)閾值電壓。電壓。 ( (3) )有兩

13、個(gè)穩(wěn)態(tài)。有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)。 UT+OuOuI正向閾值電壓正向閾值電壓負(fù)向閾值電壓負(fù)向閾值電壓 當(dāng)當(dāng) uI 從小增大時(shí)，從小增大時(shí)，經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò) UT+ 處才能使輸處才能使輸出發(fā)生躍變。出發(fā)生躍變。UT- - 當(dāng)當(dāng)uI從大減小從大減小時(shí)，經(jīng)過(guò)時(shí)，經(jīng)過(guò)UT- -處才能處才能使輸出發(fā)生躍變。使輸出發(fā)生躍變。第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)VDDRDOUTCOTHTRDIS7.3.2 用用 555 定時(shí)器組成施密特觸發(fā)器定時(shí)器組成施密特觸發(fā)器 一、一、電路組成電路組成 uIuO第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)OuOtOuItUOH( (2/3) )VDD(

14、 (1/3) )VDDUOL 二、二、工作原理工作原理當(dāng)輸入電壓當(dāng)輸入電壓 uIVDD 時(shí)，比較器時(shí)，比較器 C1 和和 C2 分別輸出分別輸出 R= 0、S =1， 觸發(fā)器觸發(fā)器置置 1，Q = 1，輸出，輸出 uO 為高電平為高電平 UOH。13當(dāng)輸入電壓當(dāng)輸入電壓 VDD uI VDD時(shí)時(shí)，比較器比較器 C1 和和 C2 輸出輸出 R= 0、S =0， 觸發(fā)觸發(fā)器保持器保持 1 狀態(tài)不變，狀態(tài)不變， 輸出輸出 uO = UOH不變。不變。2313當(dāng)輸入電壓當(dāng)輸入電壓 uIVDD 時(shí)時(shí)，比較器比較器 C1 和和 C2 輸出輸出 R= 1、S =0， 觸發(fā)器觸發(fā)器 0，Q = 0，輸出，輸出

15、 uO 為由高電平為由高電平 UOH 躍到低躍到低電平電平 UOL 。所以，施密特觸發(fā)器的正向。所以，施密特觸發(fā)器的正向閾值電壓閾值電壓 UT+ = VDD。2323第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)OuOtOuItUOH( (2/3) )VDD( (1/3) )VDDUOL 二、二、工作原理工作原理當(dāng)輸入電壓由大于當(dāng)輸入電壓由大于 VDD下降到下降到 VDD uI VDD 時(shí)，比較器時(shí)，比較器 C1 和和 C2 輸出輸出 R= 0、S =0， 觸發(fā)器保持觸發(fā)器保持 0 狀狀態(tài)不變，輸出態(tài)不變，輸出 uO保持低電平保持低電平 UOL不變。不變。232313當(dāng)輸入電壓下

16、降到當(dāng)輸入電壓下降到 uI VDD時(shí)時(shí)，比較器比較器 C1 和和 C2 輸出輸出 R =0、S =1， 觸發(fā)觸發(fā)器置器置 1 ， Q = 1，輸出，輸出 uO 由低電平由低電平 UOL 躍到高電平躍到高電平 UOH。所以，施密特觸發(fā)器。所以，施密特觸發(fā)器的負(fù)向閾值電壓的負(fù)向閾值電壓 UT- = VDD。1313第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)OuOtOuItUOH( (2/3) )VDD( (1/3) )VDDUOL 二、二、工作原理工作原理555 定時(shí)器的定時(shí)器的功能表功能表 不變不變不變不變1 1截止截止1 11 1導(dǎo)通導(dǎo)通0 01 1導(dǎo)通導(dǎo)通0 00 0V 狀

17、態(tài)狀態(tài)OUT (uO) )RDTRTH輸輸 出出 輸輸 入入DD32VDD32VDD31VDD31VDD31VDD32V第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)電壓傳輸特性為反相電壓傳輸特性為反相輸出的滯回特性輸出的滯回特性0uOuIUOL( (1/3) )VDD( (2/3) )VDDUOH UT+ = ( (2/3) )VDD UT- - = ( (1/3) )VDD回差電壓：回差電壓： UT = UT+ - - UT- - = ( (1/3) )VDD 三、傳輸特性三、傳輸特性第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)雙雙4輸入施密特輸入施密特與非與

18、非門門邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)1ACT74LS132A2C2B2D1Y2Y1D1B1C六施密特反相器六施密特反相器邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)1A2A3A4A5A6A1Y2Y3Y4Y5Y6YCT7414輸出邏輯輸出邏輯表達(dá)式為表達(dá)式為Y=A輸出邏輯表輸出邏輯表達(dá)式為達(dá)式為Y=ABCD7.3.3 集成施密特觸發(fā)器集成施密特觸發(fā)器一、一、TTL集成施密特觸發(fā)器集成施密特觸發(fā)器第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)TTL 集成施密特觸發(fā)門電路一些重要參數(shù)的典型值集成施密特觸發(fā)門電路一些重要參數(shù)的典型值 tPHLPHL8.7542.5典型延遲時(shí)間典型延遲時(shí)間/ns8.825.58.625.5典型典型

