波形產(chǎn)生和變換

波形產(chǎn)生和變換第1頁/共53頁2概述（名詞）波形產(chǎn)生電路：無需外加輸入信號便能自動產(chǎn)生各種周期性的波形的電路（也稱為振蕩電路）。如正弦波、矩形波、三角波等。波形產(chǎn)生電路分類：正弦波產(chǎn)生電路、非正弦波產(chǎn)生電路兩種。波形變換電路：將某種波形變換成另一種波形的電路，或?qū)δ撤N波形進行整形的電路。正弦波振蕩電路：將直流電能轉(zhuǎn)換成頻率和幅值一定的正弦交流信號的電路。它是一種正反饋電路。振蕩電路組成：由放大、反饋、選頻、穩(wěn)幅環(huán)節(jié)組成。波形產(chǎn)生和變換第2頁/共53頁36.1正弦波振蕩電路主要內(nèi)容6.1.1正弦波振蕩電路的基本原理6.1.2

RC正弦波振蕩電路6.1.3LC正弦波振蕩電路振蕩電路分析的主要內(nèi)容是：建立振蕩的起振條件保持振蕩的平衡條件振蕩電路的振蕩頻率第3頁/共53頁41.自激振蕩條件：正反饋放大電路原理圖放大環(huán)節(jié)6.1.1

正弦波振蕩電路的基本原理可見，凈輸入為++正反饋環(huán)節(jié)∑如果逐漸增大，減小，當時變成自激振蕩電路，如圖所示可見，自激振蕩必須做到自激振蕩的平衡條件為振蕩的平衡條件為：（1）相位平衡條件（2）幅頻平衡條件因為所以其中放大環(huán)節(jié)正反饋環(huán)節(jié)自激振蕩電路該條件是必要條件，但不是充分條件，在電源接通時起振的幅值條件應(yīng)為：注意：振蕩電路要產(chǎn)生一種頻率的正弦信號，必須有選頻電路即

第4頁/共53頁52.振蕩的建立和穩(wěn)定：6.1.1

正弦波振蕩電路的基本原理自激振蕩電路的起振過程放大環(huán)節(jié)正反饋環(huán)節(jié)自激振蕩電路接通電源→噪聲（擾動）→放大→正反饋→再放大→振幅不斷增大→進入非線性區(qū)→使|AF|=1→電路維持穩(wěn)定的等幅振蕩。選頻電路的選頻過程噪聲（擾動）中含有豐富的頻譜成分→選頻電路→將某一頻率的正弦信號挑選出來→使其滿足振蕩條件，而其它頻率成分不滿足振蕩條件→振蕩電路產(chǎn)生單一頻率的正弦波振蕩電路按選頻電路的不同分為：RC振蕩電路、LC振蕩電路、晶體振蕩電路等第5頁/共53頁61.電路結(jié)構(gòu)6.1.2RC正弦波振蕩電路可以證明：當時，且uf與uo同相R、C構(gòu)成串、并聯(lián)選頻電路；Z1、Z2構(gòu)成正反饋；Rf、R1構(gòu)成負反饋?？梢姡篟1RfAo++-RRCCZ1Z2+-R1RfAo++-Z1Z2+-Z1、Z2、Rf、R1構(gòu)成文氏電橋，故稱文氏電橋正弦波振蕩電路。當反饋系數(shù)時滿足幅值平衡條件該電路滿足相位平衡條件同相輸入比例運算電壓放大倍數(shù)為即,當A=3,即Rf=2R1時就能滿足自激振蕩條件考慮到起振條件|AF|>1，一般選取Rf略大于2R1該電路振蕩頻率為:第6頁/共53頁72.實用電路6.1.2RC正弦波振蕩電路(1)Rf采用負溫度系數(shù)的熱敏電阻R1RfAo++-RRCCZ1Z2+-接通電源時Rf>2R1,|AF|>1,負反饋較弱(A較大);隨振幅不斷加強，Uo增大，Rf的電流增加，溫度升高Rf電阻值下降；Rf減小，負反饋加強，使A下降,最后穩(wěn)定于|AF|=1,Uo不再增大。t工作原理:（負溫度系數(shù):溫度升高，阻值減?。┑?頁/共53頁82.實用電路6.1.2RC正弦波振蕩電路(2)采用二極管實現(xiàn)穩(wěn)幅的電路R1Rf1Ao++-RRCCZ1Z2D1D2Rf2圖中Rf=Rf1+Rf2略大于2R1，A>3；起振時二極管呈現(xiàn)較大電阻，隨U0的增加，二極管逐漸導(dǎo)通，D1、D2、Rf1并聯(lián)等效電阻減小，A自動下降；直到滿足維持等幅振蕩的幅值條件,實現(xiàn)自動穩(wěn)幅的目的。

