脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形精品課件

1、第 7 章脈沖產(chǎn)生與整形電路 概述 施密特觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器多諧振蕩器本章小結(jié)555 定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)及其邏輯功能主要要求： 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)。 7.1 概 述Umtrtf TtW 脈 沖 幅 度 Um： 脈沖上升時(shí)間 tr：脈沖下降時(shí)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(shí)間 脈沖上升沿 0.5Um 到下降沿 0.5Um 所需的時(shí)間 脈沖波形從 0.9Um 下降到 0.1Um 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

2、時(shí)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) 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(hào)的方法 脈沖信號(hào)產(chǎn)生與整形電路的實(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(duì)已有波形進(jìn)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(mén)電路構(gòu)成。 用專(zhuān)用的集成電路。 用 555 定時(shí)器構(gòu)成

3、。 二、脈沖信號(hào)產(chǎn)生與整形的方法 主要要求： 了解 555 定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)，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 了解 555 定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)，掌握其符號(hào)和功能。555 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、用途廣泛的多功能電路。它的電源電壓范圍寬(TTL 555 定時(shí)器為 5 16 V，CMOS 555 定時(shí)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(dòng)微電機(jī)、指示燈、揚(yáng)聲器等。TTL 單定時(shí)器型號(hào)的最后 3 位數(shù)字為 555，雙定時(shí)器的為 556；CMOS 單定時(shí)器的最后 4 位數(shù)為

4、7555，雙定時(shí)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(shí)器的電路結(jié)構(gòu)C1C2G3QQG1G2RSVRRRUR1UR2G4555 定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)與符號(hào) UR1UR2 構(gòu)成電阻分壓器，為比較器 C1、C2 提供兩個(gè)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(kāi)關(guān)管構(gòu)成電壓比較器，比較 TH 與 UR1 和TR 與 UR2 的大小。555 定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)與符號(hào) C1C2G3QQG1G2RSVRRRUR1UR2G4GNDVDDRDOUTCO555THTRDIS電路符號(hào)627

5、153843OUT輸出端 8VDD電源端 4RD直接置0端 DIS7放電端 TH6閾值輸入端 TR2觸發(fā)輸入端 CO5控制電壓輸入端 GND1接地端 定時(shí)器 CC7555 的工作原理 7.2.2 555 定時(shí)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(shí)，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(shí) 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(shí)，電壓比較器 C1 和C2 輸出 R= 0、S=1，基本 RS 觸發(fā)器置

6、 1，Q =1、Q = 0， 輸出 uO =1 ，這時(shí) 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(shí)，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定時(shí)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7.2.2 555 定時(shí)器的邏輯功能9、 人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2022/9/12022/9/1Thursday, September 1, 202210、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2022/

7、9/12022/9/12022/9/19/1/2022 9:55:57 PM11、人總是珍惜為得到。2022/9/12022/9/12022/9/1Sep-2201-Sep-2212、人亂于心，不寬余請(qǐng)。2022/9/12022/9/12022/9/1Thursday, September 1, 202213、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來(lái)懲罰自己。2022/9/12022/9/12022/9/12022/9/19/1/202214、抱最大的希望，作最大的努力。01 九月 20222022/9/12022/9/12022/9/115、一個(gè)人炫耀什么，說(shuō)明他內(nèi)心缺少什么。九月 222022/9/1202

8、2/9/12022/9/19/1/202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/9/12022/9/101 September 202217、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。2022/9/12022/9/12022/9/12022/9/17.3 施密特觸發(fā)器主要要求： 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)器的典型應(yīng)用。了解用 555 定時(shí)器構(gòu)成施密特觸發(fā)器的方法。7.3.1 施密特觸發(fā)器的邏輯符號(hào)和電壓傳輸特性 Schmitt Trigger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)(a)反相輸出邏輯符號(hào)； (b)同向輸出邏輯符號(hào)uO2uI(a)

9、(b)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(diǎn) (1)允許輸入信號(hào)為緩慢變化的信號(hào)。 (2)有兩個(gè)閾值電壓。 (3)有兩個(gè)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(shí)，經(jīng)過(guò) UT+ 處才能使輸出發(fā)生躍變。UT- 當(dāng)uI從大減小時(shí)，經(jīng)過(guò)UT-處才能使輸出發(fā)生躍變。VDDRDOUTCOTHTRDIS7.3.2 用 555 定時(shí)器組成施密特觸發(fā)器 一、電路組成 uIuOOuOtOuItUOH(2/3)VDD(1/3)VDDUOL 二、工作原理當(dāng)輸入電壓 uIVDD 時(shí)，比較器 C1 和 C2 分別輸出 R= 0、S =1，

