第7章 脈沖信號的產(chǎn)生與整形

第7章脈沖波形的產(chǎn)生與整形§7.1

概述§7.2施密特觸發(fā)器§7.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器§7.5555定時器及其應(yīng)用§7.4多諧振蕩器本章教學(xué)要求1.了解555定時器的結(jié)構(gòu)特點、施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的性能特點;3.掌握多諧振蕩器的振蕩頻率與定時元件R、C取值的關(guān)系；2.理解555定時器的基本功能，多諧振蕩器、施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理;4.掌握施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系；vIR111G1G2vOvOv'IR2

兩級CMOS反相器

構(gòu)成施密特觸發(fā)器§7.2施密特觸發(fā)器§7.2.1用兩級CMOS反相器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器≥vOvIVT－VT+VGS(th)2VGS(th)R1R2

施密特觸發(fā)器

電壓傳輸特性≤

CMOS集成施密特觸發(fā)器電路TP2TN1vITP1TN2TP3vO'●TN3VDDTP4TN5TP5TN6vO''vO

VDDTP6施密特觸發(fā)器整形(a)緩沖輸出vIvO

(b)1

§7.2.2集成施密特觸發(fā)器圖中TP4、TP5及TN4、TN5構(gòu)成兩個首尾相連的反相器，用來改善輸出波形(整形)；TP6和TN6組成輸出緩沖級，以提高電路的帶負載能力，同時起隔離作用。參數(shù)名稱VDD/V最小值/V最大值/VVT＋510152.24.66.83.67.110.8VT－510150.31.21.61.63.45.0

CC40106閾值數(shù)值參數(shù)CT5413/7413CT5414/7414CT54LS132/74LS132最小值/V最大值/V最小值/V最大值/V最小值/V最大值/VVT＋1.521.521.42VT－0.61.10.61.10.51TTL施密特觸發(fā)器閾值數(shù)值

集成施密特觸發(fā)器上、下限觸發(fā)器電平典型數(shù)值：vItOvOtOVT－VT＋用施密特觸發(fā)器實現(xiàn)波形變換

§7.2.3施密特觸發(fā)器的應(yīng)用

(1)波形變換將輸入的正弦波、三角波、鋸齒波等變換成矩形波輸出。vItOvOtOVT－VT＋用施密特觸發(fā)器實現(xiàn)波形整形(a)vItOvOtOVT－VT＋(b)vItOvOtOVT－VT＋(c)

(2)脈沖整形當(dāng)矩形脈沖經(jīng)過傳輸后因以下原因發(fā)生畸變，可通過施密特觸發(fā)器的整形獲得滿意的矩形脈沖波形。

(a)傳輸線上電容較大，波形的上升和下降沿變壞；

(b)阻抗不匹配，波形的上升沿和下降沿產(chǎn)生振蕩；

(c)受到干擾，脈沖波形上疊加有噪聲。用施密特觸發(fā)器實現(xiàn)脈沖鑒幅vItOvOtOVT－VT＋

(3)脈沖鑒幅利用施密特觸發(fā)器可以從輸入幅度不等的一串脈沖中去掉幅度較小的脈沖，保留幅度超過V+的脈沖。只有當(dāng)輸入脈沖信號的幅度大于施密特觸發(fā)器上限觸發(fā)電平時，在輸出端才產(chǎn)生輸出信號。

(4)施密特觸發(fā)器的特點施密特觸發(fā)器屬于雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，它具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)。兩個穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)換都需要外加觸發(fā)脈沖的推動才能完成。

1、輸入信號從低電平上升V-或從高電平下降到V+時，電路狀態(tài)就會發(fā)生轉(zhuǎn)換。因此施密特觸發(fā)器屬于電平觸發(fā)的雙穩(wěn)態(tài)電路。

2、電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，通過電路內(nèi)部的正反饋是輸出淡雅的波形邊沿變得很陡，利用施密特觸發(fā)器的這一特性可以完成對信號脈沖的波形變換、整形、幅度鑒別、脈沖展寬?！?.3