D1、D2并聯(lián)目的：使正弦波正負半周波形對稱。RC構(gòu)成的振蕩電路振蕩頻率通常在200KHZ以下；如需高頻正弦信號，常用LC正弦波振蕩電路。工作原理:第8頁/共53頁91.電容三點式振蕩電路6.1.3LC正弦波振蕩電路振蕩頻率為：交流通路CE1uoRB2原理:電容C1、C2、電感L組成諧振回路，三個端點1、2、3分別接三極管C、E、B極，故稱為三點式振蕩電路；C2兩端電壓經(jīng)CB引入基極構(gòu)成正反饋；L、C1、C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路,總電流很??；uo與ui反相、uf與uo反相、uf與ui同相,滿足自振的平衡條件；適當選擇A、F,使起振時|AF|>1,起振后|AF|=1。該電路用電容C1、C2調(diào)節(jié)諧振頻率時不方便，所以，此電路常用于固定諧振頻率的振蕩電路；該電路振蕩頻率可達100MHZRB1RERCC1C2CC+UCC23123RB1//RB2RCLL++-uiufuoC1C2CB特點：第9頁/共53頁10改進型電容三點式振蕩電路6.1.3LC正弦波振蕩電路改進型C31uoRB2原理:在電感支路串一容量較小的電容C3,電容C1、C2起分壓和正反饋作用，振蕩頻率由L和C3決定，即調(diào)節(jié)C3可以改變輸出信號頻率；原電路是共發(fā)射極接法,改進電路是共基極接法；由于晶體管共基極接法時的截止頻率是共射極的(β+1)倍,所以,改進型電容三點式振蕩電路的振蕩頻率很高,可達1000MHZ。RB1RERCC1C2CC+UCC23LCBCE1uoRB2RB1RERCC1C2CC+UCC23LCB-+-特點：第10頁/共53頁112.電感三點式振蕩電路6.1.3LC正弦波振蕩電路振蕩頻率為：交流通路CE1uoRB2電路結(jié)構(gòu):若兩線圈的自感分別為L1和L2,兩個線圈的互感為M，則兩線圈的總電感為:RECCC+UCC23123RB1//RB2L1C++-uiuoCB調(diào)節(jié)C可以改變振蕩頻率；由于反饋電壓取自電感L2上,它對高次諧波阻抗大,反饋電壓中高次諧波成分大,易產(chǎn)生高次諧波自激振蕩,使毛剌疊加在波形上,易使輸出波形失真。L2L2L1uf特點：TT因此,電感三點式振蕩電路工作頻率不宜太高,常在幾十兆赫以下。第11頁/共53頁12三點式LC正弦振蕩電路總結(jié)6.1.3LC正弦波振蕩電路

幅值平衡條件是通過提供合適的直流通路和選取恰當?shù)碾娍箙?shù)來加以滿足。（1）發(fā)射極兩側(cè)支路的電抗應(yīng)為同一性質(zhì)（均為電感或均為電容）（2）基極與集電極之間支路的電抗與發(fā)射極兩側(cè)電抗性質(zhì)不同。相位平衡條件的滿足必須遵循以下原則：

