第十章 脈沖整形

1、1考試時(shí)間：考試時(shí)間： 12月月26日日 上午上午10點(diǎn)點(diǎn)12點(diǎn)點(diǎn)考試地點(diǎn)：考試地點(diǎn)： 和鈞和鈞105閻石主編（第五版）閻石主編（第五版）物理與電氣工程學(xué)院物理與電氣工程學(xué)院數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)3第十章第十章 脈沖波形的脈沖波形的產(chǎn)生產(chǎn)生和和整形整形4內(nèi)容提要內(nèi)容提要 本章主要介紹本章主要介紹矩形波的產(chǎn)生矩形波的產(chǎn)生和和整形電路整形電路。 數(shù)字電路區(qū)別于模擬電路的主要特點(diǎn)之?dāng)?shù)字電路區(qū)別于模擬電路的主要特點(diǎn)之 一是：它的工作信號(hào)是一是：它的工作信號(hào)是離散的脈沖信號(hào)離散的脈沖信號(hào)。最常。最常用的脈沖信號(hào)是用的脈沖信號(hào)是方波方波 ( 矩形波矩形波)。 如何產(chǎn)生方波以及對(duì)不理想的方波如何如

2、何產(chǎn)生方波以及對(duì)不理想的方波如何整形，是本章討論的重點(diǎn)。整形，是本章討論的重點(diǎn)。5第十章第十章 脈沖波形的產(chǎn)生和整形脈沖波形的產(chǎn)生和整形10.1 概述概述10.2 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器 10.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 10.4 多諧振蕩器多諧振蕩器10.5 555定時(shí)器及其應(yīng)用定時(shí)器及其應(yīng)用*10.6 用用Multisim 7 分析脈沖電路分析脈沖電路(略略)61、正確理解多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特、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。觸發(fā)器的電路組成及工作原理。2、掌握多諧、單穩(wěn)、施密特器件的邏輯功能及主、掌握多諧、單穩(wěn)、施密特器件的邏輯功能及主

3、要指標(biāo)計(jì)算。要指標(biāo)計(jì)算。3、掌握、掌握555定時(shí)器的工作原理。定時(shí)器的工作原理。4、掌握由、掌握由555定時(shí)器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特定時(shí)器組成的多諧、單穩(wěn)、施密特電路工作原理、外接參數(shù)及電路指標(biāo)的計(jì)算。電路工作原理、外接參數(shù)及電路指標(biāo)的計(jì)算。教學(xué)基本要求：教學(xué)基本要求：7引引 言言 在前面的學(xué)習(xí)中，我們通常會(huì)在前面的學(xué)習(xí)中，我們通常會(huì)對(duì)時(shí)序電路加一個(gè)時(shí)鐘對(duì)時(shí)序電路加一個(gè)時(shí)鐘脈沖。脈沖。這些脈沖信號(hào)是怎么來的呢？它們的頻率和脈寬又這些脈沖信號(hào)是怎么來的呢？它們的頻率和脈寬又是怎樣調(diào)整的呢？本章就為你解答這些問題。是怎樣調(diào)整的呢？本章就為你解答這些問題。 脈沖信號(hào)的獲取，通常采用兩種方法：脈沖信

4、號(hào)的獲取，通常采用兩種方法： 多諧振蕩器多諧振蕩器把已有的頻率和幅度均符合要求的波形變換為把已有的頻率和幅度均符合要求的波形變換為需要的矩形脈沖（施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）需要的矩形脈沖（施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）8引引 言言 本章將圍繞這兩種方法，本章將圍繞這兩種方法，重點(diǎn)討論重點(diǎn)討論用于用于脈沖整形與變換脈沖整形與變換的的施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器，能直接產(chǎn)生脈沖波形能直接產(chǎn)生脈沖波形的的多諧振蕩器多諧振蕩器和用于和用于定時(shí)、延時(shí)、調(diào)整信號(hào)脈寬定時(shí)、延時(shí)、調(diào)整信號(hào)脈寬的的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器以及它們的典型以及它們的典型應(yīng)用。應(yīng)用。 本章介紹的本章介紹的中規(guī)模集成電路中規(guī)模集成電路55