19、UT+ /V典型每門典型每門功耗功耗/mW雙雙 4 輸入輸入與非與非門門四四 2 輸入輸入與非與非門門六反六反相器相器電路電路名稱名稱CT74LS13CT7413CT74LS132CT74132CT74LS14CT7414型號(hào)型號(hào)tPLHPLH典型典型UT- /V典型典型UT /V1.61.71.61.71.61.70.80.90.80.90.80.90.80.80.80.80.80.8181515151515151815151515TTL 施密特觸發(fā)器的特點(diǎn)施密特觸發(fā)器的特點(diǎn) (1) 可將變化緩慢的信號(hào)變換成上升沿和下降沿都很可將變化緩慢的信號(hào)變換成上升沿和下降沿都很陡直的脈沖信號(hào)。陡直的脈

20、沖信號(hào)。 (2) 具有閾值電壓和回差電壓溫度補(bǔ)償。具有閾值電壓和回差電壓溫度補(bǔ)償。 (3) 具有很強(qiáng)的抗干擾能力。具有很強(qiáng)的抗干擾能力。第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)六施密特反相器六施密特反相器邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)1A2A3A4A5A6A1Y2Y3Y4Y5Y6YCC40106輸出邏輯輸出邏輯表達(dá)式為表達(dá)式為Y=A7.3.3 集成施密特觸發(fā)器集成施密特觸發(fā)器二、二、CMOS 集成施密特觸發(fā)器集成施密特觸發(fā)器四四2輸入施密特輸入施密特與非與非門門邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)1ACC40933A4A3B4B1Y2Y3Y4Y2B1B2A輸出邏輯輸出邏輯表達(dá)式為表達(dá)式為Y=AB第第 7 章

21、章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)CMOS 施密特觸發(fā)門電路一些重要參數(shù)施密特觸發(fā)門電路一些重要參數(shù) CMOS 集成施密特觸發(fā)器的特點(diǎn)集成施密特觸發(fā)器的特點(diǎn) (1) 可將變化緩慢的信號(hào)變換成上升沿和下降沿都很陡直可將變化緩慢的信號(hào)變換成上升沿和下降沿都很陡直的脈沖信號(hào)。的脈沖信號(hào)。 (2) 在電源電壓在電源電壓VDD一定時(shí)，觸發(fā)閾值電壓穩(wěn)定，但其值一定時(shí)，觸發(fā)閾值電壓穩(wěn)定，但其值會(huì)隨會(huì)隨VDD變化。變化。 (3) 電源電壓電源電壓VDD變化范圍寬，輸入阻抗高，功耗極小。變化范圍寬，輸入阻抗高，功耗極小。 (4) 抗干擾能力很強(qiáng)?？垢蓴_能力很強(qiáng)。平均傳輸平均傳輸延遲時(shí)間延遲時(shí)間 t

22、pd/ns1510515105UT+ /VVDD/V最小值最小值 最大值最大值四四 2 輸入輸入與非與非門門六反六反相器相器電路電路名稱名稱CC4093CC40106型號(hào)型號(hào)UT- /VUT /V 6.8 10.8 4.6 7.1 2.2 3.6 0.9 2.8130180380120140280最小值最小值 最大值最大值最小值最小值 最大值最大值 6.8 10.8 4.6 7.1 2.2 3.6 2.5 5.2 4.0 7.4 0.9 2.8 2.5 5.2 4.0 7.4 0.3 1.6 1.2 3.4 1.6 5.0 0.3 1.6 1.2 3.4 1.6 5.0第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生

23、與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)OuItuOUT+UT- -Ot一、脈沖波形變換一、脈沖波形變換 將三角波、正弦波和其他將三角波、正弦波和其他不規(guī)則信號(hào)變換成矩形脈沖。不規(guī)則信號(hào)變換成矩形脈沖。 UOHUOL 當(dāng)當(dāng) uI UT+ 后，后，uO = UOL ；當(dāng)當(dāng) uI下降到小于下降到小于 UT- - 時(shí)，時(shí)，uO 才躍變到才躍變到 UOH。 當(dāng)當(dāng) uI VDD，TH = uC 0 VDD，TH = uI VDD，因此，因此 uO 為低為低電平，電平，V 導(dǎo)通，電容導(dǎo)通，電容 C 經(jīng)放電管經(jīng)放電管 V 迅速迅速放電完畢，放電完畢，uC 0 V。132323第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈

24、沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè) 2. 觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài) 二、二、工作原理工作原理uCOtOuOtUOLUOH tWDD32VOtUIHDD31VuIVDDUILUOH充電充電當(dāng)輸入當(dāng)輸入 uI 由高電平躍變?yōu)榈碗娖接筛唠娖杰S變?yōu)榈碗娖? (應(yīng)小于應(yīng)小于 VDD ) )時(shí)，使時(shí)，使 TR=UIL VDD ，而而TH = uC 0 V VDD，因此，因此 uO 躍變躍變?yōu)楦唠娖剑M(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)為高電平，進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，這時(shí)放電管，這時(shí)放電管 V截止，截止，VDD 又經(jīng)又經(jīng) R 向向 C 充電，充電，uC 上升上升。132313第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè) 3. 自動(dòng)返