另外,振蕩頻率不僅與C和L有關(guān),也與晶體管參數(shù)有關(guān)。由于晶體管參數(shù)受溫度的影響而變化,所發(fā)LC三點式振蕩電路頻率不穩(wěn)定。如果要求頻率穩(wěn)定,常用石英晶體振蕩電路。123RB1//RB2C++-uiuoL2L1ufT123RB1//RB2RCL++-uiufuoC1C2第12頁/共53頁136.2多諧振蕩器主要內(nèi)容6.2.1用集成運放構(gòu)成的多諧振蕩器6.2.2用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器6.2.3用555集成定時器構(gòu)成的多諧振蕩器多諧振蕩器：一種能直接產(chǎn)生方波或矩形波的自激振蕩器第13頁/共53頁146.2.1

用集成運放構(gòu)成的多諧振蕩器在滯回比較器上引入了具有延遲特性的RC負反饋支路構(gòu)成。電路及波形如圖A0+-+uCuoCR0±UZ+-u-DZR1R2Ru+設(shè)：電源接通瞬間uC=0,運放處于正飽和

此時C充電,uC=u-,按指數(shù)曲線上升,當u-升到略大于u+H時,運放輸出變?yōu)樨擄柡?則

此時C放電,uC=u-,按指數(shù)曲線降低,當u-降到略小于u+L時,運放輸出變?yōu)檎柡?。以后重?fù)形成振蕩,輸出矩形波。圖中，T1是uC從u+L上升到u+H的時間，T2是uC從u+H下降到u+L的時間。tuo0u+Hu+LT1T2T工作原理uC則同向輸入端電壓為：t0t1t2矩形波周期為：UZ-UZ第14頁/共53頁156.2.1

用集成運放構(gòu)成的多諧振蕩器A0+-+uCuoCR0±UZ+-u-DZR1R2Ru+在t0≤t≤t1時電容電壓為（用三要素法）當取R2＝1.16R1時,矩形波頻率近似為tuo0u+Hu+LT1T2T振蕩頻率分析uC當t=t1時，有：t0t1t2解得：在t1≤t≤t2時當t=t2時：解得：UZ-UZ矩形波頻率：故第15頁/共53頁166.2.1

用集成運放構(gòu)成的多諧振蕩器占空比可調(diào)的多諧振蕩器A0+-+RuoCR0±UZu-DZR1R2D1u+占空比：矩形波高電平的時間T1與周期T之比的百分數(shù)，稱為矩形波的占空比。即圖示電路中,通過調(diào)節(jié)RP,利用二極管的單向?qū)щ娦?使充放電時間常數(shù)不相等,實現(xiàn)輸出波形占空比可調(diào)。調(diào)節(jié)RP矩形波周期不變。集成運放構(gòu)成的多諧振蕩器,常用于10KHZ以下的低頻率振蕩電路中。D2RP1RP2Rptuo0u+Hu+LT1T2T工作原理uC充電時放電時第16頁/共53頁176.2.2

用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器石英晶體：是利用石英晶體的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件。壓電效應(yīng)：若在石英晶體的兩個電極上加一電壓,晶體就會產(chǎn)生機械變形；若在晶體的兩側(cè)加機械壓力或拉力,則晶體會在相應(yīng)的方向上產(chǎn)生電場?？梢姡喝粼谑⒕w的兩極加交變電壓,晶體就會產(chǎn)生機械振動；而機械振動又會產(chǎn)生交變電壓。壓電諧振：外加交變電壓的頻率為某一特定值時,晶體振幅達最大,這時稱為壓電諧振。這時的頻率稱為石英晶體的固有諧振頻率。晶體的固有諧振頻率：取決于晶體的切割方式、尺寸結(jié)構(gòu)：將二氧化硅（SiO2）結(jié)晶體按一定方向切割成很薄的晶片,表面拋光后涂敷銀層,封裝后引出管腳即成。如圖晶片管腳敷銀層第17頁/共53頁186.2.2

用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器石英晶體符號和等效電路及電抗頻率特性曲線：CO為晶體不振時的靜態(tài)電容（幾至幾十皮法）；L是晶體振動時的動態(tài)電感（幾十至幾百毫亨）；C是晶體振動時的等效動態(tài)電容（10-4～10-1pF）；R是晶體振動時的內(nèi)部摩擦損耗電阻（100Ω左右）。JT0CLRfCofsfpX感性容性容性符號等效電路電抗頻率特性晶體的品質(zhì)因數(shù)Q很大,可達104～106，為石英晶體有兩個諧振頻率,一是LCR支路的串聯(lián)諧振頻率fs,一個是LCR支路與電容Co的并聯(lián)諧振頻率fp，實際fs和fp很接近。當f<fs，f>fp時呈容性；當f=fs時，X=0,呈電阻性；當fs<f<fp時，呈感性。因為所以第18頁/共53頁196.2.2

