數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)第7章PPT課件

1、Umtrtf TtW 脈 沖 幅 度 Um： 脈沖上升時間 tr：脈沖下降時間 tf：脈 沖 寬 度 tW ：脈 沖 周 期 T ：脈 沖 頻 率 f ： 占 空 比 q ：脈沖電壓變化的最大值 脈沖波形從 0.1Um 上升到 0.9Um 所需的時間 脈沖上升沿 0.5Um 到下降沿 0.5Um 所需的時間 脈沖波形從 0.9Um 下降到 0.1Um 所需的時間 周期脈沖中相鄰兩個波形重復(fù)出現(xiàn)所需的時間 1 秒內(nèi)脈沖出現(xiàn)的次數(shù) f = 1/T 脈沖寬度 tw 與脈沖周期 T 的比值 q = tw/T 一、脈沖波形的主要參數(shù) 第1頁/共71頁主要用以將緩慢變化或快速變化的非矩形脈沖變換成陡峭的矩

2、形脈沖。 常用的有施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 獲取脈沖信號的方法 脈沖信號產(chǎn)生與整形電路的實現(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。 用多諧振蕩器直接產(chǎn)生。 用整形電路對已有波形進行整形、變換。 施密特觸發(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沖變換成符合要求的矩形脈沖。用門電路構(gòu)成。 用專用的集成電路。 用 555 定時器構(gòu)成。 二、脈沖信號產(chǎn)生與整形的方法 第2頁/共71頁主要要求： 了解 555 定時器的電路結(jié)構(gòu)，掌握其符號和功能。7.2 555 定時器的電路結(jié)構(gòu)及其邏輯功定時器的電路結(jié)構(gòu)及其邏輯功能

3、能 了解 555 定時器的電路結(jié)構(gòu)，掌握其符號和功能。第3頁/共71頁555 定時器簡介 555 定時器是一種電路結(jié)構(gòu)簡單、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(TTL 555 定時器為 5 16 V，CMOS 555 定時器為 3 18 V)，可提供與 TTL 及 CMOS 數(shù)字電路兼容的接口電平，還可輸出一定功率，驅(qū)動微電機、指示燈、揚聲器等。TTL 單定時器型號的最后 3 位數(shù)字為 555，雙定時器的為 556；CMOS 單定時器的最后 4 位數(shù)為 7555，雙定時器的為 7556。它們的邏輯功能和外部引線排列完全相同。 7.2.1 555 定時器的電路結(jié)構(gòu)定時器的電路

4、結(jié)構(gòu)第4頁/共71頁C1C2G3QQG1G2RSVRRRUR1UR2G4555 定時器的電路結(jié)構(gòu)與符號 UR1UR2 構(gòu)成電阻分壓器，為比較器 C1、C2 提供兩個基準(zhǔn)電壓: UR1 =(2/3)VDD， UR2 =(1/3)VDD。 輸出緩沖器構(gòu)成基本 RS 觸發(fā)器，決定電路輸出。MOS 開關(guān)管構(gòu)成電壓比較器，比較 TH 與 UR1 和TR 與 UR2 的大小。第5頁/共71頁555 定時器的電路結(jié)構(gòu)與符號 C1C2G3QQG1G2RSVRRRUR1UR2G4GNDVDDRDOUTCO555THTRDIS電路符號627153843OUT輸出端 8VDD電源端 4RD直接置0端 DIS 7放電

5、端 TH 6閾值輸入端 TR 2觸發(fā)輸入端 CO5控制電壓輸入端 GND1接地端 第6頁/共71頁定時器 CC7555 的工作原理 7.2.2 555 定時器的邏輯功能當(dāng) TH 端電壓大于UR1= VDD，TR 端電壓大于UR2= V DD時，電壓比較器 C1 和C2 分別輸出 R=1、S=0，基本 RS 觸發(fā)器置 0，Q =0、Q = 1， 輸出 uO =0 ，這時 MOS 管 V 導(dǎo)通。1323當(dāng) TH 端電壓小于UR1= VDD，TR 端電壓小于UR2= V DD時，電壓比較器 C1 和C2 輸出 R= 0、S=1，基本 RS 觸發(fā)器置 1，Q =1、Q = 0， 輸出 uO =1 ，這

