電子技術(shù)4第 12 章　脈沖波形的產(chǎn)生和整形ppt課件

1、1第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-3第 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器555集成定時(shí)器及應(yīng)用集成定時(shí)器及應(yīng)用本章小結(jié)本章小結(jié)多諧振蕩器多諧振蕩器施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器2第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-3 數(shù)字系統(tǒng)中，經(jīng)常用到脈沖信號(hào)。這些信號(hào)來(lái)自于脈沖波形的產(chǎn)生與整形電路。而這些電路可以分為如下三種基本種類：施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器Schmitt Trigger）單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器Monostable Trigger）多諧振蕩器多諧振蕩器Multivibrator）3第第 1

2、2 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-312.1 多諧振蕩器主要要求：主要要求： 理解多諧振蕩器的概念和特點(diǎn)。理解多諧振蕩器的概念和特點(diǎn)。了解多諧振蕩器的多種構(gòu)成電路。了解多諧振蕩器的多種構(gòu)成電路。4第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-312.1.1 RC環(huán)形振蕩器環(huán)形振蕩器多諧振蕩器是能產(chǎn)生矩形脈沖的自激振蕩器，它產(chǎn)生的脈多諧振蕩器是能產(chǎn)生矩形脈沖的自激振蕩器，它產(chǎn)生的脈沖具有高、低兩種狀態(tài)并交替轉(zhuǎn)換，稱為兩個(gè)暫態(tài)。故又沖具有高、低兩種狀態(tài)并交替轉(zhuǎn)換，稱為兩個(gè)暫態(tài)。故又稱為無(wú)穩(wěn)態(tài)電路。由于矩形脈沖波形是由基波和許多高次稱為

3、無(wú)穩(wěn)態(tài)電路。由于矩形脈沖波形是由基波和許多高次諧波組成的，故稱為多諧振蕩器。諧波組成的，故稱為多諧振蕩器。不同于觸發(fā)器，多諧振蕩器沒(méi)有信號(hào)輸不同于觸發(fā)器，多諧振蕩器沒(méi)有信號(hào)輸入端，只要接上直流電源，就有如下圖入端，只要接上直流電源，就有如下圖的波形信號(hào)輸出。的波形信號(hào)輸出。 注意注意5第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-3構(gòu)成電路：構(gòu)成電路：RCT3 . 2其周期可以用下面公式計(jì)算其周期可以用下面公式計(jì)算6第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-3RCT4 . 1其振蕩周期可以用下面公式計(jì)算其振蕩周期可以用下面公式計(jì)算

4、12.1.2 RC基本多諧振蕩器基本多諧振蕩器7第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-3石英晶體的選頻特性非常好，只有石英晶體的選頻特性非常好，只有在頻率為在頻率為f0的信號(hào)最容易通過(guò)，而的信號(hào)最容易通過(guò)，而其他頻率的信號(hào)均會(huì)被晶體所衰減。其他頻率的信號(hào)均會(huì)被晶體所衰減。石英晶體的諧振頻率是由它的大小、石英晶體的諧振頻率是由它的大小、幾何形狀及材料所決定的。幾何形狀及材料所決定的。12.1.3 石英晶體振蕩器石英晶體振蕩器8第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-312.2 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器主要要求：主要要求： 理解單穩(wěn)態(tài)觸

5、發(fā)器的概念和特點(diǎn)。理解單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的概念和特點(diǎn)。掌握單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用。掌握單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用。9第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-312.2.1 微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有一個(gè)穩(wěn)定工作狀態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，無(wú)外加單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有一個(gè)穩(wěn)定工作狀態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，無(wú)外加觸發(fā)信號(hào)時(shí)處于穩(wěn)態(tài)。在外加觸發(fā)輸入信號(hào)作用下，它由觸發(fā)信號(hào)時(shí)處于穩(wěn)態(tài)。在外加觸發(fā)輸入信號(hào)作用下，它由穩(wěn)態(tài)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，維持一段時(shí)間后，有自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)態(tài)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，維持一段時(shí)間后，有自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間長(zhǎng)短之于電路中阻容元件參數(shù)決定，與外暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間長(zhǎng)短之于電

