數(shù)字電子技術(shù)第九章..

1、9.1 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器9.2 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器9.3 多多諧振蕩諧振蕩器器9.4 555定時(shí)器及其應(yīng)用定時(shí)器及其應(yīng)用9 脈沖波形的變換與產(chǎn)生脈沖波形的變換與產(chǎn)生4 4、掌握由、掌握由555555定時(shí)器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸定時(shí)器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標(biāo)的計(jì)發(fā)器的電路、工作原理及外接參數(shù)及電路指標(biāo)的計(jì)算。算。1 1、正確理解多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸、正確理解多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器的電路組成及工作原理。發(fā)器的電路組成及工作原理。2 2、掌握多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器、掌握多諧、單穩(wěn)、施密特觸發(fā)器MSIMSI器件

2、的邏輯器件的邏輯功能及主要指標(biāo)計(jì)算。功能及主要指標(biāo)計(jì)算。3 3、掌握、掌握555555定時(shí)器的工作原理。定時(shí)器的工作原理。教學(xué)基本要求教學(xué)基本要求9.1單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器9.1.1 用門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器9.1.2 集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器9.1.3 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 電路在沒有觸發(fā)信號(hào)作用時(shí)處于一種穩(wěn)定狀態(tài)。電路在沒有觸發(fā)信號(hào)作用時(shí)處于一種穩(wěn)定狀態(tài)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作特點(diǎn)：?jiǎn)畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作特點(diǎn)： 在外來觸發(fā)信號(hào)作用下，電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)在外來觸發(fā)信號(hào)作用下，電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài); ; 由于電路中由于電路中RC

3、延時(shí)環(huán)節(jié)的作用，暫穩(wěn)態(tài)不能長(zhǎng)保持延時(shí)環(huán)節(jié)的作用，暫穩(wěn)態(tài)不能長(zhǎng)保持,經(jīng)過一段時(shí)間后，電路會(huì)自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)的經(jīng)過一段時(shí)間后，電路會(huì)自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間僅取與持續(xù)時(shí)間僅取與RC參數(shù)值有關(guān)。參數(shù)值有關(guān)。9.1單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器V VI IV VO Ot tWW穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)TrgTrgT TWWQ Q 門電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器門電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器MSI集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不可重復(fù)觸發(fā)不可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可重復(fù)觸發(fā)可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用用555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器按電路形式不同按電路形式不同

4、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的分類分類工作特點(diǎn)劃分工作特點(diǎn)劃分 R vO G2 & C vI2 vC Rd vI Cd G1 vd vO1 VDD vd vO1 vO G2 G1 C R VDD vI vI2 vC Rd Cd 9.1.1 用用CMOS門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 1. 1. 電路電路CMOS或非門構(gòu)成的微分型或非門構(gòu)成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 CMOS與非門構(gòu)成的微分型與非門構(gòu)成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 暫穩(wěn)態(tài)為暫穩(wěn)態(tài)為1正脈沖觸發(fā)正脈沖觸發(fā)暫穩(wěn)態(tài)為暫穩(wěn)態(tài)為0負(fù)脈沖觸發(fā)負(fù)脈沖觸發(fā) 電路處于一種穩(wěn)態(tài)：電路處于一種穩(wěn)態(tài)： vO

5、1 vO G2 G1 C D R VDD vI vI2 vC 0 00 01 11 10 0 o =0 c =0a)沒有觸發(fā)信號(hào)時(shí)，沒有觸發(fā)信號(hào)時(shí)， I=0設(shè)定設(shè)定CMOS反相器的閾值電壓反相器的閾值電壓2THDDVV 2. 工作原理：工作原理： vO1 vO G2 G1 C D R VDD vI vI2 vC b)b)外加觸發(fā)信號(hào)外加觸發(fā)信號(hào) vI 0 t vd 0 t vO1 vO vI2 0 t t t 0 VTH VDD t1 t2 0 電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài) 電容充電電容充電 I21 10 0c)c)電容充電電容充電, ,電路由暫穩(wěn)態(tài)自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)電路由暫穩(wěn)態(tài)自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài) v