6、時 MOS 管 V 截止。1323當(dāng) TH 端電壓小于UR1= VDD，TR 端電壓大于UR2= V DD時，電壓比較器 C1 和C2 分別 R= 0、S=0，基本 RS觸發(fā)器置保持原狀態(tài)不變。輸出 uO 保持不變。1323第7頁/共71頁定時器 CC7555 的功能表 不變不變1截止11導(dǎo)通01導(dǎo)通00V 狀態(tài)OUT (uO)RDTRTH輸 出 輸 入DD32VDD32VDD31VDD31VDD31VDD32V7.2.2 555 定時器的邏輯功能第8頁/共71頁7.3 施密特觸發(fā)施密特觸發(fā)器器主要要求： 理解施密特觸發(fā)器的邏輯功能、工作特點。理解施密特觸發(fā)器的典型應(yīng)用。了解用 555 定時器

7、構(gòu)成施密特觸發(fā)器的方法。第9頁/共71頁7.3.1 施密特觸發(fā)器的邏輯符號和電壓傳輸特施密特觸發(fā)器的邏輯符號和電壓傳輸特性性 Schmitt Trigger一、施密特觸發(fā)器的邏輯符號 uO1uI施密特觸發(fā)器的邏輯符號(a)反相輸出邏輯符號； (b)同向輸出邏輯符號uO2uI(a) (b)第10頁/共71頁UOLUOH二、施密特觸發(fā)器的傳輸特性UT = UT+ - UT-回差電壓施密特觸發(fā)器工作特點 (1)允許輸入信號為緩慢變化的信號。 (2)有兩個閾值電壓。 (3)有兩個穩(wěn)態(tài)。 UT+OuOuI正向閾值電壓負(fù)向閾值電壓 當(dāng) uI 從小增大時，經(jīng)過 UT+ 處才能使輸出發(fā)生躍變。UT- 當(dāng)uI從

8、大減小時，經(jīng)過UT-處才能使輸出發(fā)生躍變。第11頁/共71頁VDDRDOUTCOTHTRDIS7.3.2 用用 555 定時器組成施密特觸發(fā)器定時器組成施密特觸發(fā)器 一、電路組成 uIuO第12頁/共71頁OuOtOuItUOH(2/3)VDD(1/3)VDDUOL 二、工作原理當(dāng)輸入電壓 uIVDD 時，比較器 C1 和 C2 分別輸出 R= 0、S =1， 觸發(fā)器置 1，Q = 1，輸出 uO 為高電平 UOH。13當(dāng)輸入電壓 VDD uI VDD時，比較器 C1 和 C2 輸出 R= 0、S =0， 觸發(fā)器保持 1 狀態(tài)不變， 輸出 uO = UOH不變。2313當(dāng)輸入電壓 uIVDD

9、時，比較器 C1 和 C2 輸出 R= 1、S =0， 觸發(fā)器 0，Q = 0，輸出 uO 為由高電平 UOH 躍到低電平 UOL 。所以，施密特觸發(fā)器的正向閾值電壓 UT+ = VDD。2323第13頁/共71頁OuOtOuItUOH(2/3)VDD(1/3)VDDUOL 二、工作原理當(dāng)輸入電壓由大于 VDD下降到 VDD uI VDD 時，比較器 C1 和 C2 輸出 R= 0、S =0， 觸發(fā)器保持 0 狀態(tài)不變，輸出 uO保持低電平 UOL不變。232313當(dāng)輸入電壓下降到 uI VDD時，比較器 C1 和 C2 輸出 R =0、S =1， 觸發(fā)器置 1 ， Q = 1，輸出 uO 由