6、路中阻容元件參數(shù)決定，與外加觸發(fā)脈沖信號(hào)無(wú)關(guān)。加觸發(fā)脈沖信號(hào)無(wú)關(guān)。微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器由微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器由G1的的輸出到輸出到G2的輸入將其耦合，的輸入將其耦合，RC為定時(shí)電路，其中為定時(shí)電路，其中R數(shù)值數(shù)值小于小于G2的關(guān)門電阻，以保證的關(guān)門電阻，以保證G2關(guān)門靜態(tài)時(shí)）。關(guān)門靜態(tài)時(shí)）。10第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-3微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的暫穩(wěn)微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間可以用以下公式估算態(tài)時(shí)間可以用以下公式估算CRRow)(7 . 0tRO為與非門的輸出電阻為與非門的輸出電阻11第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2

7、022-2-312.2.2 集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以分為不可重復(fù)觸發(fā)型和可重復(fù)觸發(fā)型。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以分為不可重復(fù)觸發(fā)型和可重復(fù)觸發(fā)型。不可重復(fù)觸發(fā)型不可重復(fù)觸發(fā)型可重復(fù)觸發(fā)型可重復(fù)觸發(fā)型74121、74221、74LS221都都是不可重復(fù)觸發(fā)的集成單穩(wěn)是不可重復(fù)觸發(fā)的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，而態(tài)觸發(fā)器，而74122、74LS122、74123、74LS123等屬于可重復(fù)觸發(fā)等屬于可重復(fù)觸發(fā)的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。在在tw時(shí)間內(nèi)再次觸發(fā)時(shí)間內(nèi)再次觸發(fā)將持續(xù)暫穩(wěn)態(tài)。將持續(xù)暫穩(wěn)態(tài)。12第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-32

8、lnextextWCRtextext7 . 0CR74121集成單集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器邏穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器邏輯符號(hào)輯符號(hào)74121集成單集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器內(nèi)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器內(nèi)部簡(jiǎn)化邏輯圖部簡(jiǎn)化邏輯圖其輸出脈沖寬度為其輸出脈沖寬度為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121的工作波形的工作波形1.不可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器7412113第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-3 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 174121集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器功能表集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器功能表1A2ABQQ14第第 12 12 章脈沖波形

9、的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-32. 可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74HC123 1 1 0 1 0 1 觸發(fā) 觸發(fā) 觸發(fā) 0 0 1 低電平置0 1 0 0 1 0 1 為高電平，置0 為低電平，置0DRTRTRQQ邏邏輯輯符符號(hào)號(hào)工工作作波波形形TRTRDRDRTRTRextextW7 . 0CRt同樣有輸出脈沖寬度15第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-312.2.3 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.脈沖定時(shí)脈沖定時(shí)上圖是單穩(wěn)態(tài)觸上圖是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的模塊邏輯發(fā)器的模塊邏輯表達(dá)。用較小的表達(dá)。用較小的寬度

10、的脈沖去觸寬度的脈沖去觸發(fā)，可以獲得確發(fā)，可以獲得確定寬度的脈沖輸定寬度的脈沖輸出，實(shí)現(xiàn)定時(shí)控出，實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制如下圖）。制如下圖）。16第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-32.脈沖延遲脈沖延遲某些電路中，要求輸入信號(hào)出現(xiàn)后電路不立即工作，某些電路中，要求輸入信號(hào)出現(xiàn)后電路不立即工作，而應(yīng)延遲一段時(shí)間后再工作。將輸入信號(hào)而應(yīng)延遲一段時(shí)間后再工作。將輸入信號(hào)uI1加入第加入第一級(jí)單穩(wěn)態(tài)電路，再級(jí)聯(lián)一級(jí)單穩(wěn)態(tài)就獲得了延遲一級(jí)單穩(wěn)態(tài)電路，再級(jí)聯(lián)一級(jí)單穩(wěn)態(tài)就獲得了延遲tw時(shí)間的脈沖輸出。時(shí)間的脈沖輸出。17第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生

11、和整形2022-2-33.脈沖整形脈沖整形將外形不規(guī)則的脈沖作觸發(fā)脈沖，經(jīng)單穩(wěn)輸出，可獲將外形不規(guī)則的脈沖作觸發(fā)脈沖，經(jīng)單穩(wěn)輸出，可獲得規(guī)則的脈沖波形輸出。得規(guī)則的脈沖波形輸出。18第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-312.3 施密特觸發(fā)器主要要求：主要要求： 理解施密特觸發(fā)器的概念和特點(diǎn)理解施密特觸發(fā)器的概念和特點(diǎn)掌握施密特觸發(fā)器的傳輸特性和應(yīng)用掌握施密特觸發(fā)器的傳輸特性和應(yīng)用19第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-3施密特觸發(fā)器有兩個(gè)穩(wěn)定的工作狀態(tài)，所以是雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)施密特觸發(fā)器有兩個(gè)穩(wěn)定的工作狀態(tài)，所以是雙穩(wěn)