6、O1 vO G2 G1 C D R VDD vI vI2 vC 0 01 1 I2 I2 =VTH迅速使迅速使 o1 = 1 o =0電容放電電容放電 c =0vo2 vO1 vR vI 0 t vd 0 t vO11 vO vI2 0 t t t 0 VTH VDD t1 t2 0 tw 當(dāng)當(dāng)ui的寬度很寬時(shí)，可在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入的寬度很寬時(shí)，可在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入端加一個(gè)端加一個(gè)RC微分電路，否則，在電路由暫穩(wěn)態(tài)微分電路，否則，在電路由暫穩(wěn)態(tài)返回到穩(wěn)態(tài)時(shí)，由于門返回到穩(wěn)態(tài)時(shí)，由于門G1被被ui封住了，會(huì)使封住了，會(huì)使uo2的下降沿變緩。的下降沿變緩。 vd vO1 vO G2 G1 C

7、R VDD vI vI2 vC Rd Cd tw0.7RC （1） 輸出脈沖寬度輸出脈沖寬度tw(2) 恢復(fù)時(shí)間恢復(fù)時(shí)間tre tre (35) (3) 最高工作頻率最高工作頻率 fmax 3. 主要參數(shù)的計(jì)算主要參數(shù)的計(jì)算 vO1 vI vO vI2 0 0 t t t t tW 0 VTH VDD t1 t2 vd 0 t 0 TH0V)()()(tCCC l ln nW W R RC CvC(0+) = 0；vC( ) =VDD =RC, VTH = VDD /2THDDDDw0VVVlnRCt = RCln2rew11ttTfminmax 4. 討論討論b)用用TTL門電阻門電阻R的取

8、值可以是任意的嗎？的取值可以是任意的嗎？a)在暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束在暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束(t= t2)瞬間，門瞬間，門G2的輸入電壓的輸入電壓 I2達(dá)到達(dá)到VDD+VTH，可能損壞可能損壞G2門，怎么辦？門，怎么辦？采用采用TTL與非門構(gòu)成單穩(wěn)電與非門構(gòu)成單穩(wěn)電路時(shí)，電阻路時(shí)，電阻R要小于要小于0.7k 。 vO1 G1 G2 C vI R VDD vO Cd Rd vO G3 VD 9.1.2 集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(a)v vO Ov vI It tw wt tw w(b)vOvItwtw不可重復(fù)觸發(fā)不可重復(fù)觸發(fā)可重復(fù)觸發(fā)可重復(fù)觸發(fā)被重復(fù)觸發(fā)被重復(fù)觸發(fā)沒有被重復(fù)觸發(fā)沒有被重復(fù)觸發(fā) G2 A2 G1

9、G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 Cext Rint 5 Q Q A1 a B 4 3 10 6 9 1 11 VCC 1. 不可重復(fù)觸發(fā)的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不可重復(fù)觸發(fā)的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 74121觸發(fā)信號(hào)控制電路觸發(fā)信號(hào)控制電路微分型單穩(wěn)觸發(fā)器微分型單穩(wěn)觸發(fā)器電路的連接：電路的連接：R：外接電阻或采用內(nèi)部電阻：外接電阻或采用內(nèi)部電阻C：外接電容：外接電容輸出緩沖電路輸出緩沖電路輸出脈沖寬度：輸出脈沖寬度： tw0.7RC 電路的不可重復(fù)觸發(fā)特性電路的不可重復(fù)觸發(fā)特性工作原理工作原理在暫穩(wěn)態(tài)期間即使有觸發(fā)信號(hào)輸入在暫穩(wěn)態(tài)期間即使有觸發(fā)信號(hào)輸入,但由于但由于G4門在此期間關(guān)閉門在此期間關(guān)

10、閉，不會(huì)被再次觸發(fā)，電路屬于不可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不會(huì)被再次觸發(fā)，電路屬于不可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài): Q=1 Q=0 G2 A2 G1 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 Cext Rint 5 Q Q A1 觸發(fā)信號(hào)控制電路 微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 輸出緩沖電路 a B 4 3 10 6 9 1 11 VCC 100074121功能表功能表 HHQA1A2BQL HL LHL LLHHH LHHHHHHL L邏輯功能表邏輯功能表不可觸發(fā)，保持穩(wěn)態(tài)不變不可觸發(fā)，保持穩(wěn)態(tài)不變A1、A2中有一個(gè)或兩個(gè)為低電平，中有一個(gè)或兩個(gè)為低電平，在在B端輸入上升沿時(shí)電路被觸發(fā)端輸入上升沿時(shí)電路