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)兩個不同的工作狀態(tài)。在外界觸發(fā)脈沖作用下，能從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)態(tài)，維持一段時間后，電路又能自動地翻轉(zhuǎn)為穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)維持時間的長短取決于電路本身的參數(shù)，與外界觸發(fā)脈沖無關(guān)。

§7.3.1集成門構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器根據(jù)維持暫態(tài)的RC定時電路的不同接法，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以分為微分型和積分型兩大類。

(1)微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器&&(a)G2G1Cv2RRivO1vO2v1vICi5100pF微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及其工作波形反饋線輸入端微分電路微分型定時電路&&(a)G2G1Cv2RRivO1vO2v1vICi5100pF

微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及其工作波形vIv1vO1vO2v2(b)3.6V0.3V0.3V1.4V3.6V0.3V3.6V0.3V1.4V-1.5V3.6V0.3Vtw反饋線

(a)0～t1為穩(wěn)定狀態(tài)。

輸入端無輸入信號觸發(fā)或觸發(fā)輸入為高電平。當(dāng)選取Ri大于3.2kΩ時，使vI高于開門電平，vO1=0.3V；選取R小于0.9kΩ，使v2低于關(guān)門電平，vO2=3.6V。觸發(fā)器處于穩(wěn)定狀態(tài)（vO1=VOL，vO2=VOH

）。0t1t2

當(dāng)t=t1時，輸入端vI下跳變，v1產(chǎn)生一個負尖峰脈沖，vO1上跳至高電平，v2隨之跳變?yōu)楦唠娖?，使vO2為低電平，觸發(fā)器受觸發(fā)發(fā)生一次翻轉(zhuǎn)，從而進入暫穩(wěn)態(tài)（vO1=VOL，vO2=VOH）。Cv2RvO1電容充電等效電路RO3.6Vi

(b)t1～t2暫態(tài)過程。

觸發(fā)器進入暫穩(wěn)態(tài)后，輸出低電平通過反饋線維持G1繼續(xù)關(guān)閉。同時，電容C充電，v2(t)電壓下降。當(dāng)t=t2時，v2=Vth，G2關(guān)閉，輸出vO2上跳至高電平，G1轉(zhuǎn)為開態(tài)，觸發(fā)器自動翻轉(zhuǎn)一次，回到初始穩(wěn)定狀態(tài)（vO1=VOL，vO2=VOH）。G1的輸出電阻

t1至t2的時間稱為暫態(tài)時間，其長短取決于RC的充電速度，因此RC稱為定時電路，由它決定輸出vO1和vO2的寬度。暫態(tài)時間通常近似估計為

(c)t≥t2電路的恢復(fù)過程。Cv2RvO1電容放電等效電路RO0.3VR1VCCG2&&G2G1CRRivICi帶有射極跟隨器的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器VCCRET

v2由Vth隨vO1的下跳而下跳，電路進入恢復(fù)階段，電容C開始放電?；謴?fù)時間為在定時電路中，為調(diào)整tW，通常以改變C作為粗調(diào)，改變R作為細調(diào)。為了使調(diào)節(jié)范圍加寬，可在定時電路與G2之間加射極跟隨器，一般RE應(yīng)滿足64Ω<RE<0.91kΩ。為了保證穩(wěn)態(tài)時G1可靠截止，R必須小于0.91kΩ。但要使G2可靠翻轉(zhuǎn)，v2必須滿足因此R>64Ω。這樣，R值的選取范圍是64Ω<R<0.91kΩ。≥&&G2G1Cv2RvO1vO2vIvIvO1vO2v21.4Vtw(a)積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及其工作波形0.3V3.6V3.6V0.3V3.6V0.3Vt1t2(b)