12、態(tài)觸發(fā)器的一種。但是又不同于一般的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，其兩個(gè)穩(wěn)器的一種。但是又不同于一般的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，其兩個(gè)穩(wěn)態(tài)互相翻轉(zhuǎn)所需的輸入信號(hào)電平不相同，具有滯后電壓傳態(tài)互相翻轉(zhuǎn)所需的輸入信號(hào)電平不相同，具有滯后電壓傳輸特性，即回差特性。如圖輸特性，即回差特性。如圖12.1.1所示其輸出信號(hào)與輸入所示其輸出信號(hào)與輸入信號(hào)關(guān)系的電壓傳輸特性曲線圖。信號(hào)關(guān)系的電壓傳輸特性曲線圖。其中其中UT+UT+為正向閾值電為正向閾值電壓，壓，UT-UT-為負(fù)向閾值電為負(fù)向閾值電壓，壓，UHUH為滯后電壓或?yàn)闇箅妷夯蚧夭铍妷??；夭铍妷骸?2.3.1 用門電路組成的施密特觸發(fā)用門電路組成的施密特觸發(fā)器器20第第 12 12

13、 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-3可以用可以用CMOS基本門電基本門電路組成施密特觸發(fā)器：路組成施密特觸發(fā)器：輸入信號(hào)上升時(shí)按照輸入信號(hào)上升時(shí)按照UT+閾值翻轉(zhuǎn)閾值翻轉(zhuǎn)輸出信號(hào)由高輸出信號(hào)由高High翻轉(zhuǎn)為低翻轉(zhuǎn)為低Low）輸入信號(hào)下降時(shí)按照輸入信號(hào)下降時(shí)按照UT-閾值翻轉(zhuǎn)閾值翻轉(zhuǎn)輸出信號(hào)由低輸出信號(hào)由低LowLow翻轉(zhuǎn)為高翻轉(zhuǎn)為高HighHigh）21第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-312.3.2 集成施密特觸發(fā)器集成施密特觸發(fā)器CT1014電路原理圖電路原理圖集成施密特集成施密特觸發(fā)器邏輯觸發(fā)器邏輯符號(hào)符號(hào)V8 . 0

14、V85. 0V63. 1THTUUU，回差，此電路22第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-3集成單穩(wěn)態(tài)觸集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器發(fā)器74HC14邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)集成六單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器集成六單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74HC14引腳引腳圖圖其基本邏輯功能仍是輸入低電平輸出為高電平，輸入高電其基本邏輯功能仍是輸入低電平輸出為高電平，輸入高電平輸出為低電平，但具有回差，其負(fù)壓傳輸特性同前所述。平輸出為低電平，但具有回差，其負(fù)壓傳輸特性同前所述。23第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-312.3.3 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用施密特觸發(fā)器的應(yīng)用1.波形變換

15、波形變換施密特觸發(fā)器利施密特觸發(fā)器利用其遲滯翻轉(zhuǎn)的用其遲滯翻轉(zhuǎn)的傳輸特性可以將傳輸特性可以將三角波、正弦波、三角波、正弦波、鋸齒波等變換為鋸齒波等變換為矩形波。矩形波。24第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-32.脈沖整形脈沖整形數(shù)字系統(tǒng)中矩形數(shù)字系統(tǒng)中矩形波經(jīng)傳輸后可能波經(jīng)傳輸后可能發(fā)生畸變。左圖發(fā)生畸變。左圖是當(dāng)傳輸線上電是當(dāng)傳輸線上電容較大時(shí)，產(chǎn)生容較大時(shí)，產(chǎn)生消尖波形的整形消尖波形的整形過(guò)程過(guò)程左圖是當(dāng)傳輸線左圖是當(dāng)傳輸線較長(zhǎng)且接受段阻較長(zhǎng)且接受段阻抗與傳輸線的阻抗與傳輸線的阻抗不匹配時(shí)，產(chǎn)抗不匹配時(shí)，產(chǎn)生自激波形的整生自激波形的整形過(guò)程形過(guò)程左