11、被觸發(fā)B 和和A1、A2、 中有一個(gè)或兩個(gè)為中有一個(gè)或兩個(gè)為高電平，輸入端有一個(gè)或兩個(gè)下高電平，輸入端有一個(gè)或兩個(gè)下降沿時(shí)電路被觸發(fā)降沿時(shí)電路被觸發(fā)( a ) 7 4 1 2 1 的 引 腳 排 列 圖 14 13 12 11 10 9 87 4 1 2 1 1 2 3 4 5 6 7 Re x t/Ce x tVC C N C N C Ce x t Ri n N C Q N C T R- T R- B T R+ Q G N D9.1.3 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1. 定時(shí)定時(shí) 該電路可用于頻率計(jì)該電路可用于頻率計(jì) vO 與與門門 vA vB tW 單穩(wěn)態(tài)單穩(wěn)態(tài) 觸發(fā)器觸發(fā)器 vI

12、 vI O vB O vA O vO O tW t t t t A1 Rext/ Cext VCC Cext A2 B Cext Rext/ Cext A1 A2 B Q Q VCC VCC vI vO R1 C1 R2 C2 74121 （1） 74121 （2） vO1 vI t t1 0 t tw1 tw1 vO1 0 t tw2 tw2 vO 0 2. 延時(shí)延時(shí)3. 組成噪聲消除電路組成噪聲消除電路 單穩(wěn)觸發(fā)器的輸出脈寬應(yīng)大于噪聲寬度而小于信號(hào)脈寬，才可單穩(wěn)觸發(fā)器的輸出脈寬應(yīng)大于噪聲寬度而小于信號(hào)脈寬，才可消除噪聲。消除噪聲。 如用如用 I作為下降沿觸發(fā)的計(jì)數(shù)器觸發(fā)脈沖作為下降沿觸發(fā)的

13、計(jì)數(shù)器觸發(fā)脈沖,干擾加入干擾加入,就會(huì)造成就會(huì)造成計(jì)數(shù)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)錯(cuò)誤. C R VCC Cext Rext/Cext 74121 A1 A2 B vI Q 1D C1 R Q vO vI Q vO 噪聲噪聲 4. 利用兩個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以構(gòu)成多諧振蕩器。利用兩個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以構(gòu)成多諧振蕩器。 9.2 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器9.2.1 用門電路組成的施密特觸發(fā)器用門電路組成的施密特觸發(fā)器9.2.2 集成施密特觸發(fā)器集成施密特觸發(fā)器9.2.3 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用施密特觸發(fā)器的應(yīng)用 普通反相器和施密特反相器的比較普通反相器和施密特反相器的比較AY1普通反相器普通反相器uAUTHuYTTL：1.4

14、VCMOS：DD21V施密特反相器施密特反相器AYuAUT+UT上限閾值電壓上限閾值電壓下限閾值電壓下限閾值電壓uY回差電壓：回差電壓： TTTUUU9.2 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器1 1、施密特觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器電壓傳輸特性電壓傳輸特性及工作特點(diǎn)及工作特點(diǎn) 是具有滯后特性的反相器。是具有滯后特性的反相器。（1 1）電路有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)，是雙穩(wěn)電路。）電路有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)，是雙穩(wěn)電路。（2 2）電路狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)依賴于輸入信號(hào)的維持。）電路狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)依賴于輸入信號(hào)的維持。 輸出狀態(tài)取決于輸入信號(hào)的幅度。輸出狀態(tài)取決于輸入信號(hào)的幅度。（3 3）具有滯后電壓傳輸特性。）具有滯后電壓傳輸特性。 對(duì)正向增長(zhǎng)和負(fù)向增