10、低電平 UOL 躍到高電平 UOH。所以，施密特觸發(fā)器的負(fù)向閾值電壓 UT- = VDD。1313第14頁/共71頁OuOtOuItUOH(2/3)VDD(1/3)VDDUOL 二、工作原理555 定時器的功能表 不變不變1截止11導(dǎo)通01導(dǎo)通00V 狀態(tài)OUT (uO)RDTRTH輸 出 輸 入DD32VDD32VDD31VDD31VDD31VDD32V第15頁/共71頁電壓傳輸特性為反相輸出的滯回特性0uOuIUOL(1/3)VDD(2/3)VDDUOH UT+ = (2/3)VDD UT- = (1/3)VDD回差電壓：UT = UT+ - UT- = (1/3)VDD 三、傳輸特性第1

11、6頁/共71頁雙4輸入施密特與非門邏輯符號1ACT74LS132A2C2B2D1Y2Y1D1B1C六施密特反相器邏輯符號1A2A3A4A5A6A1Y2Y3Y4Y5Y6YCT7414輸出邏輯表達式為Y=A輸出邏輯表達式為Y=ABCD7.3.3 集成施密特觸發(fā)器集成施密特觸發(fā)器一、TTL集成施密特觸發(fā)器第17頁/共71頁TTL 集成施密特觸發(fā)門電路一些重要參數(shù)的典型值 tPHL8.7542.5典型延遲時間/ns8.825.58.625.5典型UT+ /V典型每門功耗/mW雙 4 輸入與非門四 2 輸入與非門六反相器電路名稱CT74LS13CT7413CT74LS132CT74132CT74LS14

12、CT7414型號tPLH典型UT- /V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 (1) 可將變化緩慢的信號變換成上升沿和下降沿都很陡直的脈沖信號。 (2) 具有閾值電壓和回差電壓溫度補償。 (3) 具有很強的抗干擾能力。第18頁/共71頁六施密特反相器邏輯符號1A2A3A4A5A6A1Y2Y3Y4Y5Y6YCC40106輸出邏輯表達式為Y=A7.3.3 集成施密特觸發(fā)器集成施密特觸發(fā)器二、CMOS 集成施密特觸發(fā)器四2輸入施密特與非門邏輯

13、符號1ACC40933A4A3B4B1Y2Y3Y4Y2B1B2A輸出邏輯表達式為Y=AB第19頁/共71頁CMOS 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 (1) 可將變化緩慢的信號變換成上升沿和下降沿都很陡直的脈沖信號。 (2) 在電源電壓VDD一定時，觸發(fā)閾值電壓穩(wěn)定，但其值會隨VDD變化。 (3) 電源電壓VDD變化范圍寬，輸入阻抗高，功耗極小。 (4) 抗干擾能力很強。平均傳輸延遲時間 tpd/ns1510515105UT+ /VVDD/V最小值 最大值四 2 輸入與非門六反相器電路名稱CC4093CC40106型號UT- /VUT /V 6.8 10.8 4.

14、6 7.1 2.2 3.6 0.9 2.8130180380120140280最小值 最大值最小值 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20頁/共71頁OuItuOUT+UT-Ot一、脈沖波形變換 將三角波、正弦波和其他不規(guī)則信號變換成矩形脈沖。 UOHUOL 當(dāng) uI UT+ 后，uO = UOL ；當(dāng) uI下降到小于 UT- 時，uO 才躍變到 UOH。 當(dāng) uI VDD，TH = uC 0 V

15、DD，TH = uI VDD，因此 uO 為低電平，V 導(dǎo)通，電容 C 經(jīng)放電管 V 迅速放電完畢，uC 0 V。132323第27頁/共71頁 2. 觸發(fā)進入暫穩(wěn)態(tài) 二、工作原理uCOtOuOtUOLUOH tWDD32VOtUIHDD31VuIVDDUILUOH充電當(dāng)輸入 uI 由高電平躍變?yōu)榈碗娖?應(yīng)小于 VDD )時，使 TR=UIL VDD ，而TH = uC 0 V VDD，因此 uO 躍變?yōu)楦唠娖?，進入暫穩(wěn)態(tài)，這時放電管 V截止，VDD 又經(jīng) R 向 C 充電，uC 上升。132313第28頁/共71頁 3. 自動返回穩(wěn)定狀態(tài) 二、工作原理uCOtOuOtUOLUOH tWDD3