5、5定時(shí)器定時(shí)器也是一個(gè)學(xué)習(xí)重也是一個(gè)學(xué)習(xí)重點(diǎn)，因?yàn)樗拖褚缓蟹e木中那塊點(diǎn)，因?yàn)樗拖褚缓蟹e木中那塊“最大的最大的”，有了它，再稍，有了它，再稍微搭配上幾個(gè)微搭配上幾個(gè)“小塊小塊”就可以方便的就可以方便的搭成各種常用的脈沖電搭成各種常用的脈沖電路路了。了。9 10. 1 概概 述述10 數(shù)字電路數(shù)字電路：特點(diǎn)是工作信號(hào)是：特點(diǎn)是工作信號(hào)是離散的脈沖信號(hào)離散的脈沖信號(hào)。脈沖電路與數(shù)字電路的比較脈沖電路與數(shù)字電路的比較：脈沖電路側(cè)重脈沖電路側(cè)重波形波形，數(shù)字電路側(cè)重，數(shù)字電路側(cè)重邏輯關(guān)系。邏輯關(guān)系。數(shù)字信號(hào)的波形也是一種脈沖電路數(shù)字信號(hào)的波形也是一種脈沖電路常用脈沖信號(hào)常用脈沖信號(hào)：方波方波( (矩

6、形波矩形波) )鋸齒波鋸齒波( (三角波三角波) )尖峰脈沖尖峰脈沖概概 述述11脈沖信號(hào)的定義脈沖信號(hào)的定義三角波：三角波： 鋸齒波：鋸齒波： 微分窄脈沖：微分窄脈沖： 方波：方波：脈沖信號(hào)：是指一種持續(xù)時(shí)間極短的電壓或電流波形。脈沖信號(hào)：是指一種持續(xù)時(shí)間極短的電壓或電流波形。 廣義講，各種廣義講，各種非正弦信號(hào)非正弦信號(hào)都是脈沖信號(hào)。都是脈沖信號(hào)。矩形波：矩形波：數(shù)字系統(tǒng)中所用的脈沖信號(hào)波形，一般是矩形脈沖。數(shù)字系統(tǒng)中所用的脈沖信號(hào)波形，一般是矩形脈沖。12脈沖電路分類脈沖電路分類脈沖電路作用脈沖電路作用脈沖電路脈沖電路構(gòu)成：構(gòu)成：門電路門電路 + + RC電路電路破壞電路的穩(wěn)破壞電路的穩(wěn)

7、態(tài)，產(chǎn)生暫態(tài)。態(tài)，產(chǎn)生暫態(tài)?？刂茣悍€(wěn)態(tài)時(shí)控制暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間的變化規(guī)律。間的變化規(guī)律。單穩(wěn)態(tài)電路（單穩(wěn)態(tài)電路（單穩(wěn)態(tài)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）觸發(fā)器）多諧振蕩（多諧振蕩（無穩(wěn)態(tài)無穩(wěn)態(tài)）電路）電路施密特電路（施密特觸發(fā)器）施密特電路（施密特觸發(fā)器） 非矩形波非矩形波 矩形波矩形波 調(diào)整寬度（調(diào)整寬度（信號(hào)整形信號(hào)整形）波形產(chǎn)生（波形產(chǎn)生（信號(hào)源信號(hào)源）雙穩(wěn)態(tài)雙穩(wěn)態(tài)13單脈沖的產(chǎn)生單脈沖的產(chǎn)生+VCCFS 按鈕按放一次，便產(chǎn)生一個(gè)單脈沖。按鈕按放一次，便產(chǎn)生一個(gè)單脈沖。 但是，由于按鈕但是，由于按鈕 S 機(jī)械動(dòng)作機(jī)械動(dòng)作經(jīng)常伴有抖動(dòng)現(xiàn)象經(jīng)常伴有抖動(dòng)現(xiàn)象，使得輸出的方波很不理想，毛刺很大。這樣的方波用使得輸出的方波很