16、圖是當(dāng)其他脈左圖是當(dāng)其他脈沖信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線沖信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線間的分布電容或間的分布電容或公共電源線疊加公共電源線疊加到矩形信號(hào)上時(shí)，到矩形信號(hào)上時(shí)，產(chǎn)生附加噪聲干產(chǎn)生附加噪聲干擾的整形過(guò)程擾的整形過(guò)程25第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-33.脈沖鑒幅脈沖鑒幅將一系列幅度各將一系列幅度各異的脈沖信號(hào)加異的脈沖信號(hào)加到施密特觸發(fā)器到施密特觸發(fā)器的輸入端時(shí)，只的輸入端時(shí)，只有那些幅度大于有那些幅度大于UT+的脈沖才會(huì)的脈沖才會(huì)在輸出端產(chǎn)生輸在輸出端產(chǎn)生輸出信號(hào)，即將幅出信號(hào)，即將幅度大于度大于UT+的脈的脈沖選出，叫做鑒沖選出，叫做鑒幅。幅。26第第 12 12

17、 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-34.方波產(chǎn)生方波產(chǎn)生利用電容的充放電，施密特觸發(fā)器可以用來(lái)組利用電容的充放電，施密特觸發(fā)器可以用來(lái)組成方波產(chǎn)生電路。成方波產(chǎn)生電路。27第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-312.4 555集成定時(shí)器及應(yīng)用主要要求：主要要求： 理解理解555555定時(shí)器的工作原理。定時(shí)器的工作原理。掌握掌握555555定時(shí)器的三種基本應(yīng)用及其定時(shí)器的三種基本應(yīng)用及其外圍電路構(gòu)成。外圍電路構(gòu)成。28第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-312.4.1 555電路組成電路組成

18、555集成定時(shí)器，是一種模擬和數(shù)字電路相結(jié)合的集成電集成定時(shí)器，是一種模擬和數(shù)字電路相結(jié)合的集成電路。應(yīng)用路。應(yīng)用555電路可以構(gòu)成極簡(jiǎn)約的多諧振蕩器、施密特電路可以構(gòu)成極簡(jiǎn)約的多諧振蕩器、施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，其工作電壓范圍寬，輸出具有一觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，其工作電壓范圍寬，輸出具有一定的負(fù)載能力，因而應(yīng)用廣泛。以下是其結(jié)構(gòu)圖。定的負(fù)載能力，因而應(yīng)用廣泛。以下是其結(jié)構(gòu)圖。555定時(shí)器分為：定時(shí)器分為：三個(gè)三個(gè)5K電阻分壓器電阻分壓器A1A2組成的電壓比較組成的電壓比較器器基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器1有效）有效）放電管放電管VT倒相緩沖輸出門倒相緩沖輸出門G共五個(gè)部分，右圖為引共五個(gè)部分

19、，右圖為引腳圖。腳圖。29第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-32/3 UCC1/3 UCC其其5腳無(wú)效時(shí)，由于集成運(yùn)放的腳無(wú)效時(shí)，由于集成運(yùn)放的“虛斷特性，虛斷特性，A1輸入端以輸入端以2/3 UCC為參考電壓，為參考電壓，A2以以1/3 UCC為參考電壓。為參考電壓。電壓比較器輸入端電壓比較器輸入端uI12/3UCC時(shí)，時(shí)，A1輸出接入輸出接入R端為端為0，否則為，否則為1；uI21/3UCC時(shí)，時(shí)，A2輸出接入輸出接入S端端為為1，否則為，否則為0。1有效的基本有效的基本RS觸發(fā)器，當(dāng)觸發(fā)器，當(dāng)R=S=0時(shí)時(shí)Q保持原態(tài)，保持原態(tài)，R=1、S=0時(shí)清

20、零，時(shí)清零，R=0、S=1時(shí)置時(shí)置1，R=S=1時(shí)輸出狀態(tài)不定。時(shí)輸出狀態(tài)不定。G將觸發(fā)器的反相輸出將觸發(fā)器的反相輸出倒相并加強(qiáng)輸出電流。倒相并加強(qiáng)輸出電流。放電管放電管VT當(dāng)當(dāng)uO輸出為輸出為1時(shí)截止，為時(shí)截止，為0時(shí)導(dǎo)通放電時(shí)導(dǎo)通放電端端7腳和接地端腳和接地端1腳。腳。12.4.2 工作原理工作原理30第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-3uI1uI2RSuoVT010導(dǎo)通導(dǎo)通10101截止截止1010導(dǎo)通導(dǎo)通00保持保持保持保持保持保持QDRCCU32CCU31CCU32CCU31CCU31CCU32綜合綜合555集成定時(shí)器內(nèi)部五個(gè)基本部分的功能可