15、長(zhǎng)的輸入信號(hào)，電路有對(duì)正向增長(zhǎng)和負(fù)向增長(zhǎng)的輸入信號(hào)，電路有不同的閾值電平。不同的閾值電平。 施密特觸發(fā)器屬于電平觸發(fā)器件，當(dāng)輸入信號(hào)施密特觸發(fā)器屬于電平觸發(fā)器件，當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到某一定電壓值時(shí)，輸出電壓會(huì)發(fā)生突變。達(dá)到某一定電壓值時(shí)，輸出電壓會(huì)發(fā)生突變。 電路有兩個(gè)閾值電壓。電路有兩個(gè)閾值電壓。 輸入信號(hào)增加和減少時(shí)，輸入信號(hào)增加和減少時(shí)，電路的閾值電壓分別是正向閾值電壓電路的閾值電壓分別是正向閾值電壓（VT+）和負(fù)閾）和負(fù)閾值電壓（值電壓（VT-） ?；夭铍妷海箅妷海夯夭铍妷海箅妷海篤T VTVT同相輸出施密特觸發(fā)器同相輸出施密特觸發(fā)器反相輸出施密特觸發(fā)器反相輸出施密特觸發(fā)器 vI

16、 vO vI vO O vI vo VT VT+ VOH VOL oVT+ vO VOH VOL VT- - vI 2 2、施密特觸發(fā)器的兩種電路形式、施密特觸發(fā)器的兩種電路形式1、電路組成、電路組成2、工作原理、工作原理 G1 G2 vI vO R2 R1 vO1 I19.2.1 用門電路組成的施密特觸發(fā)器用門電路組成的施密特觸發(fā)器O11I212I1vRRRvRRRv2 R1 R2 I為三角波為三角波 假定：假定： 2THDDVV 108 6 4 2 0 2 4 6 8 10 VOHVDD B G1 G2 vI vO R2 R1 vO1 vI1O211I2121I RRRRRR00 1(1)

17、 I上升上升當(dāng)當(dāng)vI1=0， = 0VvO正向閾值電壓正向閾值電壓 (VT+): I 值在增加值在增加過程中，使輸出電壓產(chǎn)生跳變時(shí)過程中，使輸出電壓產(chǎn)生跳變時(shí)所對(duì)應(yīng)所對(duì)應(yīng) I 的值。的值。只要只要 I1 VTH，I1 (4) 當(dāng)當(dāng)I下降下降, 也下降也下降則保持則保持 =VOHo當(dāng)當(dāng) =VTH，電路產(chǎn)生如下正反饋，電路產(chǎn)生如下正反饋 ： I1 G1 G2 vI vO R2 R1 vO1 vI1 v vo ov vI I 傳傳輸輸特性曲線特性曲線 工作波形工作波形 vI VT VT O vO VDD O t t vO VDD O VT VT vI 8.2.2 集成施密特觸發(fā)器集成施密特觸發(fā)器 v

18、I vO vO， VDD TP1 TP2 TP3 TN1 TN2 TN3 vS2 vS5 TP4 TN4 TP5 TN5 TN6 TP6 VDD 施施密密特特電電路路 整整形形電電路路 輸輸出出電電路路 vI vO 8.2.3 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用施密特觸發(fā)器的應(yīng)用 o vI vO1 VOH VOL VT+VT_ vO VOH VOL 0 t tWo vI t v vT+T+v vT-T- vI vO 1. 1. 波形變換波形變換 vI VT+ VT 0 t vO VOH VOL 0 t (b) vO vI 2. 波形的整形波形的整形 vO vI vI VT+ VT 0 t vO VOH VOL

19、 0 t (a) v vo ov vI I o VT+ vO VOH VOL VT- 合理選擇回差電壓，可消除干擾信號(hào)。合理選擇回差電壓，可消除干擾信號(hào)。 vI O vO O vO O VT2 VT1 t t t 3.3.消除干擾信號(hào)消除干擾信號(hào) VT- vI 0 VT+ 0 t vO VO H VO L 0 4. 幅度鑒別幅度鑒別 o VT+ vO VOH VOL VT- - vI o oI I9.3 多諧振蕩器多諧振蕩器9.3.1 門電路組成的多諧振蕩器門電路組成的多諧振蕩器9.3.2 用施密特觸發(fā)器構(gòu)成多諧振蕩器用施密特觸發(fā)器構(gòu)成多諧振蕩器9.3.3 石英晶體多諧振蕩器石英晶體多諧振蕩器