8、不理想，毛刺很大。這樣的方波用到數(shù)字系統(tǒng)中很容易引起誤動(dòng)作。因此，這個(gè)電路沒到數(shù)字系統(tǒng)中很容易引起誤動(dòng)作。因此，這個(gè)電路沒有實(shí)用價(jià)值。有實(shí)用價(jià)值。14可見：可見：按鈕動(dòng)作一次，按鈕動(dòng)作一次，Q Q端就端就輸出一個(gè)正脈沖。輸出一個(gè)正脈沖。由于鎖定器的存在，即使按鈕抖動(dòng)，輸出端也由于鎖定器的存在，即使按鈕抖動(dòng)，輸出端也不會(huì)產(chǎn)生毛刺。不會(huì)產(chǎn)生毛刺。削抖電路削抖電路SDRDSRQQRRVCCSt0Qt0SDt0RD156.1 概述矩形脈沖的參數(shù)矩形脈沖的參數(shù)理想情況：理想情況：實(shí)際情況：實(shí)際情況： 存在上升時(shí)間與下降時(shí)間存在上升時(shí)間與下降時(shí)間。m0.9Vm0.5Vm0.1VtftwtTmV為了為了定量

9、描述矩形脈沖的特性定量描述矩形脈沖的特性通常給出幾個(gè)主要參數(shù)。通常給出幾個(gè)主要參數(shù)。脈沖寬度與脈沖周期的比值脈沖寬度與脈沖周期的比值在脈沖整形或產(chǎn)生電路用于具體的數(shù)字系統(tǒng)時(shí)，在脈沖整形或產(chǎn)生電路用于具體的數(shù)字系統(tǒng)時(shí)，有時(shí)還可能有一些特殊的要求，如脈沖周期和幅度的有時(shí)還可能有一些特殊的要求，如脈沖周期和幅度的穩(wěn)定性等。穩(wěn)定性等。這時(shí)還這時(shí)還需要增加一些相應(yīng)的性能參數(shù)需要增加一些相應(yīng)的性能參數(shù)來說明。來說明。16閾值電壓閾值電壓 通常將通常將轉(zhuǎn)折區(qū)中點(diǎn)轉(zhuǎn)折區(qū)中點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的輸入電壓稱為所對(duì)應(yīng)的輸入電壓稱為閾值電壓閾值電壓。一般一般TTL門電路取門電路取1.4V作為閾值電壓作為閾值電壓，CMOS門電路取

10、門電路取1/2電源電壓電源電壓作為閾值電壓。作為閾值電壓。 集成門電路的集成門電路的輸出狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)輸出狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí)，所對(duì)應(yīng)的時(shí)，所對(duì)應(yīng)的臨界輸臨界輸入信號(hào)入信號(hào)電壓，用電壓，用VTH 表示。表示。反相器的電壓傳輸特性反相器的電壓傳輸特性1710. 2 施密特施密特觸發(fā)器觸發(fā)器 18施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器(Schmitt Trigger)（常用的一類脈沖整形電路）（常用的一類脈沖整形電路）主要用途：把變化緩慢的信號(hào)波形變換為邊沿陡峭的矩形波。主要用途：把變化緩慢的信號(hào)波形變換為邊沿陡峭的矩形波。 施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1 1）輸出有兩種狀態(tài)（輸出為數(shù)字信號(hào)）；）輸出有兩種狀

11、態(tài)（輸出為數(shù)字信號(hào)）； （2 2）輸入采用電平觸發(fā)（輸入為模擬信號(hào)）；）輸入采用電平觸發(fā)（輸入為模擬信號(hào)）；（3 3）對(duì)于正向增加和負(fù)向減小的輸入信號(hào)，電路有）對(duì)于正向增加和負(fù)向減小的輸入信號(hào)，電路有 不同的閾值電平（不同的閾值電平（ ）。TTVV 和正向閾值電平反向閾值電平VTVT+VT- 回差電壓：19 邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)同相傳輸同相傳輸反相傳輸反相傳輸 電壓傳輸特性電壓傳輸特性同相同相ST傳輸特性傳輸特性反相反相ST傳輸特性傳輸特性施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器(Schmitt Trigger)20施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器1. 門電路組成的施密特觸發(fā)器DD2thVV I為三角波為三角波 作如下假

