脈沖波形地產(chǎn)生和整形

第10章脈沖信號的產(chǎn)生與整形學習要點：1.555定時器的工作原理及邏輯功能2.由555定時器構(gòu)成單穩(wěn)、多諧、施密特觸發(fā)器的方法10.5555定時器及其應(yīng)用10.5.1555定時器的電路結(jié)構(gòu)及功能

555定時器是一種應(yīng)用廣泛、使用靈活的集成器件，多用于脈沖產(chǎn)生、整形及定時等。10.5555定時器及其應(yīng)用低電平觸發(fā)端高電平觸發(fā)端電壓控制端復位端低電平有效放電端4.5～16V10.5.1555定時器的電路結(jié)構(gòu)及功能001①R=0時，Q=1，uo=0，T導通。①R=0時，Q=1，uo=0，T飽和導通。②R=1、UTH＞2VCC/3、UTR＞VCC/3時，C1=0、C2=1，Q=1、Q=0，uo=0，T飽和導通。＞2VCC/3＞VCC/300011①R=0時，Q=1，uo=0，T飽和導通。②R=1、UTH＞2VCC/3、UTR＞VCC/3時，C1=0、C2=1，Q=1、Q=0，uo=0，T飽和導通。＜2VCC/3＞VCC/310011③R=1、UTH＜2VCC/3、UTR＞VCC/3時，C1=1、C2=1，Q、Q不變，uo不變，T狀態(tài)不變。110①R=0時，Q=1，uo=0，T飽和導通。②R=1、UTH＞2VCC/3、UTR＞VCC/3時，C1=0、C2=1，Q=1、Q=0，uo=0，T飽和導通。＜2VCC/3＜VCC/311100③R=1、UTH＜2VCC/3、UTR＞VCC/3時，C1=1、C2=1，Q、Q不變，uo不變，T狀態(tài)不變。④R=1、UTH＜2VCC/3、UTR＜VCC/3時，C1=1、C2=0，Q=0、Q=1，uo=1，T截止。多諧振蕩器是一種自激振蕩電路，不需要外加輸入信號，就可以自動地產(chǎn)生出矩形脈沖。多諧振蕩器

多諧振蕩器可以由門電路構(gòu)成，也可以由555定時器構(gòu)成。由門電路構(gòu)成的多諧振蕩器和基本RS觸發(fā)器在結(jié)構(gòu)上極為相似，只是用于反饋的耦合網(wǎng)絡(luò)不同。RS觸發(fā)器具有兩個穩(wěn)態(tài)，多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài)，所以又稱為無穩(wěn)態(tài)電路。在多諧振蕩器中，由一個暫穩(wěn)態(tài)過渡到另一個暫穩(wěn)態(tài)，其“觸發(fā)”信號是由電路內(nèi)部電容充（放）電提供的，因此無需外加觸發(fā)脈沖。多諧振蕩器的振蕩周期與電路的阻容元件有關(guān)。10.5.4由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器接通VCC后，VCC經(jīng)R1和R2對C充電。當uc上升到2VCC/3時，uo=0，T導通，C通過R2和T放電，uc下降。當uc下降到VCC/3時，uo又由0變?yōu)?，T截止，VCC又經(jīng)R1和R2對C充電。如此重復上述過程，在輸出端uo產(chǎn)生了連續(xù)的矩形脈沖。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在數(shù)字電路中一般用于定時（產(chǎn)生一定寬度的矩形波）、整形（把不規(guī)則的波形轉(zhuǎn)換成寬度、幅度都相等的波形）以及延時（把輸入信號延遲一定時間后輸出）等。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有下列特點：（1）電路有一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)。（2）在外來觸發(fā)脈沖作用下，電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)。（3）暫穩(wěn)態(tài)是一個不能長久保持的狀態(tài)，經(jīng)過一段時間后，電路會自動返回到穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間與觸發(fā)脈沖無關(guān)，僅決定于電路本身的參數(shù)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不能自動地產(chǎn)生矩形脈沖，但卻可以把其它形狀的信號變換成為矩形波，用途很廣。10.5.3由555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出脈沖寬度tp。