16、2VOtUIHDD31VuIVDDUOLUIH放電V這時 uI 必須已恢復(fù)為高電平TH VDD23當(dāng) uC 上升到 uC VDD時， TH = uC VDD，而 TR = uI = UIH (大于 VDD )，因此 uO 重新躍變?yōu)榈碗娖?。同時，放電管導(dǎo)通，C 經(jīng) V 迅速放電 uC 0 V，放電完畢后，電路返回穩(wěn)態(tài)。132323第29頁/共71頁例 用上述單穩(wěn)態(tài)電路輸出定時時間為1 s 的正脈沖，R = 27 k，試確定定時元件 C 的取值。 三、輸出脈沖寬度的計算uCOtOuOtUOLUOH tWDD32VOtUIHDD31VuIVDD輸出脈沖寬度 tW 即為暫穩(wěn)態(tài)維持時間，主要取決于充放

17、電元件 R、C。 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 tW 。解： 因為 tW 1.1 RC故可取標(biāo)稱值 33 F。F33.7k271 . 1s11 . 1WO RtC估算公式 tW 1.1 RC第30頁/共71頁GNDVDDRDOUTCO555THTRDISVDD0.01 FRCuIuOCdRd四、具有 RC 輸入微分電路的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器當(dāng)輸入 uI 負(fù)脈沖寬度大于輸出脈沖寬度 t W 時，需在 TR 端和輸入觸發(fā)信號 uI 之間接入 RdCd 微分電路后，電路才能正常工作。VDDRdCd第31頁/共71頁集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器暫穩(wěn)態(tài)期間如再次被觸發(fā)，對原暫穩(wěn)態(tài)時間無影響，輸出脈

18、沖寬度 tW 仍從第一次觸發(fā)開始計算。 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)時間的基礎(chǔ)上再展寬 tW 。 可重復(fù)觸發(fā)型 非重復(fù)觸發(fā)型 uOuI1uOuI限定符號“1 ”表示不可重復(fù)觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。限定符號“ ”表示可重復(fù)觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)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32頁/共71頁單穩(wěn)工作波形舉例單穩(wěn)輸出波形非重復(fù)觸發(fā)型 單穩(wěn)輸出波形可重復(fù)觸發(fā)型 輸入波形OuItOuOtOuOttWtWtWtW暫穩(wěn)態(tài)期間不能再次觸發(fā)。暫穩(wěn)態(tài)期間能再次觸發(fā)。其輸出脈寬將在原暫穩(wěn)態(tài)時間基礎(chǔ)上再展寬 tW 。觸發(fā)脈沖到來時，輸出翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)態(tài)，經(jīng)暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時間 tW 后自動回到

19、穩(wěn)態(tài)。外觸發(fā)脈沖未來時，輸出為穩(wěn)態(tài)。第33頁/共71頁單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 CT74121 的邏輯圖一、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輸入觸發(fā)脈沖控制電路輸出緩沖級微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器第34頁/共71頁一、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有 3 個觸發(fā)信號輸入端，TR-A和 TR-B 用負(fù)脈沖觸發(fā)， TR+ 用正脈沖觸發(fā)。 有 2 個互補輸出端TR+TR-BTR-AQQRI CX RX/CXRintCextRext/CextRI CX RX/CX不可重復(fù)觸發(fā)型單穩(wěn)的限定符號 外接定時元件端 “”號表示非邏輯連接，即沒有任何邏輯信息的連接，例如外接 R、C 和 VCC 等。