10、 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(shí)，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 時(shí)，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。2323OuOtOuItUOH(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(shí)，比較器 C1 和 C2 輸出 R=

11、 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(shí)，比較器 C1 和 C2 輸出 R =0、S =1， 觸發(fā)器置 1 ， Q = 1，輸出 uO 由低電平 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。1313OuOtOuItUOH(2/3)VDD(1/3)VDDUOL 二、工作原理555 定時(shí)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 入電壓傳輸特性為反相輸出的滯回特性0uOuIUOL(1/3)VDD(2/3)VDDUOH UT+ =

12、(2/3)VDD UT- = (1/3)VDD回差電壓：UT = UT+ - UT- = (1/3)VDD 三、傳輸特性雙4輸入施密特與非門(mén)邏輯符號(hào)1ACT74LS132A2C2B2D1Y2Y1D1B1C六施密特反相器邏輯符號(hào)1A2A3A4A5A6A1Y2Y3Y4Y5Y6YCT7414輸出邏輯表達(dá)式為Y=A輸出邏輯表達(dá)式為Y=ABCD7.3.3 集成施密特觸發(fā)器一、TTL集成施密特觸發(fā)器TTL 集成施密特觸發(fā)門(mén)電路一些重要參數(shù)的典型值 tPHL8.7542.5典型延遲時(shí)間/ns8.825.58.625.5典型UT+ /V典型每門(mén)功耗/mW雙 4 輸入與非門(mén)四 2 輸入與非門(mén)六反相器電路名稱(chēng)CT

13、74LS13CT7413CT74LS132CT74132CT74LS14CT7414型號(hào)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(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的脈沖信號(hào)。 (2) 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。六施密特反相器邏輯符號(hào)1A2A3A4A5A6A1Y2Y3Y4Y5Y6YCC40106輸出邏輯表達(dá)式為Y=A7.3.3 集成施密特觸發(fā)器二、CMOS 集

14、成施密特觸發(fā)器四2輸入施密特與非門(mén)邏輯符號(hào)1ACC40933A4A3B4B1Y2Y3Y4Y2B1B2A輸出邏輯表達(dá)式為Y=ABCMOS 施密特觸發(fā)門(mén)電路一些重要參數(shù) CMOS 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的脈沖信號(hào)。 (2) 在電源電壓VDD一定時(shí)，觸發(fā)閾值電壓穩(wěn)定，但其值會(huì)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(qiáng)。平均傳輸延遲時(shí)間 tpd/ns1510515105UT+ /VVDD/V最小值 最大值四 2 輸入與非門(mén)六反相器電路名稱(chēng)CC4093CC40106型號(hào)UT- /VUT /V 6

15、.8 10.8 4.6 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 5.0OuItuOUT+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(hào)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(shí)，uO 才躍變到 UOH。 當(dāng) uI VDD，TH = uC 0

16、VDD，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 2. 觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài) 二、工作原理uCOtOuOtUOLUOH tWOtUIHuIVDDUILUOH充電當(dāng)輸入 uI 由高電平躍變?yōu)榈碗娖?應(yīng)小于 VDD )時(shí)，使 TR=UIL VDD ，而TH = uC 0 V VDD，因此 uO 躍變?yōu)楦唠娖剑M(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，這時(shí)放電管 V截止，VDD 又經(jīng) R 向 C 充電，uC 上升。132313 3. 自動(dòng)返回穩(wěn)定狀態(tài) 二、工作原理uCOtOuOtUOLUOH tWOtUIHuIVDDUOLUIH放電V這時(shí) uI 必須已恢復(fù)

17、為高電平TH VDD23當(dāng) uC 上升到 uC VDD時(shí)， TH = uC VDD，而 TR = uI = UIH (大于 VDD )，因此 uO 重新躍變?yōu)榈碗娖?。同時(shí)，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例 用上述單穩(wěn)態(tài)電路輸出定時(shí)時(shí)間為1 s 的正脈沖，R = 27 k，試確定定時(shí)元件 C 的取值。 三、輸出脈沖寬度的計(jì)算uCOtOuOtUOLUOH tWOtUIHuIVDD輸出脈沖寬度 tW 即為暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)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)，且要求輸入負(fù)脈寬小于輸出脈寬 tW 。解：因?yàn)?tW 1.1 RC故