25、回穩(wěn)定狀態(tài)自動(dòng)返回穩(wěn)定狀態(tài) 二、二、工作原理工作原理uCOtOuOtUOLUOH tWDD32VOtUIHDD31VuIVDDUOLUIH放電放電V這時(shí)這時(shí) uI 必須已必須已恢復(fù)為高電平恢復(fù)為高電平TH VDD23當(dāng)當(dāng) uC 上升到上升到 uC VDD時(shí)時(shí)， TH = uC VDD，而，而 TR = uI = UIH ( (大于大于 VDD ) )，因此，因此 uO 重新躍變?yōu)榈碗娖?。重新躍變?yōu)榈碗娖?。同同時(shí)，放電管導(dǎo)通，時(shí)，放電管導(dǎo)通，C 經(jīng)經(jīng) V 迅速放電迅速放電 uC 0 V，放電完畢后，電路返回穩(wěn)態(tài)。放電完畢后，電路返回穩(wěn)態(tài)。132323第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整

26、形電路返回首頁(yè) 例例 用上述單穩(wěn)態(tài)電路輸出定時(shí)用上述單穩(wěn)態(tài)電路輸出定時(shí)時(shí)間為時(shí)間為1 s 的的正脈沖，正脈沖，R = 27 k ，試確定定時(shí)元件試確定定時(shí)元件 C 的取值。的取值。 三、輸出脈沖寬度的計(jì)算三、輸出脈沖寬度的計(jì)算uCOtOuOtUOLUOH tWDD32VOtUIHDD31VuIVDD輸出脈沖寬度輸出脈沖寬度 tW 即為暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)即為暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間，主要取決于充放電元件間，主要取決于充放電元件 R、C。 該電路為不可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)，且要該電路為不可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)，且要求輸入負(fù)脈寬小于輸出脈寬求輸入負(fù)脈寬小于輸出脈寬 tW 。解：解：因?yàn)橐驗(yàn)?tW 1.1 RC故故可取標(biāo)稱值可取標(biāo)稱

27、值 33 F。F33.7k271 . 1s11 . 1WO RtC估算公式估算公式 tW 1.1 RC第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)GNDVDDRDOUTCO555THTRDISVDD0.01 FRCuIuOCdRd四、具有四、具有 RC 輸入微分電路的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸入微分電路的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器當(dāng)輸入當(dāng)輸入 uI 負(fù)脈沖寬度大于輸出脈沖寬度負(fù)脈沖寬度大于輸出脈沖寬度 t W 時(shí)，時(shí)，需在需在 TR 端和輸入觸發(fā)信號(hào)端和輸入觸發(fā)信號(hào) uI 之間接入之間接入 RdCd 微分電微分電路后，電路才能正常工作。路后，電路才能正常工作。VDDRdCd第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形

28、電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)集集成成單單穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)觸觸發(fā)發(fā)器器暫穩(wěn)態(tài)期間如再次被觸發(fā)，對(duì)原暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)期間如再次被觸發(fā)，對(duì)原暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間無(wú)影響，輸出脈沖寬度時(shí)間無(wú)影響，輸出脈沖寬度 tW 仍從第一次觸仍從第一次觸發(fā)開(kāi)始計(jì)算。發(fā)開(kāi)始計(jì)算。 暫穩(wěn)態(tài)期間如再次被觸發(fā)，輸出脈沖寬暫穩(wěn)態(tài)期間如再次被觸發(fā)，輸出脈沖寬度可在此前暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間的基礎(chǔ)上再展寬度可在此前暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間的基礎(chǔ)上再展寬 tW 。 可可重重復(fù)復(fù)觸觸發(fā)發(fā)型型 非非重重復(fù)復(fù)觸觸發(fā)發(fā)型型 uOuI1uOuI限定符號(hào)限定符號(hào)“1 ”表示不可重復(fù)觸發(fā)型單穩(wěn)表示不可重復(fù)觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。態(tài)觸發(fā)器。限定符號(hào)限定符號(hào)“ ”“ ”表表示可重復(fù)觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)示可重

29、復(fù)觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。觸發(fā)器。 7.4.2 集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)單單穩(wěn)穩(wěn)工工作作波波形形舉舉例例單穩(wěn)輸出波形單穩(wěn)輸出波形非重復(fù)觸發(fā)型非重復(fù)觸發(fā)型 單穩(wěn)輸出波形單穩(wěn)輸出波形可重復(fù)觸發(fā)型可重復(fù)觸發(fā)型 輸入波形輸入波形OuItOuOtOuOttWtWtWtW暫穩(wěn)態(tài)期間暫穩(wěn)態(tài)期間不能再次觸發(fā)。不能再次觸發(fā)。暫穩(wěn)態(tài)期間能再暫穩(wěn)態(tài)期間能再次觸發(fā)。其輸出脈寬次觸發(fā)。其輸出脈寬將在原暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間基將在原暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間基礎(chǔ)上再展寬礎(chǔ)上再展寬 tW 。觸發(fā)脈沖到來(lái)觸發(fā)脈沖到來(lái)時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)為暫時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)態(tài)，經(jīng)暫穩(wěn)態(tài)持穩(wěn)態(tài)，經(jīng)暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間續(xù)時(shí)