(2)積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器0

(a)0～t1穩(wěn)定狀態(tài)。輸入vI為低電平，兩個門的輸出均為高電平。電容C充電結(jié)束，觸發(fā)器處于穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)t=t1時，vI上跳變，兩個門的狀態(tài)同時改變，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次，進入暫穩(wěn)態(tài)。

(b)t1～t2暫穩(wěn)定狀態(tài)。輸入vI為高電平，vO1輸出均為低電平，電容C放電。當(dāng)t=t2時，電壓v2下降至Vth，G2狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，vO2上跳至高電平，觸發(fā)器狀態(tài)自動翻轉(zhuǎn)一次。&&G2G1CRvOvI寬脈沖輸出電路&G3當(dāng)觸發(fā)輸入vI下跳后，電容C重新充電完畢后，觸發(fā)器回到初始穩(wěn)定狀態(tài)。在暫態(tài)期間，電容C放電未達到閾值電壓Vth之前，vI不能由高電平下跳，否則G2因vI下跳提前翻轉(zhuǎn)，達不到由RC電路控制定時的目的。故要求vI比輸出vO2脈沖寬。如果要求在輸入窄的觸發(fā)脈沖時能夠得到較寬的輸出脈沖，可采用圖示電路。CRvOvI施密特觸發(fā)器構(gòu)成

的單穩(wěn)態(tài)電路及其工作波形A1vItVT－VT＋OvAOtvOtOVDD(a)(b)

(3)施密特觸發(fā)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器當(dāng)vI=0時，輸出vO=VOL=0V，這是穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)vI的正脈沖加到輸入端時，vA隨之上跳，只要上跳的幅值大于VT+，則輸出vO=VDD。觸發(fā)器發(fā)生一次翻轉(zhuǎn)，進入暫穩(wěn)態(tài)。隨著電容C充電，vA電位指數(shù)下降，一旦達到VT-，施密特觸發(fā)器發(fā)生自動翻轉(zhuǎn)，vO=VOL=0V，返回至穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時間為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器通用邏輯符號1非可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形vItOvOtOtWtWABCD

§7.3.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器分為非可重觸發(fā)和可重觸發(fā)兩種類型。

非可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，是指在暫穩(wěn)態(tài)定時時間tW之內(nèi)，若有新的觸發(fā)脈沖輸入，電路不會產(chǎn)生任何響應(yīng)。只有在電路返回到穩(wěn)態(tài)后，電路才受輸入脈沖信號作用。輸出信號脈沖的寬度為tW。輸入脈沖暫穩(wěn)態(tài)定時時間可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形vItOvOtOtWABCtWtWtΔ

可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，是指在暫穩(wěn)態(tài)定時時間tW之內(nèi)，若有新的觸發(fā)脈沖輸入，可被新的輸入脈沖重新觸發(fā)。右圖中，電路在受到A輸入脈沖觸發(fā)后，電路進入暫穩(wěn)態(tài)。在暫穩(wěn)態(tài)tW期間，經(jīng)tΔ(tΔ<tW)時間后，又受到B輸入脈沖的觸發(fā)，電路的暫穩(wěn)態(tài)時間又將從受B脈沖觸發(fā)開始，因此輸出信號的脈沖寬度將為tΔ+tW。采用可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，只要在輸出的暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)期tW結(jié)束前，再輸入觸發(fā)脈沖，就可方便地產(chǎn)生持續(xù)時間很長的輸出脈沖。

(1)TTL集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器TR+&G1&G2&&G3G4&&≥11G5G6C111G7G8G9RCextVCCRintRintRext/CextaTR-ATR-BQQ

CT54121/74121單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器邏輯圖輸入控制電路輸出緩沖電路微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

CT54121/74121非可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸入輸出TR-ATR-BTR+QQ0×101×0101××00111×01111110××0

CT53121/74121功能表穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)