tp≈1.1RC

2VCC/3>VCC/310100接通VCC后瞬間，VCC通過R對C充電，當uc上升到2VCC/3時，比較器C1輸出為0，將觸發(fā)器置0，uo＝0。這時Q=1，放電管T導通，C通過T放電，電路進入穩(wěn)態(tài)。＜2VCC/3＜VCC/311100

ui到來時，因為ui＜VCC/3，使C2＝0，觸發(fā)器置1，uo又由0變?yōu)?，電路進入暫穩(wěn)態(tài)。由于此時Q=0，放電管T截止，VCC經(jīng)R對C充電。＜2VCC/3>VCC/311110

雖然此時觸發(fā)脈沖已消失，比較器C2的輸出變?yōu)?，但充電繼續(xù)進行，直到uc上升到2VCC/3時，比較器C1輸出為0，將觸發(fā)器置0，電路輸出uo＝0，T導通，C放電，電路恢復到穩(wěn)定狀態(tài)。2VCC/30100接通VCC后瞬間，VCC通過R對C充電，當uc上升到2VCC/3時，比較器C1輸出為0，將觸發(fā)器置0，uo＝0。這時Q=1，放電管T導通，C通過T放電，電路進入穩(wěn)態(tài)。

ui到來時，因為ui＜VCC/3，使C2＝0，觸發(fā)器置1，uo又由0變?yōu)?，電路進入暫穩(wěn)態(tài)。由于此時Q=0，放電管T截止，VCC經(jīng)R對C充電。雖然此時觸發(fā)脈沖已消失，比較器C2的輸出變?yōu)?，但充電繼續(xù)進行，直到uc上升到2VCC/3時，比較器C1輸出為0，將觸發(fā)器置0，電路輸出uo＝0，T導通，C放電，電路恢復到穩(wěn)定狀態(tài)。10.5.2由555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器是一種能夠把輸入波形整形成為適合于數(shù)字電路需要的矩形脈沖的電路。（1）當ui＝0時，由于比較器C1=1、C2=0，觸發(fā)器置1，即Q＝1、，uo1＝uo＝1。ui升高時，在未到達2VCC/3以前，uo1＝uo＝1的狀態(tài)不會改變。正向閾值電壓（1）當ui＝0時，由于比較器C1=1、C2=0，觸發(fā)器置1，即Q＝1、，uo1＝uo＝1。ui升高時，在未到達2VCC/3以前，uo1＝uo＝1的狀態(tài)不會改變。（2）ui升高到2VCC/3時，比較器C1輸出為0、C2輸出為1，觸發(fā)器置0，即Q＝0、，uo1=uo=0。此后，ui上升到VCC，然后再降低，但在未到達VCC/3以前，uo1＝uo＝0的狀態(tài)不會改變。負向閾值電壓（1）當ui＝0時，由于比較器C1=1、C2=0，觸發(fā)器置1，即Q＝1、，uo1＝uo＝1。ui升高時，在未到達2VCC/3以前，uo1＝uo＝1的狀態(tài)不會改變。（2）ui升高到2VCC/3時，比較器C1輸出為0、C2輸出為1，觸發(fā)器置0，即Q＝0、，uo1=uo=0。此后，ui上升到VCC，然后再降低，但在未到達VCC/3以前，uo1＝uo＝0的狀態(tài)不會改變。（3）ui下降到VCC/3時，比較器C1輸出為1、C2輸出為0，觸發(fā)器置1，即Q＝1、，uo1=uo=1。此后，ui繼續(xù)下降到0，但uo1＝uo＝1的狀態(tài)不會改變。（1）當ui＝0時，由于比較器C1=1、C2=0，觸發(fā)器置1，即Q＝1、，uo1＝uo＝1。ui升高時，在未到達2VCC/3以前，uo1＝uo＝1的狀態(tài)不會改變。（2）ui升高到2VCC/3時，比較器C1輸出為0、C2輸出為1，觸發(fā)器置0，即Q＝0、，uo1=uo=0。此后，