18、可取標(biāo)稱(chēng)值 33 F。估算公式 tW 1.1 RCGNDVDDRDOUTCO555THTRDISVDD0.01 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(shí)，需在 TR 端和輸入觸發(fā)信號(hào) uI 之間接入 RdCd 微分電路后，電路才能正常工作。VDDRdCd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(duì)原暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間無(wú)影響，輸出脈沖寬度 tW 仍從第一次觸發(fā)開(kāi)始計(jì)算。 暫穩(wěn)態(tài)期間如再次被觸發(fā)，輸出脈沖寬度可在此前暫穩(wěn)態(tài)時(shí)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(hào)“1 ”表示不可重復(fù)觸發(fā)型單

19、穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。限定符號(hào)“ ”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(shí)間基礎(chǔ)上再展寬 tW 。觸發(fā)脈沖到來(lái)時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)態(tài)，經(jīng)暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間 tW 后自動(dòng)回到穩(wěn)態(tài)。外觸發(fā)脈沖未來(lái)時(shí)，輸出為穩(wěn)態(tài)。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(hào)輸入觸發(fā)脈沖控制電路輸出緩沖級(jí)微分型單穩(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)有 3 個(gè)觸發(fā)

20、信號(hào)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(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)型單穩(wěn)的限定符號(hào) 外接定時(shí)元件端 “”號(hào)表示非邏輯連接，即沒(méi)有任何邏輯信息的連接，例如外接 R、C 和 VCC 等。 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 0011

21、111101110010101010QQTR+TR-BTR-A輸 出輸 入正脈沖觸發(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 0011111101110010101010QQTR+TR-BTR-A輸 出輸 入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(jìn)行觸發(fā)時(shí)，對(duì)暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間沒(méi)有影響。3. 輸出脈沖寬度的計(jì)算RI CX RX/CXTR+TR-BTR-AQQ懸空不接CextRextVCC一般接法tW 0.7 RextCext

22、通常取：Rext = 2 40 k，Cext = 10 pF 10 F。當(dāng)輸出脈寬不大時(shí)，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 RintCext1RD1TR-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(hào) 有兩個(gè)觸發(fā)信號(hào)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(hào) 互補(bǔ)輸出 直接復(fù)位端為1RD，低電平有效。 CT74HC123由兩個(gè)獨(dú)立的可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)組

23、成。 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(shuō) 明2. 邏輯功能單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器CT74HC123 的工作波形 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(duì)于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 CT74LS123，在電容 C 1000pF時(shí)，其輸出脈沖寬度 tW 可用下式估算 tW 0.45RC二、脈沖定時(shí) 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(lái)作定時(shí)電路。 7.4.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用脈

24、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，輸出便可得到符合要求的矩形脈沖。二、脈沖定時(shí) 由CT74121組成的定時(shí)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(duì)這 3 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 CT74121 串接起來(lái)實(shí)現(xiàn)。二、脈沖定時(shí) 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(duì)這 3 道工序的加

25、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 CT74121 串接起來(lái)實(shí)現(xiàn)。由CT74121組成的定時(shí)電路若已知 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7.5 多諧振蕩器主要要求： 了解用 555 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。 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(chēng)多諧振蕩器。 (1)不需輸入信號(hào)。(2)無(wú)穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩

26、個(gè)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，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)Astable MultivibratorGuO邏輯符號(hào)多諧振蕩器 GNDVDDRDOUTCO555THTRDISVDD0.01 FR1CuOuC-+R27.5.1 用 555 定時(shí)器組成多諧振蕩器 一、電路組成 DISVDDR1CuC-+R2THTRGNDVDDRDCO0.01 FOUTuOuCOtOuOtUOLUOHtWHtWL 二、工作原理 充電UOHTH = TR = uC 很小接通 VDD 后，開(kāi)始時(shí) TH = TR = uC 0，uO 為高電平，電路處于暫穩(wěn)態(tài)。 這時(shí)放電管