用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器1.串聯(lián)型石英晶體多諧振蕩電路R1、R2是偏置電阻；C1、C2為耦合電容R1R2C1C2JTuo2uo1ui2uoG2G1G3111工作原理：正反饋起振過程：晶體的選頻過程：反饋支路中的石英晶體,對反饋信號中頻率等于串聯(lián)諧振頻率fs的信號阻抗最小,且呈電阻性,而對其它頻率的信號呈現(xiàn)高阻抗被衰減。因此電路產(chǎn)生頻率為fs的脈沖波?！鷘i1↓→uo1↑→ui2↑→uo2↓→非門G3的作用是：整形、緩沖隔離作用。ui1G1與R1、G2與R2構(gòu)成兩個反相放大器C2與JT構(gòu)成正反饋(選頻)支路第19頁/共53頁206.2.2

用石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器2.并聯(lián)型石英晶體多諧振蕩電路RFC1C2JTuoG2G111RF是偏置電阻；石英晶體工作頻率位于串聯(lián)諧振頻率fs和并聯(lián)諧振頻率fp之間,它等效成一電感;JT與C1、C2及反相放大器G1構(gòu)成電容三點式振蕩器。非門G1輸出為一失真的矩形脈沖波；經(jīng)非門G2整形后,得到比較理想的矩形脈沖。0ffsfpX感性容性容性電抗頻率特性第20頁/共53頁21有源晶振及應(yīng)用電路1.有源晶振RC有源晶振有4只引腳,內(nèi)部除了石英晶體外,還有晶體管和阻容元件,因此體積較大。是一個完整的振蕩器。1腳懸空，2腳接地，3腳輸出，4腳接電源UCC（+5V）；0.01μF200ΩUCCOUT+5V2.實用電路1234振蕩頻率有：10kHZ—250MHZJTNC第21頁/共53頁226.2.3

用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器1.555集成定時器將模擬功能與數(shù)字功能結(jié)合在一起的多用途集成器件。很容易構(gòu)成多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器。

廣泛用于定時、檢測、控制和報警電路中。分為：雙極型特點：帶負載能力強，如5G1555、NE555；CMOS型特點：功耗低、輸入阻抗大、電源范圍寬，如CB7555。

它們結(jié)構(gòu)、工作原理、邏輯功能、引腳相同。（1）基本特點第22頁/共53頁236.2.3

用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器+-++-+（2）內(nèi)部結(jié)構(gòu)1≥1≥1≥111RRRC1C2G1G2G3G4G5G6UDDTHCODGNDOUT12345678TNUR1UR2C1、C2：比較器；G1、G2、G3：RS觸發(fā)器；TN：放電管；三個R構(gòu)成分壓器。比較器C1的基準電壓為：比較器C2的基準電壓為：當電壓控制端CO外接固定電壓UCO時，則：D：放電端⑦；TH：閾值端⑥；CO：控制端⑤；TR：觸發(fā)端(低電平)②；RD：復(fù)位端(低電平)④；OUT：輸出端③;UDD：電源正極⑧；GND：電源負極①。5kΩ5kΩ5kΩG1、G2、G3為或非門G4、G5、G6為非門第23頁/共53頁246.2.3

用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器+-++-+（3）工作原理1≥1≥1≥111RRRC1C2G1G2G3G4G5G6UDDTHCODOUT12345678TNUR1UR25kΩ5kΩ5kΩG1、G2、G3為或非門G4、G5、G6為非門①當放電管TN導(dǎo)通放電處于復(fù)位狀態(tài)，即555電路處于不工作狀態(tài)時0011第24頁/共53頁256.2.3