12、定作如下假定： 用用CMOS反相器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器反相器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器 1 1 G1 G2 vI vO R2 R1 vO1 vI1 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)條件條件：R1R2Ov2121I12120thRRRRRR 1 1 G1 G2 vI vO R2 R1 vO1 vI1O211I2121I RRRRRR0 00 0只要只要vI1Vth，則保持，則保持vO=VOH當(dāng)當(dāng)vI1=Vth，電路產(chǎn)生如下正反饋，電路產(chǎn)生如下正反饋1T-th2(1)RVVR當(dāng)當(dāng)vI下降下降， vI1也也下降下降0 01T+th2(1)RVVR1TT+Tth22RVVVVR回差電壓回差電壓 vI vI1 vO1 vO 工作

13、原理：工作原理：23vI VT+VT_vO00tt0vIvOVT+VT_VDD(a) 工作波形工作波形(b) 傳輸特性曲線傳輸特性曲線 1 1 G1 G2 vI vO R2 R1 vO1 vI1 電壓傳輸特性電壓傳輸特性24vOvI傳輸曲線傳輸曲線同相同相施密施密特觸特觸發(fā)器發(fā)器VT-VT+VT+ - VT-稱為稱為回差回差 電壓傳輸特性電壓傳輸特性反相反相ST傳輸特性傳輸特性同相傳輸同相傳輸反相傳輸反相傳輸回差電壓（滯后電壓）回差電壓（滯后電壓）：UT UTUT25UT+UT-OuItUOHUOLOuOt反向傳輸反向傳輸同向傳輸同向傳輸U(kuò)T+UT-OuItUOHUOLOuOt 電壓傳輸特性電

14、壓傳輸特性26集成施密特觸發(fā)器集成施密特觸發(fā)器常用常用TTL電路集成施密特觸發(fā)器有電路集成施密特觸發(fā)器有7413等，等，常用常用CMOS電路集成施密特觸發(fā)器有電路集成施密特觸發(fā)器有CC40106等。等?！菊n下自學(xué)課下自學(xué)】27 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用施密特觸發(fā)器的應(yīng)用（1）脈沖的整形）脈沖的整形將受到干擾的或不符合邊沿要求的信將受到干擾的或不符合邊沿要求的信號(hào)整形成較好的矩形脈沖。號(hào)整形成較好的矩形脈沖。 UItOUOtOUItOUOtOV VT T+ +V VT T- -V VT T+ +V VT T- -比較電平比較電平 用用反向比較器反向比較器整形：整形：IvovIv 用用反向施密特反向施密

15、特觸發(fā)器觸發(fā)器 VT+ VT-ov干擾干擾信號(hào)信號(hào)干擾影干擾影響整形響整形消除了消除了干擾影響干擾影響【例例】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)。 29(a) 輸入波形輸入波形(b) 回差電壓回差電壓 較小較小時(shí)的時(shí)的 輸出波形輸出波形(c) 回差電壓回差電壓 較大較大時(shí)的時(shí)的 輸出波形輸出波形1TV回差值不同對(duì)比值回差值不同對(duì)比值為去掉干擾信號(hào)為去掉干擾信號(hào)回差電壓應(yīng)如何選擇？回差電壓應(yīng)如何選擇？30OuItuOUT+UT- -Ot將三角波、正弦波和其它將三角波、正弦波和其它不規(guī)則信號(hào)不規(guī)則信號(hào)變換成矩形脈沖。變換成矩形脈沖。 UOHUOL uI UT+ 后，

16、后，uO = UOL,只有當(dāng)只有當(dāng) uI下降到經(jīng)過下降到經(jīng)過 UT- 時(shí)，時(shí)，uO 才會(huì)發(fā)才會(huì)發(fā)生躍變。生躍變。 uI tWtWRC積分電路積分電路電路電路波形波形AYCRAY 輸出電壓輸出電壓不能突變不能突變，電容電容C兩端電壓逐步升高。兩端電壓逐步升高。44AYRCAYRC微分電路微分電路電路電路波形波形RC積分與積分與微分微分電路電路 適當(dāng)選取適當(dāng)選取RC電路的時(shí)間常數(shù)，利用電容極板間的儲(chǔ)電路的時(shí)間常數(shù)，利用電容極板間的儲(chǔ)能變化，可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的積分與微分。能變化，可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的積分與微分。 tW微分電路應(yīng)滿足條件：微分電路應(yīng)滿足條件： = RC tW45電容充放電知識(shí)復(fù)習(xí)：電容充放電知識(shí)復(fù)習(xí)