30、間 tW 后自動(dòng)回后自動(dòng)回到穩(wěn)態(tài)。到穩(wěn)態(tài)。外觸發(fā)脈沖未來(lái)外觸發(fā)脈沖未來(lái)時(shí)，輸出為穩(wěn)態(tài)。時(shí)，輸出為穩(wěn)態(tài)。第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 CT74121 的邏輯圖的邏輯圖一、非重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一、非重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1. 電路組成與邏輯符號(hào)電路組成與邏輯符號(hào)輸入觸發(fā)輸入觸發(fā)脈沖控制電路脈沖控制電路輸出緩沖級(jí)輸出緩沖級(jí)微分型單穩(wěn)態(tài)微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器觸發(fā)器第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)一、非重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一、非重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1. 電路組成與邏輯符號(hào)電路組成與邏輯符號(hào)有有 3 個(gè)個(gè)觸發(fā)信號(hào)輸觸發(fā)信號(hào)輸入

31、端，入端，TR- -A和和 TR- -B 用負(fù)用負(fù)脈沖觸發(fā)，脈沖觸發(fā)， TR+ 用正脈用正脈沖觸發(fā)。沖觸發(fā)。 有有 2 個(gè)互補(bǔ)輸出端個(gè)互補(bǔ)輸出端TR+TR- -BTR- -AQQRI CX RX/CXRintCextRext/CextRI CX RX/CX不可重復(fù)觸發(fā)型不可重復(fù)觸發(fā)型單穩(wěn)的限定符號(hào)單穩(wěn)的限定符號(hào) 外接定時(shí)元件端外接定時(shí)元件端 “”號(hào)表示非邏號(hào)表示非邏輯連接，即沒(méi)有任何邏輯連接，即沒(méi)有任何邏輯信息的連接，例如外輯信息的連接，例如外接接 R、C 和和 VCC 等。等。 第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)負(fù)脈沖觸發(fā)應(yīng)用舉例負(fù)脈沖觸發(fā)應(yīng)用舉例RI CX RX/

32、CXTR+TR- -BTR- -AQQ+VCC+VCC 欲負(fù)脈沖觸發(fā)，則將欲負(fù)脈沖觸發(fā)，則將觸發(fā)脈沖從觸發(fā)脈沖從 TR- -A 或或 TR- -B 加入加入，而而 TR+ 接接 1 1。 CT74121 可可正脈沖正脈沖觸發(fā)，觸發(fā)，也可也可負(fù)脈沖負(fù)脈沖觸發(fā)。觸發(fā)。QTR- -B2. 工作原理工作原理 CT74121 的功能表的功能表 0 00 01 11 11 11 11 11 10 0111 10 00 01 10 01 10 01 10 01 10 0QQTR+TR- -BTR- -A輸輸 出出輸輸 入入第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)正脈沖觸發(fā)應(yīng)用舉例正脈沖觸

33、發(fā)應(yīng)用舉例RI CX RX/CXuO+VCCuITR+ 欲正脈沖觸發(fā)，則將觸欲正脈沖觸發(fā)，則將觸發(fā)脈沖從發(fā)脈沖從 TR+ 加入加入，而而 TR- -A 和和 TR- -B 至少有一接至少有一接0 0。uIuO2. 工作原理工作原理 CT74121 的功能表的功能表 0 00 01 11 11 11 11 11 10 01 11 11 10 00 01 10 01 10 01 10 01 10 0QQTR+TR- -BTR- -A輸輸 出出輸輸 入入第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)2. 邏輯功能邏輯功能單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器CT74121 的工作波形的工作波形 在暫

34、穩(wěn)態(tài)期間再次進(jìn)在暫穩(wěn)態(tài)期間再次進(jìn)行觸發(fā)時(shí)，對(duì)暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間行觸發(fā)時(shí)，對(duì)暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間沒(méi)有影響。沒(méi)有影響。第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)3. 輸出脈沖寬度的計(jì)算輸出脈沖寬度的計(jì)算RI CX RX/CXTR+TR- -BTR- -AQQ懸空不接懸空不接CextRextVCC一般接法一般接法tW 0.7 RextCext通常?。和ǔＨ。篟ext = 2 40 k ，Cext = 10 pF 10 F。當(dāng)輸出脈寬不大時(shí)，當(dāng)輸出脈寬不大時(shí)，可用內(nèi)部電阻可用內(nèi)部電阻 Rint = 2 k 取代取代 Rext ，接法如下：，接法如下：RI CX RX/CXTR+TR- -BTR- -A

35、QQCext+VCCtW 0.7 RintCext第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)1RD1TR- -1TR+ +1Q1Q1Cext1Rext /Cext2TR- -2TR+ +2RD2Cext2Rext /Cext2Q2Q二、可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器二、可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1. 邏輯符號(hào)邏輯符號(hào) 有兩個(gè)觸有兩個(gè)觸發(fā)信號(hào)輸入端，發(fā)信號(hào)輸入端，1TR- -用負(fù)脈沖用負(fù)脈沖觸發(fā)，觸發(fā)，1TR+ 用正脈沖觸發(fā)。用正脈沖觸發(fā)。 可重可重復(fù)觸發(fā)型復(fù)觸發(fā)型單穩(wěn)的限單穩(wěn)的限定符號(hào)定符號(hào) 互補(bǔ)互補(bǔ)輸出輸出 直接復(fù)位直接復(fù)位端為端為1RD，低，低電平有效。電平有效。 CT74HC123