功能表：OtTR-AtwOTR-BOTR+OQttttwtwt1t2t3t4t5t6

CT54121/74121工作波形≥1&1TR-ATR-BTR+CextRintRext/CextCXRIRX/CX

CT54121/74121邏輯符號

工作波形：

邏輯符號：1G12Q&&1G1Q&G2&&1G5G6G7≥11G11G9TPTNG3G41G8≥1G101G131G141G151G16VDDVDDvA●TR+TR－R

CC14528邏輯圖CR

(2)CMOS集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

CC14528可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器三態(tài)門輸出緩沖電路輸入控制電路輸入輸出RTR+TR-QQ0××01×1×01××0011110

CC14528功能表

功能表：OtTR+twOTR-OvAOQttttwtwt1t2t3t4t5t6CC14528可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)工作波形tΔt7

工作波形：單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，它具有一個穩(wěn)定狀態(tài)，一個暫時穩(wěn)定狀態(tài)。從穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換到暫時穩(wěn)定狀態(tài)需要外加脈沖信號觸發(fā)，從暫穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換到穩(wěn)定狀態(tài)是由電路自動完成的，暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間取決于電路本身的參數(shù)，與外加觸發(fā)脈沖沒有關(guān)系。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路主要用于將寬度不符合要求的脈沖變換為符合要求的矩形脈沖。&G1CRd電容正反饋多諧振蕩器&G2abtw1t1t2t3tw2充電放電ΔV1.4V0.3V0.3V3.6Vvdvbva(a)(b)§7.4

多諧振蕩器多諧振蕩器是一種自激振蕩器，在接通電源后，不需要外加觸發(fā)信號，能自動地產(chǎn)生矩形脈沖，優(yōu)于矩形波形中含有豐富的高次諧波，故習(xí)慣稱為多諧振蕩器。它是常用的矩形脈沖產(chǎn)生電路。

１．電容正反饋多諧振蕩器

(1)基本工作原理在多諧振蕩器工作過程中，主要依靠電容C的充、放電，引起vd的變化，若vd達到TTL門閾值電壓Vth，引起與非門狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)。&G1CRd電容正反饋多諧振蕩器&G2abtw1t1t2t3tw2充電放電ΔV1.4V0.3V0.3V3.6Vvdvbva(a)(b)設(shè)某時刻由于電容C充電，使vd上升至vd≥Vth時，G1由關(guān)態(tài)變?yōu)殚_態(tài)，使輸出va由高電平跳變至低電平，G2由開態(tài)變?yōu)殛P(guān)態(tài)，輸出vb由低電平跳變至高電平。由于電容C兩端電壓不能突變，使vd也隨vb的上跳而上跳，維持G1處于開態(tài)，G2處于關(guān)態(tài)。以后電容C放電，vd電位逐漸下降，在vd下降至Vth之前，這段時間稱為暫態(tài)Ⅰ，即圖中t1～t2期間的波形。CRdab0.3V3.6V(a)電容C充、放電等效電路RO+-●RROC(b)+-R1VCC●dab0.3V3.6V放電充電當(dāng)vd下降至Vth時，G1由開態(tài)變?yōu)殛P(guān)態(tài)，va由低電平上跳至高電平，G2由關(guān)態(tài)變?yōu)殚_態(tài)，vb由高電平下跳至低電平。電路又一次自動翻轉(zhuǎn)。當(dāng)G1處于關(guān)態(tài)，G2處于開態(tài)后，電容C充電，vd電位逐漸上升，在vd上升至Vth之前，這段時間稱為暫態(tài)Ⅱ，如圖中t2～t3期間的波形。當(dāng)vd上升至Vth時，G1由關(guān)態(tài)變?yōu)殚_態(tài)，G2由開態(tài)變?yōu)殛P(guān)態(tài)，進入暫態(tài)Ⅰ。以后不斷重復(fù)上述過程，從而形成周期振蕩，在輸出端獲得矩形波vb。