用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器+-++-+（3）工作原理1≥1≥1≥111RRRC1C2G1G2G3G4G5G6UDDTHCODOUT12345678TNUR1UR25kΩ5kΩ5kΩG1、G2、G3為或非門G4、G5、G6為非門TH、TR引腳懸空TN截止②電源接通10011010第25頁/共53頁266.2.3

用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器+-++-+（3）工作原理1≥1≥1≥111RRRC1C2G1G2G3G4G5G6UDDTHCODOUT12345678TNUR1UR25kΩ5kΩ5kΩG1、G2、G3為或非門G4、G5、G6為非門③當TN導(dǎo)通放電時10010100第26頁/共53頁276.2.3

用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器+-++-+（3）工作原理1≥1≥1≥111RRRC1C2G1G2G3G4G5G6UDDTHCODOUT12345678TNUR1UR25kΩ5kΩ5kΩG1、G2、G3為或非門G4、G5、G6為非門④當RS觸發(fā)器輸出Q保持不變；TN、OUT保持不變（原狀態(tài)）。時000第27頁/共53頁286.2.3

用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器+-++-+（3）工作原理1≥1≥1≥111RRRC1C2G1G2G3G4G5G6UDDTHCODOUT12345678TNUR1UR25kΩ5kΩ5kΩG1、G2、G3為或非門G4、G5、G6為非門⑤當TN截止時10011010第28頁/共53頁296.2.3

用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器+-++-+（3）工作原理1≥1≥1≥111RRRC1C2G1G2G3G4G5G6UDDTHCODOUT12345678TNUR1UR25kΩ5kΩ5kΩG1、G2、G3為或非門G4、G5、G6為非門⑥當RS觸發(fā)器輸出不定是不允許出現(xiàn)的時011不定不定不定不定禁止狀態(tài)第29頁/共53頁306.2.3

用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器（3）工作原理555時基電路功能表當電壓控制端CO施加一個電壓時,比較器的參考電壓發(fā)生變化,電路的閾值和觸發(fā)電平的大小相應(yīng)變化,從而可改變電路的定時參數(shù)。輸入輸出(復(fù)位)(閾值)(觸發(fā))TN狀態(tài)(D放電端)低電平××低電平導(dǎo)通(7端放電)高電平低電平導(dǎo)通(7端放電)高電平原狀態(tài)原狀態(tài)高電平高電平截止(7端截止)高電平輸出、TN狀態(tài)不定(禁用)(復(fù)位)第30頁/共53頁316.2.3

用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器（4）引腳功能87651234CB7555電壓控制端閾值端放電端電源端復(fù)位端輸出端電源地端觸發(fā)端時基電路第31頁/共53頁326.2.3

用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器（5）注意事項當控制端CO不用時，應(yīng)通過0.01μF電容接地，以防外部干擾；不應(yīng)出現(xiàn)TH端電壓大于UDD的2/3，TR端電壓小于UDD的1/3的情況，否則兩個比較器輸出均為高電平，當它們同時從高電平變?yōu)榈碗娖綍r，使基本RS觸發(fā)器輸出不確定；UDD范圍在3—18V之間，雙極型輸出電流可達200mA,而CMOS型輸出電流在4mA以下。實際有雙555時基電路(556)。87651234CB75550.01μFC第32頁/共53頁336.2.3

用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器2.用555集成定時器構(gòu)成的多諧振蕩器（2）工作原理UDDRDUDDR1R2CDTHTRGNDCOOUT123456780.01μFuo電源接通瞬間,uC=0,TH和TR相接,輸出uo為1,放電管TN截止,電源通過R1、R2向C充電,uC上升。00ttuouCTT1T2當uC上升到略大于UCC的2/3時,uo從1變?yōu)?(翻轉(zhuǎn)),同時放電管TN導(dǎo)通,使電容C通過R2和TN放電,uC下降。當uC下降到略小于UCC的1/3時,uo

從0變?yōu)?(翻轉(zhuǎn)),同時放電管TN截止,電容再次充電。如此重復(fù)形成矩形波輸出。（1）電路結(jié)構(gòu)uC+-充電放電555第33頁/共53頁346.2.3