20、第35頁/共71頁負(fù)脈沖觸發(fā)應(yīng)用舉例RI CX RX/CXTR+TR-BTR-AQQ+VCC+VCC 欲負(fù)脈沖觸發(fā)，則將觸發(fā)脈沖從 TR-A 或 TR-B 加入，而 TR+ 接 1。 CT74121 可正脈沖觸發(fā)，也可負(fù)脈沖觸發(fā)。QTR-B2. 工作原理 CT74121 的功能表 0011111101110010101010QQTR+TR-BTR-A輸 出輸 入第36頁/共71頁正脈沖觸發(fā)應(yīng)用舉例RI CX RX/CXuO+VCCuITR+ 欲正脈沖觸發(fā)，則將觸發(fā)脈沖從 TR+ 加入，而 TR-A 和 TR-B 至少有一接0。uIuO2. 工作原理 CT74121 的功能表 001111110

21、1110010101010QQTR+TR-BTR-A輸 出輸 入第37頁/共71頁2. 邏輯功能單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器CT74121 的工作波形 在暫穩(wěn)態(tài)期間再次進行觸發(fā)時，對暫穩(wěn)態(tài)時間沒有影響。第38頁/共71頁3. 輸出脈沖寬度的計算RI CX RX/CXTR+TR-BTR-AQQ懸空不接CextRextVCC一般接法tW 0.7 RextCext通常?。篟ext = 2 40 k，Cext = 10 pF 10 F。當(dāng)輸出脈寬不大時，可用內(nèi)部電阻 Rint = 2 k取代 Rext ，接法如下：RI CX RX/CXTR+TR-BTR-AQQCext+VCCtW 0.7 RintCext第39頁/

22、共71頁1RD1TR-1TR+1Q1Q1Cext1Rext /Cext2TR-2TR+2RD2Cext2Rext /Cext2Q2Q二、可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1. 邏輯符號 有兩個觸發(fā)信號輸入端，1TR-用負(fù)脈沖觸發(fā)，1TR+ 用正脈沖觸發(fā)。 可重復(fù)觸發(fā)型單穩(wěn)的限定符號 互補輸出 直接復(fù)位端為1RD，低電平有效。 CT74HC123由兩個獨立的可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)組成。 第40頁/共71頁2. 邏輯功能CT74HC123 的功能表 11010110011011100QQTR+TR-RD輸 出輸 入下降沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)穩(wěn) 定狀 態(tài)復(fù) 位說 明第41頁/共71頁2. 邏輯功能單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器CT74HC12

23、3 的工作波形 第42頁/共71頁3. 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 CC74HC123 的輸出脈沖寬度 tW 可用下式估算 tW RC 對于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 CT74LS123，在電容 C 1000pF時，其輸出脈沖寬度 tW 可用下式估算 tW 0.45RC第43頁/共71頁二、脈沖定時 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沖，因此，可利用它來作定時電路。 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)用脈沖信號經(jīng)過長距離傳輸后，其邊沿會變差或疊加了某些干擾，這時可利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進行整形。將這些受到干擾的脈沖信號加到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入端，輸出便可得到

24、符合要求的矩形脈沖。第44頁/共71頁二、脈沖定時 由CT74121組成的定時電路 某生產(chǎn)線上有3道加工工序，要求第 1 道工序加工10s，第 2 道工序加工 20s，第 3 道加工工序加工 30s。當(dāng)要求對這 3 道工序的加工進行自動控制時，則可用 3片集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 CT74121 串接起來實現(xiàn)。第45頁/共71頁二、脈沖定時 工作波形 某生產(chǎn)線上有3道加工工序，要求第 1 道工序加工10s，第 2 道工序加工 20s，第 3 道加工工序加工 30s。當(dāng)要求對這 3 道工序的加工進行自動控制時，則可用 3片集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 CT74121 串接起來實現(xiàn)。由CT74121組成的定時電路第4