(2)振蕩周期的計算

(a)暫態(tài)Ⅰ持續(xù)時間tW1的計算其中：其中：

(b)暫態(tài)Ⅱ持續(xù)時間tW2的計算

(c)振蕩周期

２．帶有RC定時電路的環(huán)形振蕩器&G2CR帶RC電路的環(huán)形多諧振蕩器及工作原理&G3vOt1t2t3tw2(a)(b)&G1RS●●●v3v2v1OvOtOv1tOv2tOv3tVmVmVtht4tw1

基本工作原理是利用電容C的充、放電過程，控制電壓v3，從而控制與非門的自動開閉。

(1)t1～t2暫穩(wěn)態(tài)設(shè)t<t1時，G1為開態(tài)，G2、G3為關(guān)態(tài)，輸出vO為高電平。CRv1(L)(a)

電容C充、放電等效電路RS(b)R1VCCv2(H)G3Cv3v3RR1+RSVCCv2(H)CRv1(H)RSR1VCCv2(L)G3Cv3v3Rv2(L)●根據(jù)假設(shè)前提，電容C開始充電，路徑如圖

(a)所示。當(dāng)t=t1時，電壓v3上升至Vth，G3發(fā)生翻轉(zhuǎn)，輸出下跳至低電平，G1也發(fā)生翻轉(zhuǎn)，v1上跳至高電平。通過電容C的耦合，v3也隨v1上跳。振蕩器自動翻轉(zhuǎn)一次，進入t1～t2的暫穩(wěn)態(tài)。

t≥t1時，電容C開始放電，路徑如圖

(b)所示。

(2)t2～t3暫穩(wěn)態(tài)當(dāng)t=t2時，電壓v3下降至Vth，G3為關(guān)態(tài)，vO上跳為高電平，G1變?yōu)殚_態(tài)，輸出下跳為低電平，G2變?yōu)殛P(guān)態(tài)，輸出上跳為高電平。v1的下跳經(jīng)電容C耦合，使v3隨之下跳。振蕩器自動翻轉(zhuǎn)一次，進入t2～t3的暫穩(wěn)態(tài)。當(dāng)t>t2時，與t<t1時的狀態(tài)相同，只要v3未上升至Vth，暫穩(wěn)態(tài)維持不變。而t=t3時，又重復(fù)t=t1時的過程。上述過程自動周期重復(fù)，形成多諧振蕩。根據(jù)分析，可求得（忽略TTL門輸出電阻的影響）可見，通過調(diào)節(jié)電容C和電阻R可以調(diào)節(jié)振蕩器的頻率。&G2R

晶體穩(wěn)頻的多諧振蕩器&G1R●&G3vO

３．晶體穩(wěn)頻的多諧振蕩器晶體穩(wěn)頻多諧振蕩器是在耦合支路中串接了石英晶體構(gòu)成的。石英晶體具有一個極其穩(wěn)定的串聯(lián)諧振頻率fs，在該頻率的兩側(cè)，晶體的阻抗迅速增大。在反饋支路中串入石英晶體，振蕩器只有在頻率滿足fs的起振條件時才起振。振蕩的波形經(jīng)過G3整形后即輸出矩形脈沖波。所以，多諧振蕩器的振蕩頻率決定于晶體的振蕩頻率，這就是晶體的穩(wěn)頻作用。CRvOvC

施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器1vCtO(a)(b)tOvOtw1tw2

４．由施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器當(dāng)接通電源時，vC電位較低，輸出vO為高電平。此后vO通過R對C充電，當(dāng)vC≥VT+時，施密特觸發(fā)器輸出為低電平；vC經(jīng)R通過vO放電，當(dāng)vC≤VT-時，施密特觸發(fā)器輸出為高電平。如此反復(fù)，形成多諧振蕩。若采用CMOS施密特觸發(fā)器，則振蕩周期為

5多諧振蕩器的特點多諧振蕩器誒有穩(wěn)態(tài)，只具有兩個暫穩(wěn)態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)之間的轉(zhuǎn)換不需要外加脈沖信號觸發(fā)，全部由電路自身完成。由于它產(chǎn)生的矩形波中除基波以外，還含有豐富的高次諧波成分，所以我們稱這種電路為多諧振蕩器，它常用做脈沖信號源。

555定時器是將模擬電路和數(shù)字電路集成于一體的電子器件。它使用方便,帶負載能力較強,目前應(yīng)用廣泛。

在其外部配接上少許阻容定時元件，便可以構(gòu)成多諧振蕩器、施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器等產(chǎn)生脈沖的電路。矩形脈沖(方波、矩形波)的獲得方法：

1.