20、 開開關(guān)關(guān)電電路路 RC延時(shí)環(huán)節(jié)延時(shí)環(huán)節(jié)多諧振蕩器的基本組成：多諧振蕩器的基本組成：開關(guān)器件：產(chǎn)生高、低電平開關(guān)器件：產(chǎn)生高、低電平反饋延遲環(huán)節(jié)（反饋延遲環(huán)節(jié)（ RC電路）：利用電路）：利用RC電路的充放電特性實(shí)現(xiàn)電路的充放電特性實(shí)現(xiàn)延時(shí)，輸出電壓經(jīng)延時(shí)后延時(shí)，輸出電壓經(jīng)延時(shí)后,反饋到開關(guān)器件輸入端，改變電路反饋到開關(guān)器件輸入端，改變電路的輸出狀態(tài)的輸出狀態(tài),以獲得所脈沖波形輸出。以獲得所脈沖波形輸出。9.3 多諧振蕩器多諧振蕩器多諧振蕩器是一種自激振蕩電路，不需要外加輸入多諧振蕩器是一種自激振蕩電路，不需要外加輸入信號(hào)，就可以自動(dòng)地產(chǎn)生出矩形脈沖。信號(hào)，就可以自動(dòng)地產(chǎn)生出矩形脈沖。9.3.1

21、 門門電路組成的多諧振蕩器電路組成的多諧振蕩器 1. 電路組成電路組成 vID1 D2 TP TN vO1 R C D4 D3 TP TN vOG1 G2 +VDD VC vI vO1 vO C R G1 G2 CMOS門組成的多諧振蕩器門組成的多諧振蕩器.o1 =1, o =0 時(shí)時(shí),電容充電電容充電, I增加增加;o1 =0, o =1 時(shí)時(shí),電容放電電容放電, I下降下降;o1與與o反相反相,電容接在電容接在o與與I之間之間: 2. 工作原理工作原理DDTH0O 2NFFVVVV假定假定 電路初態(tài)：電路初態(tài)：=1vO1=0vOvC= 0V電容充電電容充電vCvIvI當(dāng)當(dāng)=VTH 時(shí)，時(shí)，

22、迅速使迅速使G1導(dǎo)通、導(dǎo)通、 G2截止截止電路進(jìn)入第二暫態(tài)電路進(jìn)入第二暫態(tài)vO2=1vO1=0=0vO 1=1vO（1）第一暫穩(wěn)態(tài)（初態(tài)）電容充電，電路自動(dòng)翻轉(zhuǎn)到第二暫穩(wěn)態(tài)）第一暫穩(wěn)態(tài)（初態(tài)）電容充電，電路自動(dòng)翻轉(zhuǎn)到第二暫穩(wěn)態(tài)vIvO1vO G1 G2 VDD TP D3 TP D1 充充電電 vI D2 TN TN vO1 vO D4 R C vIVDDVTH0ttvOVDD0（2）第二暫穩(wěn)態(tài)電容放電，電路自動(dòng)翻轉(zhuǎn)到第一暫穩(wěn)態(tài)）第二暫穩(wěn)態(tài)電容放電，電路自動(dòng)翻轉(zhuǎn)到第一暫穩(wěn)態(tài)電容放電電容放電vCvIvI當(dāng)當(dāng)=VTH 時(shí)時(shí)，迅速使得迅速使得G1截止、截止、G2導(dǎo)通導(dǎo)通電路返回第一暫穩(wěn)態(tài)電路返回第一

23、暫穩(wěn)態(tài)O=0 O1=12. 工作原理工作原理vIvO1vO G1 G2 VDD TP D3 TP D1 放放電電 vI D2 TN TN vO1 vO D4 R C vI VTH O VDD V V t vO VDD O T1 T2 t1 t2 第第一一 暫暫穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài) 第第二二 暫暫穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài) t TRC1n41.4RC 由門電路組成的多諧振蕩器的振由門電路組成的多諧振蕩器的振蕩周期蕩周期T取決于取決于R、C電路和電路和 VTH，頻率穩(wěn)定性較差。頻率穩(wěn)定性較差。 3. 振蕩周期的計(jì)算振蕩周期的計(jì)算THDDDD1lnVVVRCT THDD2n1VVRCT vI(0+) 0；vC( ) VDD =R