36、由兩個(gè)獨(dú)由兩個(gè)獨(dú)立的可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)組成。立的可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)組成。 第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)2. 邏輯功能邏輯功能CT74HC123 的功能表的功能表 1 11 10 01 10 01 11 10 00 01 11 10 01 11 11 10 00 0QQTR+TR- -RD D輸輸 出出輸輸 入入下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)上升沿上升沿觸發(fā)觸發(fā)穩(wěn)穩(wěn) 定定狀狀 態(tài)態(tài)復(fù)復(fù) 位位說(shuō)說(shuō) 明明第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)2. 邏輯功能邏輯功能單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器CT74HC123 的工作波形的工作波形 第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈

37、沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)3. 輸出脈沖寬度的估算輸出脈沖寬度的估算 可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 CC74HC123 的輸出脈沖的輸出脈沖寬度寬度 tW 可用下式估算可用下式估算 tW RC 對(duì)于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器對(duì)于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 CT74LS123，在電容，在電容 C 1000pF時(shí)，其輸出脈沖寬度時(shí)，其輸出脈沖寬度 tW 可用下式估算可用下式估算 tW 0.45RC第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)二、脈沖定時(shí)二、脈沖定時(shí) 一、脈沖整形一、脈沖整形 由于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可產(chǎn)生寬度和幅度都符合要求的矩形脈由于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可產(chǎn)生寬度和幅度都符合要求的矩形脈沖，因

38、此，可利用它來(lái)作定時(shí)電路。沖，因此，可利用它來(lái)作定時(shí)電路。 7.4.3 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)用脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離傳輸后，其邊沿會(huì)變差或疊加了某些脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離傳輸后，其邊沿會(huì)變差或疊加了某些干擾，這時(shí)可利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進(jìn)行整形。將這些受到干擾的干擾，這時(shí)可利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進(jìn)行整形。將這些受到干擾的脈沖信號(hào)加到脈沖信號(hào)加到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入端，輸出便可得到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入端，輸出便可得到符合要求符合要求的矩形脈沖。的矩形脈沖。第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)二、脈沖定時(shí)二、脈沖定時(shí) 由由CT74121組成的定時(shí)電路組成的定時(shí)電路 某生產(chǎn)線上有某生產(chǎn)

39、線上有3道加工工序，要求第道加工工序，要求第 1 道工序加工道工序加工10s，第，第 2 道工序加工道工序加工 20s，第，第 3 道加工工序加工道加工工序加工 30s。當(dāng)要求對(duì)這當(dāng)要求對(duì)這 3 道工序的加工進(jìn)行自動(dòng)控制時(shí)，則可用道工序的加工進(jìn)行自動(dòng)控制時(shí)，則可用 3片集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器片集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 CT74121 串接起來(lái)實(shí)現(xiàn)。串接起來(lái)實(shí)現(xiàn)。第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)二、脈沖定時(shí)二、脈沖定時(shí) 工作波形工作波形 某生產(chǎn)線上有某生產(chǎn)線上有3道加工工序，要求第道加工工序，要求第 1 道工序加工道工序加工10s，第，第 2 道工序加工道工序加工 20s，第，第

40、3 道加工工序加工道加工工序加工 30s。當(dāng)要求對(duì)這當(dāng)要求對(duì)這 3 道工序的加工進(jìn)行自動(dòng)控制時(shí)，則可用道工序的加工進(jìn)行自動(dòng)控制時(shí)，則可用 3片集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器片集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 CT74121 串接起來(lái)實(shí)現(xiàn)。串接起來(lái)實(shí)現(xiàn)。由由CT74121組成的定時(shí)電路組成的定時(shí)電路第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)若已知若已知 Rext = 10 k ，Cext = 1 F則可得則可得 tW 0.7 RextCext = 7 msRI CX RX/CXQ+VCCuIRextCextQOuItOuOt脈脈沖沖展展寬寬電電路路和和工工作作波波形形三、三、脈沖展寬脈沖展寬 tW接成正脈沖

41、接成正脈沖觸發(fā)方式觸發(fā)方式將窄脈沖展寬成將窄脈沖展寬成寬度為寬度為 tW 的脈沖的脈沖第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)7.5 多諧振蕩器多諧振蕩器主要要求：主要要求： 了解用了解用 555 定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器的方法。定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器的方法。理解石英晶體多諧振蕩器的工作原理。理解石英晶體多諧振蕩器的工作原理。 第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)即矩形脈沖產(chǎn)生電路，由于矩形脈沖含即矩形脈沖產(chǎn)生電路，由于矩形脈沖含有豐富的諧波分量，故常稱多諧振蕩器。有豐富的諧波分量，故常稱多諧振蕩器。 ( (1) )不需輸入信號(hào)。不需輸入信號(hào)。( (2)

42、)無(wú)穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個(gè)無(wú)穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)。 通過(guò)電容的充電和放電，使兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)相互交替，通過(guò)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(hào)。從而產(chǎn)生自激振蕩，輸出周期性的矩形脈沖信號(hào)。 工作特點(diǎn)工作特點(diǎn)Astable MultivibratorGuO邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)多諧振蕩器多諧振蕩器 第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)GNDVDDRDOUTCO555THTRDISVDD0.01 FR1CuOuC- -+R27.5.1 用用 555 定時(shí)器組成多諧振蕩器定時(shí)器組成多諧振蕩器 一、一、電路組成電路組成 DISVDDR1C