使用各種形式的矩形波發(fā)生電路產(chǎn)生矩形波；

2.利用現(xiàn)有的周期性信號，通過整形電路變換為所需要的矩形波信號?！?.5.1555定時器的組成及工作原理§7.5集成555定時器及其應(yīng)用

在數(shù)字電路中，矩形脈沖作為時鐘信號控制著整個數(shù)字系統(tǒng)的工作，所以時鐘脈沖的好壞直接關(guān)系整個系統(tǒng)能否正常工作。一、555定時器的組成1.分壓器R=5kΩ2/3VCC1/3VCC基本RS觸發(fā)器比較器C1的同相端加電壓為2/3VccC2的反相端加電壓為1/3Vcc外加參考電壓，結(jié)果又怎樣？2.比較器VTH＞2/3Vcc，VTR＞1/3Vcc，3.基本RS觸發(fā)器置數(shù)端和復(fù)位端均為低電平有效4.晶體管開關(guān)和輸出緩沖器-++∞1C-++∞2CR1S1RQ1RRRCOVTHTRGNDCCVDRuD③④⑤①⑥②⑦⑧uOTD非門為緩沖器，作用是提高帶負載能力并隔離負載對定時器的影響.

Q=1,TD導(dǎo)通,7腳輸出低電平;Q=0,TD截至,7腳輸出高電平;VOC1=VOL;VOC2=VOH;R=5kΩ2/3VCC1/3VCC基本RS觸發(fā)器比較器-++∞1C-++∞2CR1S1RQ1RRRCOVTHTRGNDCCVDRuD③④⑤①⑥②⑦⑧uOTD二、555定時器的符號①③⑤④⑥⑦⑧②RDVCCuDVCOTRGNDuOTH555三、555定時器外形一、555定時器的組成四、555定時器的基本功能-++∞1C-++∞2CR1S1RQ1RRRCOVTHTRGNDCCVDRuD③④⑤①⑥②⑦⑧uOTD555能在寬電源電壓范圍內(nèi)工作，可承受較大的負載電流。雙極型555定時器的電源電壓：5~16V，最大負載電流：200mACMOS型7555定時器的電源電壓：3~18V，最大負載電流：4mATHTRRDuOTDCC32V>CC31V>CC31V>CC32V<1CC32V<CC3V<LL通H通LH止HH保持保持一、555定時器的組成101101五、555的應(yīng)用-++∞1C-++∞2CR1S1RQ1RRRCOVTHTRGNDCCVDRuD③④⑤①⑥②⑦⑧uOTD4816235S2S1RRCVCCTHTRM微電機555uoS1

:起動按鈕工作原理僅按下S1，則uo=1，電機轉(zhuǎn)動；即使放開S1

，uo

保持為1,電機繼續(xù)轉(zhuǎn)動；2.僅按下S2，則uo=0，電機停止轉(zhuǎn)動；即使放開S2

，uo

保持為0,電機仍然不會轉(zhuǎn)動。S2

:起動按鈕§7.5.2555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器VCCRC12345678555VCC2uouDuI一、電路結(jié)構(gòu)二、工作原理三、工作波形1.uI:0→U+

uo=UOH；TD截止；uD

=VCC2

2.uI:U+→U-

uo=UOL；TD導(dǎo)通；uD

=UOLU+U-OuItUOHUOLOuOtVCC2UOLOuDtU-=1/3VCCU+=2/3VCC四、電壓傳輸特性（滯回特性）三、工作波形U+U-OuItUOHUOLOuOtVCC2UOLOuDtU+U-OuIuO五、靜態(tài)參數(shù)U-=1/3VCC；U+=2/3VCC