24、C, t = t2-t1T1 :vI(0+) VDD ；vC( ) 0 =RC, t = t3-t2T2 : THTHDD2DD21n1V)VV(VRCTTT vI VTH O VDD V V t vO VDD O T1 T2 t1 t2 第第一一 暫暫穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài) 第第二二 暫暫穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài) t v vo ov vI IV VT+T+V VT_T_V VOLOLV VOHOHT T1 1T T2 20 0t t0 0t t12DDTT+DDTTDDTT+DDTT-lnln()lnTTTVVVRCRCRVVVVVCVVVV Cvo ovI IR9.3.2 用施密特觸發(fā)器構(gòu)成多諧振蕩器用施密特觸發(fā)器構(gòu)成

25、多諧振蕩器9.3.3 石英晶體振蕩器石英晶體振蕩器1、石英晶體電路符號(hào)和選頻特性、石英晶體電路符號(hào)和選頻特性電路符號(hào)電路符號(hào) 阻抗特性阻抗特性 fXf0電電感感性性電電容容性性電電容容性性當(dāng)當(dāng) f = f0 時(shí)時(shí),電抗電抗 X = 02、石英晶體振蕩器、石英晶體振蕩器R1和和R2: 使對(duì)應(yīng)門工作在線性區(qū)使對(duì)應(yīng)門工作在線性區(qū)C1 : 耦合電容耦合電容C2 : 抑制高次諧波抑制高次諧波 vO G1 R1 C1 C2 晶體 G2 R2 石英 晶體 振蕩器 vO 1 A 1J C1 1K Q Q 1 2 AQ123、雙相脈沖產(chǎn)生電路雙相脈沖產(chǎn)生電路9.4 555定時(shí)器及其應(yīng)用定時(shí)器及其應(yīng)用9.4.1

26、555定時(shí)器定時(shí)器9.4.2 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9.4.3 用用555定時(shí)器組成定時(shí)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 9.4.4 用用555定時(shí)器定時(shí)器組成組成多諧振蕩器多諧振蕩器9.4.1 5559.4.1 555定時(shí)器定時(shí)器 555 555定時(shí)器定時(shí)器是一種將模擬功能與邏輯功能是一種將模擬功能與邏輯功能巧妙結(jié)合在一起的中規(guī)模集成電路。該電路巧妙結(jié)合在一起的中規(guī)模集成電路。該電路功能靈活、適用范圍廣，只要外圍電路稍作功能靈活、適用范圍廣，只要外圍電路稍作配置，即可構(gòu)成配置，即可構(gòu)成單穩(wěn)觸發(fā)器單穩(wěn)觸發(fā)器、多諧振蕩器多諧振蕩器或或施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器，因而可

27、在定時(shí)、檢測(cè)、控制、因而可在定時(shí)、檢測(cè)、控制、報(bào)警等方面。報(bào)警等方面。電阻分壓器電阻分壓器電壓比較器電壓比較器基本基本SR鎖存器鎖存器輸出緩沖反相器輸出緩沖反相器集電極開路輸出三極管集電極開路輸出三極管 (8) 5k (5) vIC (6) vI1 + C1 5k (2) vI2 + C2 5k (7) v O (1) T S R (4) G (3) vO Q & VCC RD 1、電路結(jié)構(gòu)、電路結(jié)構(gòu) (8) 5k (5) vIC (6) vI1 + C1 5k (2) vI2 + C2 5k (7) v O (1) T S R (4) G (3) vO Q & VCC RD

28、電平電平觸發(fā)端觸發(fā)端電平電平觸發(fā)端觸發(fā)端電壓電壓控制端控制端4.516V復(fù)位端復(fù)位端電平有效電平有效輸出端輸出端放電端放電端2、工作原理、工作原理RD=0時(shí)，時(shí)，Q=1， vo=0，T導(dǎo)通。導(dǎo)通。 (8) 5k (5) vIC (6) vI1 + C1 5k (2) vI2 + C2 5k (7) v O (1) T S R (4) G (3) vO Q & VCC RD 010 (8) 5k (5) vIC (6) vI1 + C1 5k (2) vI2 + C2 5k (7) v O (1) T S R (4) G (3) vO Q & VCC RD 2、工作原理、工作原理