43、uC- -+R2THTRGNDVDDRDCO0.01 FOUTuO第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)uCOtOuOtUOLUOHtWHtWLDD32VDD31V 二、二、工作原理工作原理 充電充電UOHTH = TR = uC 很小很小接通接通 VDD 后后，開(kāi)始時(shí)，開(kāi)始時(shí) TH = TR = uC 0 0，uO 為高電平，為高電平，電路電路處于暫穩(wěn)態(tài)處于暫穩(wěn)態(tài)。 這時(shí)這時(shí)放電管截止，放電管截止，VDD 經(jīng)經(jīng) R1、R2 向向 C 充充電，電，uC 上升。上升。第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)uCOtOuOtUOLUOHtWHtWLDD32

44、VDD31V 二、二、工作原理工作原理 UOLTH = TR 2/3 VCC當(dāng)當(dāng) uC 上升到上升到 TH = TR = uC 2/3VDD 時(shí)，時(shí)，uO 躍變?yōu)榈碗娖?，躍變?yōu)榈碗娖剑娐愤M(jìn)入電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài) 。這時(shí)放電管。這時(shí)放電管 V 導(dǎo)通，導(dǎo)通，C 經(jīng)經(jīng) R2 和和 V 放放電，電，uC 下降。下降。接通接通 VDD后后，開(kāi)始時(shí)，開(kāi)始時(shí)TH = TR = uC 0，uO 為高電平，為高電平，電路電路處于暫穩(wěn)態(tài)處于暫穩(wěn)態(tài)。這時(shí)放電管截止，這時(shí)放電管截止，VDD經(jīng)經(jīng) R1、R2 向向 C 充電，充電，uC 上升上升。放電放電第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)uC

45、OtOuOtUOLUOHtWHtWLDD32VDD31V 當(dāng)當(dāng) uC 下降到下降到 TH = TR = uC 1/3VDD 時(shí)，時(shí)， uO 重新躍變?yōu)楦唠娖街匦萝S變?yōu)楦唠娖?，同時(shí)放電管，同時(shí)放電管 V 截止，電路截止，電路返回到暫穩(wěn)態(tài)返回到暫穩(wěn)態(tài)。 二、二、工作原理工作原理TH=TR1/3VCC接通接通 VDD 后后，開(kāi)始時(shí)，開(kāi)始時(shí) TH = TR = uC 0 0，uO 為高電平，為高電平，電路電路處于暫穩(wěn)態(tài)處于暫穩(wěn)態(tài)。這時(shí)放電管截止，這時(shí)放電管截止，VDD 經(jīng)經(jīng) R1、R2 向向 C 充充電，電，uC 上升上升。當(dāng)當(dāng) uC 上升到上升到 TH = TR = uC 2/3VDD 時(shí)，時(shí)，uO

46、 躍變?yōu)榈碗娖?，躍變?yōu)榈碗娖?，電路進(jìn)入電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài) 。這時(shí)放電管。這時(shí)放電管 V 導(dǎo)通，導(dǎo)通，C 經(jīng)經(jīng) R2 和和 V 放放電，電，uC 下降。下降。第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè) 二、二、工作原理工作原理電容電容 C 如此循環(huán)充電和放電，如此循環(huán)充電和放電，使電路產(chǎn)生振蕩，輸出矩形脈沖。使電路產(chǎn)生振蕩，輸出矩形脈沖。周期估算周期估算tW1 0.7 (R1 + R2)C tW2 0.7 R2CT = tW1 + tW2 0.7 (R1 + 2R2)CuCOtOuOtUOLUOHtWHtWLDD32VDD31V 第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整

47、形電路返回首頁(yè) 三、占空比可調(diào)的多諧振蕩器三、占空比可調(diào)的多諧振蕩器 充電回路為充電回路為 VDD 經(jīng)經(jīng)R1、VD1 對(duì)對(duì) C 充電，時(shí)充電，時(shí)間常數(shù)為間常數(shù)為 R1C。 放電回路為放電回路為 C 經(jīng)經(jīng)VD2、 R2和放電管和放電管 V 放放電，時(shí)間常數(shù)為電，時(shí)間常數(shù)為R2C 。GNDVDDRDOUTCO555THTRDISVDD0.01 FR1CuOVD2R2RPVD1R1R2VDDCVD2RPVD1占空比占空比估算估算tW1 0.7 R1C tW2 0.7 R2C211211 W17 . 07 . 07 . 0RRRCRCRCRTtq第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回

48、首頁(yè) 三、占空比可調(diào)的諧振蕩器三、占空比可調(diào)的諧振蕩器 555定時(shí)器組成的防盜報(bào)警電路定時(shí)器組成的防盜報(bào)警電路當(dāng)導(dǎo)線當(dāng)導(dǎo)線 ab 連通時(shí)，直接置連通時(shí)，直接置 0 端端 RD 為低電平，電路不振為低電平，電路不振蕩，揚(yáng)聲器不發(fā)出聲響，電容蕩，揚(yáng)聲器不發(fā)出聲響，電容 C4 上電壓為上電壓為 0，三極管，三極管 V 工作工作在導(dǎo)通狀態(tài)。在導(dǎo)通狀態(tài)。第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè) 三、占空比可調(diào)的諧振蕩器三、占空比可調(diào)的諧振蕩器 當(dāng)當(dāng) ab 導(dǎo)線被人拉斷時(shí)，電源導(dǎo)線被人拉斷時(shí)，電源 VCC 經(jīng)經(jīng) R3、V 將將 C4 迅速充電到高迅速充電到高電平，使電平，使 RD 端為