21、以得到集成定時(shí)器內(nèi)部五個(gè)基本部分的功能可以得到以下的功能表，也就是以下的功能表，也就是555集成定時(shí)器的具體功能描述。集成定時(shí)器的具體功能描述。當(dāng)當(dāng)5 5腳腳UREFUREF端作用時(shí)，上表中的參考電位應(yīng)相應(yīng)端作用時(shí)，上表中的參考電位應(yīng)相應(yīng)換為換為UREFUREF和和1/2 UREF1/2 UREF。此時(shí)，門限值可自由設(shè)定，。此時(shí)，門限值可自由設(shè)定，由此拓展了由此拓展了555555芯片的使用范圍。芯片的使用范圍。31第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-312.4.3 555定時(shí)器的典型應(yīng)用定時(shí)器的典型應(yīng)用1.多諧振蕩器多諧振蕩器555芯片外圍如圖接芯片外圍

22、如圖接入電阻和電容即可入電阻和電容即可構(gòu)成多諧振蕩器。構(gòu)成多諧振蕩器。起初由于其內(nèi)部集起初由于其內(nèi)部集成運(yùn)放的成運(yùn)放的“虛斷虛斷性質(zhì)而對(duì)電容充電。性質(zhì)而對(duì)電容充電。當(dāng)充電到當(dāng)充電到uI1=uI2=2/3UCC =uC時(shí)，對(duì)照上表，時(shí)，對(duì)照上表，輸出輸出Q應(yīng)翻轉(zhuǎn)為低電應(yīng)翻轉(zhuǎn)為低電平，與此同時(shí)平，與此同時(shí)VT管管導(dǎo)通，電容導(dǎo)通，電容C經(jīng)由經(jīng)由7腳向接地的腳向接地的1腳放電。腳放電。32第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-3對(duì)應(yīng)以上過(guò)程，在電容對(duì)應(yīng)以上過(guò)程，在電容C上的電壓上的電壓uC波形對(duì)應(yīng)輸出波形對(duì)應(yīng)輸出uo波波形如下圖。形如下圖。起初對(duì)電容充電時(shí)，起初對(duì)

23、電容充電時(shí)，uC從從0V充到充到2/3UCC，輸出，輸出為高。時(shí)間為：為高。時(shí)間為：C)(7021RR.T充uC充電到充電到2/3UCC時(shí)，電時(shí)，電容開(kāi)始放電，輸出為低。容開(kāi)始放電，輸出為低。時(shí)間為：時(shí)間為：C702R.T放而放電使而放電使uC減少到減少到1/3UCC時(shí)，由功能表輸時(shí)，由功能表輸出再次為高，由此充電與出再次為高，由此充電與放電過(guò)程交替循環(huán)，形成放電過(guò)程交替循環(huán)，形成輸出高低交替的矩形波形。輸出高低交替的矩形波形。33第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-3由上，矩形波的周期即：由上，矩形波的周期即：?jiǎn)挝幻敕懦銫RRTTT)2(7 . 021

24、21212%100RRRRTTTq放充充占空比為上述多諧振蕩電路搭上述多諧振蕩電路搭好之后占空比固定，好之后占空比固定，而實(shí)際中往往需要波而實(shí)際中往往需要波形占空比可調(diào)?？衫握伎毡瓤烧{(diào)?？衫没瑒?dòng)變阻器電位用滑動(dòng)變阻器電位器來(lái)組成器來(lái)組成555外部電外部電路，如圖，如需路，如圖，如需q大些大些只需向右移動(dòng)滑動(dòng)變只需向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器即可。阻器即可。34第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-32.施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器波形變換波形變換將將555的的uI12腳與腳與uI2（ 6腳連接在一起作輸入腳連接在一起作輸入uI，UREF4腳與腳與 （5腳都不起作用時(shí)