29、RD=0時(shí)，時(shí)，Q=1， vo=0，T導(dǎo)通。導(dǎo)通。RD=1、vI12VCC/3、vI2VCC/3時(shí)時(shí)Q=1,vo=0，T導(dǎo)通導(dǎo)通2VCC/3VCC/30100 (8) 5k (5) vIC (6) vI1 + C1 5k (2) vI2 + C2 5k (7) v O (1) T S R (4) G (3) vO Q & VCC RD 2、工作原理、工作原理RD=0時(shí)，時(shí)，Q=1， vo=0，T導(dǎo)通。導(dǎo)通。RD=1、vI12VCC/3、vI2VCC/3時(shí)時(shí)Q=1,vo=0，T導(dǎo)通導(dǎo)通RD=1、vI12VCC/3、vI22VCC/3、vI2VCC/3時(shí)時(shí)Q=1,vo=0，T導(dǎo)通導(dǎo)通RD=

30、1、vI12VCC/3、vI2VCC/31RD=1、vI1VCC/3時(shí)時(shí)Q、vo、T狀態(tài)不變狀態(tài)不變1 3、555定時(shí)器功能表定時(shí)器功能表不變不變不變不變1導(dǎo)通導(dǎo)通01截止截止11導(dǎo)通導(dǎo)通00放電管放電管T輸出輸出(VO)復(fù)位復(fù)位(RD)觸發(fā)輸入觸發(fā)輸入(VI2)閾值輸入閾值輸入(VI1)輸輸 出出輸輸 入入CC31V CC31V CC31V CC32V CC32V CC32V 9.4.2 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 (8) 5k (5) vIC (6) vI1 + C1 5k (2) vI2 + C2 5k (7) v O (1) T S R (4) G (3)

31、vO Q & VCC RD vI如何改變電路的閾值電壓和回差電壓如何改變電路的閾值電壓和回差電壓? vI VCC 2 3 VCC 1 3 O vO O t t vO O VCC/3 vI 2VCC/3 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用施密特觸發(fā)器的應(yīng)用 VCC VCC1 8 4 555 6 2 vI R vO2 vO1 VIC 0.01 F 7 3 5 1 波形變換波形變換 t 1 3 VCC 2 3 VCC vI 0 t vO 1 VO H 0 o vI vO1 VOH VOL VT+VT_電路的頻率可變電路的頻率可變?占空比可變占空比可變?如何改變占空比如何改變占空比?回差電壓減小回差電壓減小,

32、占空比如何變化占空比如何變化? CvovIR 波形產(chǎn)生電路波形產(chǎn)生電路( (多諧振蕩器多諧振蕩器 ) VCC 8 4 555 6 2 R 0.01 F 7 3 5 1 C v vo ov vI IV VT+T+V VT_T_V VOLOLV VOHOHT T1 1T T2 20 0t t0 0t t12DDTT+DDTTDDTT+DDTT-lnln()lnTTTVVVRCRCRVVVVVCVVVV CvovIR9.4.3 用用555定時(shí)器組成定時(shí)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 1、電路、電路VCC VCC vI R vO 0.01 F C vC 8 4 555 7 6 2 3 5 1 5k v

33、IC vI1 C1 5k vI2 C2 5k v O T S R RD G vO vI外加觸發(fā)信號(hào)，電路轉(zhuǎn)換到暫態(tài)，輸出為外加觸發(fā)信號(hào)，電路轉(zhuǎn)換到暫態(tài)，輸出為1觸發(fā)信號(hào)消除后，電容充電電路自動(dòng)轉(zhuǎn)換到穩(wěn)態(tài)輸出為觸發(fā)信號(hào)消除后，電容充電電路自動(dòng)轉(zhuǎn)換到穩(wěn)態(tài)輸出為0沒有觸發(fā)信號(hào)時(shí)沒有觸發(fā)信號(hào)時(shí)( i )電路處于穩(wěn)態(tài)，電路處于穩(wěn)態(tài)，輸出為輸出為0 0 13VCCVCC 5k vIC vI1 C1 5k vI2 C2 5k v O T S R RD G vO vI vI O vC O vO O 2 3 VCC tW t t t VCC vI R vO 0.01 F C vC 8 4 555 7 6 2 3 5 1 tw=RC1n31.1RC 工作波形及輸出脈寬的計(jì)算工作波形及輸出脈寬的計(jì)算電路是可重復(fù)觸發(fā)