用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器2.用555集成定時器構(gòu)成的多諧振蕩器振蕩頻率分析振蕩頻率為UDDRDUDDR1R2CDTHTRGNDCOOUT123456780.01μFuo00ttuouCTT1T2uC+-充電放電矩形波的占空比為t1t2t3充電時間放電時間當時,,代入解方程,得(1)充電時間T1(2)放電時間T2555第34頁/共53頁35用555定時器構(gòu)成的壓控多諧振蕩器（習(xí)題6.2.6）如圖，分極振蕩周期，畫出uC、uO的波形圖電容C的充電時間T1分析：（三要素法）當t=t2時,uc=UCO即UDDRDUDDR1R2CDTHTRGNDCOOUT12345678UCOuo00ttuouCTT1T2uC+-充電放電+-t1t2t3電容C的放電時間T2分析：當t=t3時,uc=0.5UCO即uC、uO波形圖555第35頁/共53頁36用555定時器構(gòu)成的壓控多諧振蕩器（習(xí)題6.2.6）如圖，分極振蕩周期，畫出uC、uO的波形圖電容C的充電時間T1分析：（三要素法）UDDRDUDDR1R2CDTHTRGNDCOOUT12345678UCOuo00ttuouCTT1T2uC+-充電放電+-t1t2t3電容C的放電時間T2分析：uC、uO波形圖若UDD、R1、R2、C不變,改變UCO的大小,即可改變輸出矩形波的頻率(即壓控振蕩器)。UCO增大輸出矩形波的頻率降低；UCO減小,頻率升高。電路中UCO必須小于UDD。結(jié)論555第36頁/共53頁376.2.3

用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器[例題6.2.1]圖是模擬公安警車音響電路，試說明工作原理。解：RDUDDR1R2C1DTHTRIC112345678電路組成：IC1及外圍元件構(gòu)成低頻多諧振蕩器，周期約為6秒；IC2構(gòu)成電壓控制高頻振蕩器，頻率在800HZ~50HZ范圍；R3、T構(gòu)成射極輸出器。RDUDDR4R5C3DTHTRTCOOUT12345678C2R3R6C4IC2工作原理：C1兩端電壓按指數(shù)規(guī)律上升、下降，近似三角波；該電壓經(jīng)射極輸出器加到IC2的電壓控制端，對高頻振蕩器的信號進行調(diào)制，當三角波電壓最低時，高頻信號頻率最高約為800HZ，當三角波電壓由低向高變化時，IC2輸出頻率由高向低變化，輸出頻率在3秒內(nèi)由低變高，另3秒由高變低，喇叭發(fā)出警車音響鳴叫聲。3s3suCuOuCuO+UDD（5-15V）555555第37頁/共53頁386.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器主要內(nèi)容6.3.2用555集成定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器6.3.1用555集成定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器第38頁/共53頁39觸發(fā)器的基本概念觸發(fā)器：是一個具有記憶功能的基本邏輯單元；它的輸出有兩個邏輯狀態(tài)0和1,當輸入一個觸發(fā)信號時，輸出狀態(tài)會發(fā)生翻轉(zhuǎn)。觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：輸出有兩個穩(wěn)定狀態(tài)0和1的觸發(fā)器；每輸入一個觸發(fā)信號，輸出狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)一次。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：輸出只有一個穩(wěn)定狀態(tài)（0或1）的觸發(fā)器；當無觸發(fā)信號時，保持這一穩(wěn)態(tài)；當外加觸發(fā)信號后，輸出狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)到另一個暫時的狀態(tài)，持續(xù)一段時間后自動返回到原來的穩(wěn)態(tài)。uIuOuIuOuIuO觸發(fā)器示意圖雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器功能圖單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器功能圖觸發(fā)翻轉(zhuǎn)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)自動翻轉(zhuǎn)穩(wěn)態(tài)暫態(tài)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)第39頁/共53頁406.3.1