27、截止，VDD 經(jīng) R1、R2 向 C 充電，uC 上升。uCOtOuOtUOLUOHtWHtWL 二、工作原理 UOLTH = TR 2/3 VCC當(dāng) uC 上升到 TH = TR = uC 2/3VDD 時(shí)，uO 躍變?yōu)榈碗娖?，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài) 。這時(shí)放電管 V 導(dǎo)通，C 經(jīng) R2 和 V 放電，uC 下降。接通 VDD后，開(kāi)始時(shí)TH = TR = uC 0，uO 為高電平，電路處于暫穩(wěn)態(tài)。這時(shí)放電管截止，VDD經(jīng) R1、R2 向 C 充電，uC 上升。放電uCOtOuOtUOLUOHtWHtWL當(dāng) uC 下降到 TH = TR = uC 1/3VDD 時(shí)， uO 重新躍變?yōu)楦唠娖?，同時(shí)放電管

28、 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(kāi)始時(shí) TH = TR = uC 0，uO 為高電平，電路處于暫穩(wěn)態(tài)。這時(shí)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(shí)，uO 躍變?yōu)榈碗娖剑娐愤M(jìn)入暫穩(wěn)態(tài) 。這時(shí)放電管 V 導(dǎo)通，C 經(jīng) R2 和 V 放電，uC 下降。 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 0.7 (R1 + R2)C tW2 0.7 R2CT = tW1 + tW2 0.7 (R1 + 2R2)CuCOtOuOtU

29、OLUOHtWHtWL 三、占空比可調(diào)的多諧振蕩器 充電回路為 VDD 經(jīng)R1、VD1 對(duì) C 充電，時(shí)間常數(shù)為 R1C。 放電回路為 C 經(jīng)VD2、 R2和放電管 V 放電，時(shí)間常數(shù)為R2C 。GNDVDDRDOUTCO555THTRDISVDD0.01 FR1CuOVD2R2RPVD1R1R2VDDCVD2RPVD1占空比估算tW1 0.7 R1C tW2 0.7 R2C 三、占空比可調(diào)的諧振蕩器 555定時(shí)器組成的防盜報(bào)警電路當(dāng)導(dǎo)線 ab 連通時(shí)，直接置 0 端 RD 為低電平，電路不振蕩，揚(yáng)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)。 三、占空比可調(diào)的諧振蕩器

30、 當(dāng) ab 導(dǎo)線被人拉斷時(shí)，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(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1kHz 的報(bào)警聲響。555定時(shí)器組成的防盜報(bào)警電路振蕩頻率穩(wěn)定 由石英晶體的阻抗頻率特性可知，只有外加信號(hào)的頻率 f 和石英晶體的固有諧振頻率 f0 相同時(shí)，石英晶體才呈現(xiàn)極低的阻抗，而在其他頻率時(shí)，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 一、石英晶體的選頻特性符號(hào) 電阻RF1、RF2用于確定反相器 G1 和 G2 的工作點(diǎn)，

31、使其工作在放大區(qū)，有利于電路起振。對(duì)于TTL反相器，RF1 和 RF2 通常取0.7 2 k；對(duì)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(shí)，它們呈現(xiàn)的容抗極小，可忽略不計(jì)，使G1和G2之間形成正反饋環(huán)路。對(duì)稱(chēng)石英晶體多諧振蕩器7.5.2 石英晶體多諧振蕩器 二、石英晶體多諧振蕩器1. 對(duì)稱(chēng)石英晶體多諧振蕩器 由于石英晶體接在 G1 和 G2 兩級(jí)反相器之間，且具有很好的選頻特性，因此，在接通電源后，對(duì)頻率為 f 0 的信號(hào)非常容易通過(guò)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

32、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(duì)稱(chēng)石英晶體多諧振蕩器7.5.2 石英晶體多諧振蕩器 二、石英晶體多諧振蕩器1. 對(duì)稱(chēng)石英晶體多諧振蕩器 電阻R1、R2 用以使反相器工作在放大區(qū)。對(duì)于 TTL 反相器R1 和 R2 通常取0.7 2 k；對(duì)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(duì)于頻率為 f0 的信號(hào)，其呈現(xiàn)的容抗極小，可忽略不計(jì)。串聯(lián)石英晶體多諧振蕩器7.5.2 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 在電路接通電源后