；?U

=UT+-UT-=1/3VCC

若外加參考電壓，又怎么樣？六、施密特觸發(fā)器應(yīng)用ttUOHUOLOuOU+U-OuIttUOHUOLOuOU+U-OuI例1例2例3例4一、電路結(jié)構(gòu)VCCRCC123456785555（1）當(dāng)vi=1時，電路工作在穩(wěn)定狀態(tài)，即vO=0，vC=0。（2）當(dāng)vi下降沿到達時，vO由0跳變?yōu)?，電路由穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)入暫穩(wěn)態(tài)。-++∞1C-++∞2CR1S1RQ1RRRCOVTHTRGNDCCVDRuD③④⑤①⑥②⑦⑧uOTD（3）當(dāng)vC=2/3VCC時，vO由1跳變0，TD由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，C經(jīng)T迅速放電，電壓vC迅速降至0V，電路由暫穩(wěn)態(tài)重新轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)。二、工作原理§7.5.3555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一、電路結(jié)構(gòu)VCCRCC123456785555（1）當(dāng)vi=1時，電路工作在穩(wěn)定狀態(tài)，即vO=0，vC=0。（2）當(dāng)vi下降沿到達時，vO由0跳變?yōu)?，電路由穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)入暫穩(wěn)態(tài)。（3）當(dāng)vC=2/3VCC時，vO由1跳變0，TD由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，C經(jīng)T迅速放電，電壓vC迅速降至0V，電路由暫穩(wěn)態(tài)重新轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)。二、工作原理三、工作波形vI0tvC0tvO0tTW2/3VCC（4）充電時間計算

uC(0)=0V、

uC

(∞)=VCC、=RC，當(dāng)t=tw時，

uC(tw)=2VCC/3代入三要素公式，可求得：三、工作波形vI0tvC0tvO0tTW2/3VCC一、電路結(jié)構(gòu)VCCRCC123456785555二、工作原理四、注意事項1.觸發(fā)脈沖必須是窄脈沖，要比暫穩(wěn)態(tài)的時間tw還要短。2.如果在暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時間內(nèi)加入新的觸發(fā)脈沖，則新的觸發(fā)脈沖不起作用，該電路為不可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。五、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應(yīng)用例1：簡易曝光定時器當(dāng)按下AN電容放電555置位J吸合電燈HL亮電容充電到2/3VDD555復(fù)位J釋放電燈HL熄§7.5.4

555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器VCCuoRRCC12123456785555一、電路結(jié)構(gòu)二、工作原理(設(shè)起始uc=0)uo=UOH；TD截止；uc

↑；τ1=C(R1+R2)暫穩(wěn)態(tài)Ⅰuc

↓

；uo=UOL；TD導(dǎo)通；τ2=CR2uc=2/3Vcc

；UOH→UOL

;TD:截止→導(dǎo)通；翻轉(zhuǎn)Ⅰuc=1/3Vcc

；UOL→UOH;TD:導(dǎo)通→截止；翻轉(zhuǎn)Ⅱ暫穩(wěn)態(tài)Ⅱ-++∞1C-++∞2CR1S1RQ1RRRCOVTHTRGNDCCVDRuD③④⑤①⑥②⑦⑧uOTD01101VCCuoRRCC12123456785555一、電路結(jié)構(gòu)三、工作波形0tuouC0tVCC/32VCC/3tw1tw2tw1二、工作原理(設(shè)起始uc=0)uo=UOH；TD截止；uc

↑；τ1=C(R1+R2)暫穩(wěn)態(tài)Ⅰuc

↓

；uo=UOL；TD導(dǎo)通；τ2=CR2uc=2/3Vcc

；UOH→UOL

;TD:截止→