用555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1.電路結(jié)構(gòu)電源接通,未加觸發(fā)脈沖(負脈沖)時+UDDRDUDDRCDTHTRGNDCOOUT123456780.01μFuouIuC-+2.工作原理①當uO=0時,TN導(dǎo)通②當uO=1時,TN截止,UDD經(jīng)R向C充電,當uC升到uO保持低電平,即uO=0uO跳變?yōu)榈碗娖?即uO=0總之,電源接通,輸出一定是低電平的穩(wěn)態(tài)。當t=t1時uI加負觸發(fā)脈沖時uO翻轉(zhuǎn)為高電平,TN截止,這時,UDD經(jīng)R向C充電。uIuCuOtttt1t2tW000當uC升到略大于三分之二UDD時,輸出翻轉(zhuǎn)回到低電平的穩(wěn)態(tài)。t3第40頁/共53頁416.3.1

用555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器3.結(jié)論及特點+UDDRDUDDRCDTHTRGNDCOOUT123456780.01μFuouIuC-+①當無觸信號時,輸出保持穩(wěn)態(tài)(低電平)。②當加一負觸發(fā)信號后,輸出翻轉(zhuǎn)為暫態(tài),經(jīng)過一段時間后，輸出返回到原穩(wěn)態(tài)。uIuCuOtttt1t2tW000③脈沖寬度（暫態(tài)持續(xù)時間）為④輸入脈沖寬度要小于tW,當uI寬度大于tW時,可在輸入端加微分電路,使輸入成尖脈沖。⑤若輸入是周期性脈沖時,該周期必須大于tW+tτ。tτ稱為恢復(fù)時間。單穩(wěn)態(tài)電路常用整形、定時、延時等電路中tτt3第41頁/共53頁426.3.1

用555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器[例題6.3.1]分析圖示定時加熱器的工作原理。+UDD（+5）RDUDDR1C1DTHTRGNDCOOUT123456780.01μFS+uC-+構(gòu)成：555構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；暫態(tài)(即加熱)時間由RP、C1決定，為td=1.1RPC1;SP1110為交流固態(tài)繼電器，當輸入端有直流信號時，輸出兩端接通，無直流輸入信號時，輸出端斷開，實現(xiàn)交流開關(guān)的功能；R2、C3的

作用是吸收主電路中的脈沖干擾，保護固態(tài)繼電器；S為加熱起動按鈕。加熱器-~~R2RPDSP1110~220VC2C3CB7555工作原理：按下S，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的TR端獲得負脈沖，輸出翻轉(zhuǎn)為高電平，固態(tài)繼電器交流輸出端接通，加熱器接通220V電源開始加熱；經(jīng)一段延時后，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為低電平，D截止，固態(tài)繼電器輸出端斷開，加熱器停止加熱。解：第42頁/共53頁436.3.2

用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器：它有兩種輸出狀態(tài)，具有滯回的電壓傳輸特性圖形符號特點：輸出電壓發(fā)生跳變的輸入電壓(閾值)大小與輸入電壓的變化方向有關(guān)，即uIuIuOuOUOLUOHUT-UT+0電壓傳輸特性uI上升時uI下降時UT+為正向閾值電壓；UT-為負向閾值電壓。為稱滯后電壓(回差)用途：用于波形變換、整形、幅度鑒別等電路中。第43頁/共53頁446.3.2

用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器：+UDDRDUDDTHTRGNDCOOUT12345680.01μFuouI工作原理電路結(jié)構(gòu)：閾值端TH和觸發(fā)端TR相接，作為輸入端，即當輸入信號uI為三角波時，輸出如圖uIuOttUOHUOL00正閾值電壓負閾值電壓回差第44頁/共53頁456.3.2

用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器：(回差可調(diào))+UDDRDUDDTHTRGNDCOOUT12345680.01μFuouI電路結(jié)構(gòu)：電壓控制端CO外接控制電壓UCO可見,改變控制電壓UCO的大小,就可改變回差的大小.正閾值電壓負閾值電壓回差+UDDRDUDDTHTRGNDCOOUT1234568uouIUCO+-uOttUOHUOL00uI回差可調(diào)的施密特觸發(fā)器第45頁/共53頁466.3.2

用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器：(輸出高電平可調(diào))+UDDRDUDDTHTRGNDCOOUT12345680.01μFuouI電路結(jié)構(gòu)：在放電端D經(jīng)電阻R接另一電源UDD1,輸出端接在D