49、高電平，多諧振蕩電路開(kāi)始振蕩，其振蕩頻率端為高電平，多諧振蕩電路開(kāi)始振蕩，其振蕩頻率 f 1/0.7(R1+2 R2) C 1kHz，于是，揚(yáng)聲器發(fā)出，于是，揚(yáng)聲器發(fā)出1kHz 的報(bào)警聲響。的報(bào)警聲響。555定時(shí)器組成的防盜報(bào)警電路定時(shí)器組成的防盜報(bào)警電路第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)振蕩頻率穩(wěn)定振蕩頻率穩(wěn)定 由石英晶體的阻抗頻由石英晶體的阻抗頻率特性可知，只有外加信率特性可知，只有外加信號(hào)的頻率號(hào)的頻率 f 和石英晶體的和石英晶體的固有諧振頻率固有諧振頻率 f0 相同時(shí)，相同時(shí)，石英晶體才呈現(xiàn)極低的阻石英晶體才呈現(xiàn)極低的阻抗，而在其他頻率時(shí)，則抗，而在其他頻率時(shí)

50、，則呈現(xiàn)很高的阻抗。因此，呈現(xiàn)很高的阻抗。因此，石英晶體具有很好的選頻石英晶體具有很好的選頻特性。特性。石英晶體的阻抗頻率特性石英晶體的阻抗頻率特性7.5.2 石英晶體多諧振蕩器石英晶體多諧振蕩器 一、石英晶體的選頻特性一、石英晶體的選頻特性符號(hào)符號(hào) 第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè) 電阻電阻RF1、RF2用于確用于確定反相器定反相器 G1 和和 G2 的工作的工作點(diǎn)，使其工作在放大區(qū)，點(diǎn)，使其工作在放大區(qū)，有利于電路起振。對(duì)于有利于電路起振。對(duì)于TTL反相器，反相器，RF1 和和 RF2 通通常取常取0.7 2 k ；對(duì)于；對(duì)于CMOS 反相器，反相器，RF1和和

51、RF2 通常取通常取10 100 M ，電容，電容 C1 和和 C2 為為G1和和G2間的耦合間的耦合電容，在頻率為電容，在頻率為 f 0時(shí)，它時(shí)，它們呈現(xiàn)的容抗極小，可忽們呈現(xiàn)的容抗極小，可忽略不計(jì)，使略不計(jì)，使G1和和G2之間形之間形成正反饋環(huán)路。成正反饋環(huán)路。對(duì)稱石英晶體多諧振蕩器對(duì)稱石英晶體多諧振蕩器7.5.2 石英晶體多諧振蕩器石英晶體多諧振蕩器 二、石英晶體多諧振蕩器二、石英晶體多諧振蕩器1. 對(duì)稱石英晶體多諧振蕩器對(duì)稱石英晶體多諧振蕩器第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè) 由于石英晶體接在由于石英晶體接在 G1 和和 G2 兩級(jí)反相器之間，且兩級(jí)反相器之間

52、，且具有很好的選頻特性，因具有很好的選頻特性，因此，在接通電源后，對(duì)頻此，在接通電源后，對(duì)頻率為率為 f 0 的信號(hào)非常容易通的信號(hào)非常容易通過(guò)石英晶體而產(chǎn)生頻率為過(guò)石英晶體而產(chǎn)生頻率為f0 的自激振蕩。反相器的自激振蕩。反相器 G3用于整形，使輸出用于整形，使輸出 uO 的波的波形更接近于矩形脈沖，形更接近于矩形脈沖， G3還具有緩沖隔離作用，也還具有緩沖隔離作用，也提高了負(fù)載能力。提高了負(fù)載能力。對(duì)稱石英晶體多諧振蕩器對(duì)稱石英晶體多諧振蕩器7.5.2 石英晶體多諧振蕩器石英晶體多諧振蕩器 二、石英晶體多諧振蕩器二、石英晶體多諧振蕩器1. 對(duì)稱石英晶體多諧振蕩器對(duì)稱石英晶體多諧振蕩器第第 7

53、 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè) 電阻電阻R1、R2 用以使反相器工作在放大區(qū)。對(duì)于用以使反相器工作在放大區(qū)。對(duì)于 TTL 反相器反相器R1 和和 R2 通常取通常取0.7 2 k ；對(duì)于；對(duì)于CMOS 反相器，反相器，R1 和和 R2 通常取通常取10 100 M 。 C 1為反相器為反相器 G1 和和 G2 之間的耦合電容，使之間的耦合電容，使 G1 和和 G2 之間之間形成正反饋環(huán)路，對(duì)于頻率為形成正反饋環(huán)路，對(duì)于頻率為 f0 的信號(hào)，其呈現(xiàn)的容抗極小，的信號(hào)，其呈現(xiàn)的容抗極小，可忽可忽略不計(jì)。略不計(jì)。串聯(lián)串聯(lián)石英石英晶體晶體多諧多諧振蕩器振蕩器7.5.2 石英晶體多