25、，就構(gòu)成了一腳都不起作用時(shí)，就構(gòu)成了一個(gè)施密特觸發(fā)器。其中個(gè)施密特觸發(fā)器。其中3腳為輸出。腳為輸出。DR可以構(gòu)成波形變換、波形整形、鑒幅等多種電路。可以構(gòu)成波形變換、波形整形、鑒幅等多種電路。35第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-3工作原理：工作原理：在在uI2UCC/3時(shí)，由時(shí)，由555功能表輸出為低，直到翻轉(zhuǎn)為高為止此為第功能表輸出為低，直到翻轉(zhuǎn)為高為止此為第II穩(wěn)態(tài)；穩(wěn)態(tài)；在在UCC/3uI2UCC/3時(shí)，由時(shí)，由555功能表，此時(shí)保持原來(lái)狀態(tài)不變。功能表，此時(shí)保持原來(lái)狀態(tài)不變。即輸入為上升趨勢(shì)，保持原輸出為高；輸入為下降趨勢(shì)則保持原輸出即輸入為

26、上升趨勢(shì)，保持原輸出為高；輸入為下降趨勢(shì)則保持原輸出為低電平。為低電平。綜上，正向閾值綜上，正向閾值UT+UT+為為2UCC/32UCC/3，負(fù)向閾值，負(fù)向閾值UT-UT-為為UCC/3UCC/3，滯后電，滯后電壓或回差電壓壓或回差電壓UHUH為為UCC/3 UCC/3 。堅(jiān)持堅(jiān)持狀態(tài)狀態(tài)第第I穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)第第II穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)36第第 12 12 章脈沖波形的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-33.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器555芯片外圍如圖接入電阻芯片外圍如圖接入電阻R和電容和電容C即可構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)即可構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。器。R一般幾百一般幾百到幾到幾M，C一般幾百一般幾百pF到幾百到幾百

27、F，使得，使得單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的暫穩(wěn)態(tài)一般可以達(dá)到幾單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的暫穩(wěn)態(tài)一般可以達(dá)到幾S到幾分鐘。到幾分鐘。穩(wěn)態(tài)時(shí)，穩(wěn)態(tài)時(shí)，UCC通過(guò)通過(guò)R給給C充電，充電，會(huì)使得會(huì)使得6腳電壓高于正向閾值，腳電壓高于正向閾值，而由而由555功能表會(huì)將放電管功能表會(huì)將放電管VT導(dǎo)通，使得導(dǎo)通，使得7腳向接地腳向接地1腳腳放電，輸出為低，而放電，輸出為低，而2腳獨(dú)立腳獨(dú)立作輸入，使得放電過(guò)程無(wú)負(fù)向作輸入，使得放電過(guò)程無(wú)負(fù)向閾值，所以穩(wěn)態(tài)輸出為低，只閾值，所以穩(wěn)態(tài)輸出為低，只要要uI2腳輸入低于腳輸入低于UCC/3就就會(huì)有翻轉(zhuǎn)，從而出現(xiàn)暫穩(wěn)態(tài)會(huì)有翻轉(zhuǎn)，從而出現(xiàn)暫穩(wěn)態(tài)輸出高）。輸出高）。37第第 12 12 章脈沖波形

28、的產(chǎn)生和整形章脈沖波形的產(chǎn)生和整形2022-2-3當(dāng)當(dāng)uI接到觸發(fā)信號(hào)短暫低電平），單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進(jìn)入暫穩(wěn)接到觸發(fā)信號(hào)短暫低電平），單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，此時(shí)輸出為高，放電管態(tài)，此時(shí)輸出為高，放電管VT截止，充電過(guò)程開(kāi)始，一直充截止，充電過(guò)程開(kāi)始，一直充電到正向閾值電到正向閾值2UCC/3為止，此段暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間長(zhǎng)度只與為止，此段暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間長(zhǎng)度只與R和和C的數(shù)值有關(guān)，與觸發(fā)電平時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)直接關(guān)系。有暫穩(wěn)態(tài)時(shí)的數(shù)值有關(guān)，與觸發(fā)電平時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)直接關(guān)系。有暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間：間：RCRCTW1 .13ln暫穩(wěn)態(tài)完成后，暫穩(wěn)態(tài)完成后，由于放電通路中由于放電通路中無(wú)電阻，放電過(guò)無(wú)電阻，放電過(guò)程迅速，立即又程迅速，立即又恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)，等恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)，等待下一次觸發(fā)電待下一次觸發(fā)電平的來(lái)到。平的來(lái)到。38第