25、6頁/共71頁若已知 Rext = 10 k，Cext = 1 F則可得 tW 0.7 RextCext = 7 msRI CX RX/CXQ+VCCuIRextCextQOuItOuOt脈沖展寬電路和工作波形三、脈沖展寬 tW接成正脈沖觸發(fā)方式將窄脈沖展寬成寬度為 tW 的脈沖第47頁/共71頁7.5 多諧振蕩器多諧振蕩器主要要求： 了解用 555 定時器構(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。 第48頁/共71頁即矩形脈沖產(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。 (1)不需輸入信號。(2)無穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。 通過電容的充電和放電，使兩個暫穩(wěn)態(tài)相

26、互交替，從而產(chǎn)生自激振蕩，輸出周期性的矩形脈沖信號。 工作特點Astable MultivibratorGuO邏輯符號多諧振蕩器 第49頁/共71頁GNDVDDRDOUTCO555THTRDISVDD0.01 FR1CuOuC-+R27.5.1 用用 555 定時器組成多諧振蕩器定時器組成多諧振蕩器 一、電路組成 DISVDDR1CuC-+R2THTRGNDVDDRDCO0.01 FOUTuO第50頁/共71頁uCOtOuOtUOLUOHtWHtWLDD32VDD31V 二、工作原理 充電UOHTH = TR = uC 很小接通 VDD 后，開始時 TH = TR = uC 0，uO 為高電平

27、，電路處于暫穩(wěn)態(tài)。 這時放電管截止，VDD 經(jīng) R1、R2 向 C 充電，uC 上升。第51頁/共71頁uCOtOuOtUOLUOHtWHtWLDD32VDD31V 二、工作原理 UOLTH = TR 2/3 VCC當(dāng) uC 上升到 TH = TR = uC 2/3VDD 時，uO 躍變?yōu)榈碗娖剑娐愤M入暫穩(wěn)態(tài) 。這時放電管 V 導(dǎo)通，C 經(jīng) R2 和 V 放電，uC 下降。接通 VDD后，開始時TH = TR = uC 0，uO 為高電平，電路處于暫穩(wěn)態(tài)。這時放電管截止，VDD經(jīng) R1、R2 向 C 充電，uC 上升。放電第52頁/共71頁uCOtOuOtUOLUOHtWHtWLDD32VD

28、D31V 當(dāng) uC 下降到 TH = TR = uC 1/3VDD 時， uO 重新躍變?yōu)楦唠娖?，同時放電管 V 截止，電路返回到暫穩(wěn)態(tài)。 二、工作原理TH=TR1/3VCC接通 VDD 后，開始時 TH = TR = uC 0，uO 為高電平，電路處于暫穩(wěn)態(tài)。這時放電管截止，VDD 經(jīng) R1、R2 向 C 充電，uC 上升。當(dāng) uC 上升到 TH = TR = uC 2/3VDD 時，uO 躍變?yōu)榈碗娖?，電路進入暫穩(wěn)態(tài) 。這時放電管 V 導(dǎo)通，C 經(jīng) R2 和 V 放電，uC 下降。第53頁/共71頁 二、工作原理電容 C 如此循環(huán)充電和放電，使電路產(chǎn)生振蕩，輸出矩形脈沖。周期估算tW1 0

29、.7 (R1 + R2)C tW2 0.7 R2CT = tW1 + tW2 0.7 (R1 + 2R2)CuCOtOuOtUOLUOHtWHtWLDD32VDD31V 第54頁/共71頁 三、占空比可調(diào)的多諧振蕩器 充電回路為 VDD 經(jīng)R1、VD1 對 C 充電，時間常數(shù)為 R1C。 放電回路為 C 經(jīng)VD2、 R2和放電管 V 放電，時間常數(shù)為R2C 。GNDVDDRDOUTCO555THTRDISVDD0.01 FR1CuOVD2R2RPVD1R1R2VDDCVD2RPVD1占空比估算tW1 0.7 R1C tW2 0.7 R2C211211 W17 . 07 . 07 . 0RRRC