54、諧振蕩器石英晶體多諧振蕩器 二、石英晶體多諧振蕩器二、石英晶體多諧振蕩器2. 串聯(lián)石英晶體振蕩器串聯(lián)石英晶體振蕩器第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè) 在電路接通電源后，在電路接通電源后， G2 輸出頻率為輸出頻率為 f 0 的信號(hào)很容易通過(guò)石的信號(hào)很容易通過(guò)石英晶體形成很強(qiáng)的正反饋而產(chǎn)生自激振蕩。英晶體形成很強(qiáng)的正反饋而產(chǎn)生自激振蕩。 G3 用以整形，使輸用以整形，使輸出出 uO 的波形更接近于矩形脈沖，并具有緩沖隔離和提高負(fù)載能的波形更接近于矩形脈沖，并具有緩沖隔離和提高負(fù)載能力的作用。力的作用。串聯(lián)串聯(lián)石英石英晶體晶體多諧多諧振蕩器振蕩器7.5.2 石英晶體多諧振

55、蕩器石英晶體多諧振蕩器 二、石英晶體多諧振蕩器二、石英晶體多諧振蕩器2. 串聯(lián)石英晶體振蕩器串聯(lián)石英晶體振蕩器第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè) RF為反饋電阻，使反相器為反饋電阻，使反相器 G1 工作在電壓傳輸特性的過(guò)渡區(qū)，工作在電壓傳輸特性的過(guò)渡區(qū)，RF常取常取10 100 M 。 G1 、RF 和石英和石英晶體、晶體、C1、C2 構(gòu)成電容三點(diǎn)式振蕩構(gòu)成電容三點(diǎn)式振蕩電路。電路。C1、C2 和石英晶體組成和石英晶體組成形形選頻網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于頻率為選頻網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于頻率為 f0 的信號(hào)選的信號(hào)選頻能力最強(qiáng)，很易通過(guò)石英晶體而頻能力最強(qiáng)，很易通過(guò)石英晶體而產(chǎn)生自激振蕩。反饋系

56、數(shù)取決于產(chǎn)生自激振蕩。反饋系數(shù)取決于 C1 和和 C2 的比值，的比值，C1 還可微調(diào)振蕩頻還可微調(diào)振蕩頻率。反相器率。反相器 G2 用以整形，使輸出用以整形，使輸出 uO 為矩形脈沖，并可隔離外接負(fù)載為矩形脈沖，并可隔離外接負(fù)載對(duì)振蕩電路的影響對(duì)振蕩電路的影響 。7.5.2 石英晶體多諧振蕩器石英晶體多諧振蕩器 二、石英晶體多諧振蕩器二、石英晶體多諧振蕩器3. 并聯(lián)石英晶體振蕩器并聯(lián)石英晶體振蕩器并聯(lián)石英晶體多諧振蕩器并聯(lián)石英晶體多諧振蕩器第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)7.5.2 石英晶體多諧振蕩器石英晶體多諧振蕩器 二、石英晶體多諧振蕩器二、石英晶體多諧振蕩器

57、3. 并聯(lián)石英晶體振蕩器并聯(lián)石英晶體振蕩器 G1 和和 G2 為為 CMOS 反相器，電阻反相器，電阻 R1 通常取通常取 1 30 M ； G1 組組成石英晶體多諧振蕩器，輸出頻率成石英晶體多諧振蕩器，輸出頻率 f =32768Hz 的脈沖信號(hào)；的脈沖信號(hào)； G2 為為整形電路，其輸出整形電路，其輸出 32768Hz 的矩形脈沖經(jīng)的矩形脈沖經(jīng) 15 級(jí)由邊沿級(jí)由邊沿 D 觸發(fā)器組觸發(fā)器組成的分頻電路后，成的分頻電路后，F(xiàn)F15 的的 Q15 端輸出穩(wěn)定度很高的端輸出穩(wěn)定度很高的 1Hz 秒脈沖作為秒脈沖作為計(jì)時(shí)用的基準(zhǔn)信號(hào)計(jì)時(shí)用的基準(zhǔn)信號(hào) 。秒秒信信號(hào)號(hào)發(fā)發(fā)生生器器第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與

58、整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)本章小結(jié)555 定時(shí)器是一種用途很廣的多功能電路，定時(shí)器是一種用途很廣的多功能電路，只需外接少量的阻容元件就可很方便地組成只需外接少量的阻容元件就可很方便地組成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器等，等，使用方便靈活，有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能使用方便靈活，有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力，獲得了廣泛的應(yīng)用。力，獲得了廣泛的應(yīng)用。第第 7 章章 脈沖產(chǎn)生與整形電路脈沖產(chǎn)生與整形電路返回首頁(yè)施密特觸發(fā)器有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)，而每個(gè)穩(wěn)定施密特觸發(fā)器有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)，而每個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)都是依靠輸入電平來(lái)維持的。當(dāng)輸入電狀態(tài)都是依靠輸入電平來(lái)維持的。當(dāng)輸入電壓大于正向閾值電壓壓大于正向閾值電壓UT+時(shí)，輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換到時(shí)，輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)；而當(dāng)輸入電壓小于負(fù)向閾另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)；而當(dāng)輸入電壓小于負(fù)向閾值電壓值電壓UT-時(shí)，輸出狀態(tài)又返回到原來(lái)的穩(wěn)定時(shí)，輸出狀態(tài)又返回到原來(lái)的