33、， G2 輸出頻率為 f 0 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。 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 二、石英晶體多諧振蕩器2. 串聯(lián)石英晶體振蕩器 RF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)，RF常取10 100 M。 G1 、RF 和石英晶體、C1、C2 構(gòu)成電容三點(diǎn)式振蕩電路。C1、C2 和石英晶體組成形選頻網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于頻率為 f0 的信號(hào)選頻能力最強(qiáng)，很易通過(guò)石英晶體而產(chǎn)生自激振蕩。反饋系數(shù)取決于 C1 和 C2 的比值，C1 還可微調(diào)振蕩頻率

34、。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(duì)振蕩電路的影響 。7.5.2 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7.5.2 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 G1 和 G2 為 CMOS 反相器，電阻 R1 通常取 1 30 M； G1 組成石英晶體多諧振蕩器，輸出頻率 f =32768Hz 的脈沖信號(hào)； G2 為整形電路，其輸出 32768Hz 的矩形脈沖經(jīng) 15 級(jí)由邊沿 D 觸發(fā)器組成的分頻電路后，F(xiàn)F15 的 Q15 端輸出穩(wěn)定度很高的 1Hz 秒脈沖作為計(jì)時(shí)用的基準(zhǔn)信號(hào) 。秒

35、信號(hào)發(fā)生器本章小結(jié)555 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，有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力，獲得了廣泛的應(yīng)用。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)輸入電壓大于正向閾值電壓UT+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)向閾值電壓UT-時(shí)，輸出狀態(tài)又返回到原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)。利用這個(gè)特性可將輸入的任意電壓波形變換成邊沿陡峭的矩形脈沖輸出，特別是可將邊沿變化緩慢的信號(hào)變換成邊沿陡峭的矩形脈沖。在數(shù)字集成電路中有TTL和CMOS施密特觸發(fā)器。性能優(yōu)越，其正向閾值電壓和負(fù)向閾值

36、電壓穩(wěn)定，有很強(qiáng)的抗干擾能力。 施密特觸發(fā)器具有回差特性，調(diào)節(jié)回差電壓的大小，可改變電路的抗干擾能力?；夭铍妷涸酱?，抗干擾能力越強(qiáng)。施密特觸發(fā)器主要用于波形變換成、脈沖整形、幅度鑒別等。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，在沒(méi)有觸發(fā)脈沖作用時(shí)，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)。在輸入觸發(fā)脈沖作用下，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，經(jīng)一段時(shí)間后，自動(dòng)返回到穩(wěn)定狀態(tài)，從而輸出寬度和幅度都符合要求的矩形脈沖。輸出脈沖寬度取決于定時(shí)元件 R、C 值的大小，與輸入觸發(fā)脈沖沒(méi)有關(guān)系。調(diào)節(jié) R、C 值的大小，可改變輸出脈沖的寬度。集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有非重復(fù)觸發(fā)和可重復(fù)觸發(fā)兩類(lèi)，由于其工作穩(wěn)定性好、脈沖寬度調(diào)節(jié)范圍大、使用方便靈活等優(yōu)點(diǎn)，

37、是一種較為理想的脈沖整形電路。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器主要用于脈沖整形、定時(shí)、和展寬等。在振蕩頻率穩(wěn)定度要求很高的情況下，可采用石英晶體多諧振蕩器。 多諧振蕩器沒(méi)有穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。依靠電容的充電和放電，使兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)相互自動(dòng)交換。因此，多諧振蕩器接通電源后便輸出周期性的矩形脈沖。改變電容充、放電回路中的 R、C值的大小，便可調(diào)節(jié)振蕩頻率。 多諧振蕩器主要用作信號(hào)源。 555 定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器典型電路為 555 定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器555 定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器555 定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器典型電路為

38、555 定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器555 定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器555 定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器典型電路為 555 定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器555 定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器555 定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器典型電路為 555 定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器555 定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器9、 人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。01-9月-2201-9月-22Thursday, September 1, 202210、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。*9/1/2022 9:55:57 PM11、人總是珍惜為得到。01-9月-22*Sep-2201-Sep-2212、人亂于心，不寬余請(qǐng)。*Thursday, September 1, 202213、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來(lái)懲罰自己。01-9月-2201-9月-22*01 September 202214、抱最大的希望，作最大的努力。01 九月 2022*01-9月-2215、一個(gè)人炫耀什么，說(shuō)明他內(nèi)心缺少什么。九月 22*01-9月-22*01 September 202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。*9/1/202217、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