30、RCRCRTtq第55頁/共71頁 三、占空比可調(diào)的諧振蕩器 555定時器組成的防盜報警電路當(dāng)導(dǎo)線 ab 連通時，直接置 0 端 RD 為低電平，電路不振蕩，揚聲器不發(fā)出聲響，電容 C4 上電壓為 0，三極管 V 工作在導(dǎo)通狀態(tài)。第56頁/共71頁 三、占空比可調(diào)的諧振蕩器 當(dāng) ab 導(dǎo)線被人拉斷時，電源 VCC 經(jīng) R3、V 將 C4 迅速充電到高電平，使 RD 端為高電平，多諧振蕩電路開始振蕩，其振蕩頻率 f 1/0.7(R1+2 R2) C 1kHz，于是，揚聲器發(fā)出1kHz 的報警聲響。555定時器組成的防盜報警電路第57頁/共71頁振蕩頻率穩(wěn)定 由石英晶體的阻抗頻率特性可知，只有外加

31、信號的頻率 f 和石英晶體的固有諧振頻率 f0 相同時，石英晶體才呈現(xiàn)極低的阻抗，而在其他頻率時，則呈現(xiàn)很高的阻抗。因此，石英晶體具有很好的選頻特性。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符號 第58頁/共71頁 電阻RF1、RF2用于確定反相器 G1 和 G2 的工作點，使其工作在放大區(qū)，有利于電路起振。對于TTL反相器，RF1 和 RF2 通常取0.7 2 k；對于CMOS 反相器，RF1和RF2 通常取10 100 M ，電容 C1 和 C2 為G1和G2間的耦合電容，在頻率為 f 0時，它們呈現(xiàn)的容抗極小，可忽略不計，使G1和G2

32、之間形成正反饋環(huán)路。對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1. 對稱石英晶體多諧振蕩器第59頁/共71頁 由于石英晶體接在 G1 和 G2 兩級反相器之間，且具有很好的選頻特性，因此，在接通電源后，對頻率為 f 0 的信號非常容易通過石英晶體而產(chǎn)生頻率為f0 的自激振蕩。反相器 G3用于整形，使輸出 uO 的波形更接近于矩形脈沖， G3還具有緩沖隔離作用，也提高了負(fù)載能力。對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1. 對稱石英晶體多諧振蕩器第60頁/共71頁 電阻R1、R2 用以使反相

33、器工作在放大區(qū)。對于 TTL 反相器R1 和 R2 通常取0.7 2 k；對于CMOS 反相器，R1 和 R2 通常取10 100 M 。 C 1為反相器 G1 和 G2 之間的耦合電容，使 G1 和 G2 之間形成正反饋環(huán)路，對于頻率為 f0 的信號，其呈現(xiàn)的容抗極小，可忽略不計。串聯(lián)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2. 串聯(lián)石英晶體振蕩器第61頁/共71頁 在電路接通電源后， G2 輸出頻率為 f 0 的信號很容易通過石英晶體形成很強的正反饋而產(chǎn)生自激振蕩。 G3 用以整形，使輸出 uO 的波形更接近于矩形脈沖，并具有緩沖隔離和提高

34、負(fù)載能力的作用。串聯(lián)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2. 串聯(lián)石英晶體振蕩器第62頁/共71頁 RF為反饋電阻，使反相器 G1 工作在電壓傳輸特性的過渡區(qū)，RF常取10 100 M。 G1 、RF 和石英晶體、C1、C2 構(gòu)成電容三點式振蕩電路。C1、C2 和石英晶體組成形選頻網(wǎng)絡(luò)，對于頻率為 f0 的信號選頻能力最強，很易通過石英晶體而產(chǎn)生自激振蕩。反饋系數(shù)取決于 C1 和 C2 的比值，C1 還可微調(diào)振蕩頻率。反相器 G2 用以整形，使輸出 uO 為矩形脈沖，并可隔離外接負(fù)載對振蕩電路的影響 。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3. 并聯(lián)石英晶體振蕩器并聯(lián)石英晶體多諧振蕩器第63頁/共71頁7.5.2 石英晶體多諧振蕩器石英晶體