17、：(1) 電容兩端的電壓不能突變，電容兩端的電壓不能突變，Vc（0） Vc（0）， 電容電容充放電需要時(shí)間充放電需要時(shí)間，有過渡過程，其時(shí)間長(zhǎng)短只與，有過渡過程，其時(shí)間長(zhǎng)短只與 RC有關(guān)有關(guān),工程上取工程上取3；（2）開始充放電（換路）瞬間，阻抗很小，相當(dāng)短路；）開始充放電（換路）瞬間，阻抗很小，相當(dāng)短路； 充放電結(jié)束，電路處于穩(wěn)態(tài)，充放電結(jié)束，電路處于穩(wěn)態(tài)，C支路電流為支路電流為0，阻抗很大，阻抗很大， 相當(dāng)開路；相當(dāng)開路； （3）簡(jiǎn)單）簡(jiǎn)單RC電路中，各處電壓、電流均按指數(shù)規(guī)律變化；電路中，各處電壓、電流均按指數(shù)規(guī)律變化；（4）在簡(jiǎn)單）在簡(jiǎn)單RC電路中電路中)(tvC )(vC )(vC)

18、0(vC et)()()0()(lntvvvvtCCCC 或或RC46用門電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用門電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一、一、微分型微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器G1、 G2 是是CMOS門電路；門電路；Rd、Cd 微分電路微分電路VOH VDD， VOL 0，VTH VDD / 2，用來產(chǎn)生觸發(fā)脈沖用來產(chǎn)生觸發(fā)脈沖決定輸出的脈決定輸出的脈沖寬度沖寬度47010101vI為低電平為低電平微分型微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 vO為低電平為低電平 vO1為高電平，為高電平， vI2= vO1=高電平高電平 因此因此C上無電荷上無電荷穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)48vO1由高由高低，低，vI2= vO1(因因C上

19、無電荷上無電荷)=0， 于是于是vO為高電平。為高電平。即使即使vI 觸發(fā)器信號(hào)觸發(fā)器信號(hào)撤除撤除，由于，由于vO的作用，的作用， vO1仍可為低電平。仍可為低電平。11010穩(wěn)態(tài)至?xí)悍€(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)至?xí)悍€(wěn)態(tài)微分型微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器當(dāng)當(dāng)vI正跳變時(shí)（正跳變時(shí)（加觸發(fā)信號(hào)加觸發(fā)信號(hào)）vO由低由低高高49 電源經(jīng)電阻電源經(jīng)電阻R和門和門G1對(duì)電容對(duì)電容C充電充電vI2升高升高， 當(dāng)當(dāng)vI2=VTH時(shí)，時(shí)，vO下降，下降，vO1上升，使上升，使vI2再次升高再次升高， 最終最終vO1=1，vO=0。00101暫穩(wěn)態(tài)至穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)至穩(wěn)態(tài)微分型微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器暫穩(wěn)態(tài)期間暫穩(wěn)態(tài)期間vO由高

20、由高低低50加觸發(fā)脈沖加觸發(fā)脈沖電容充電電容充電電容放電電容放電由于輸入二極管由于輸入二極管保護(hù)電路的鉗位保護(hù)電路的鉗位作用作用暫暫態(tài)態(tài)穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)圖示解析圖示解析51C放電放電等效電等效電路電路路電路微分型微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器52( )(0)ln( )0lnln22ccwcTHDDDDDDvvtRCvVVRCRCVV tW=0.69RC輸出的脈沖寬度為：輸出的脈沖寬度為：輸出的脈沖幅度為：輸出的脈沖幅度為：mOHOLDDVVVV計(jì)算公式計(jì)算公式53C放電放電等效電路電路等效電路電路(3 5)reONtRCdwrettt恢復(fù)時(shí)間恢復(fù)時(shí)間：當(dāng)當(dāng)vO返回低電平返回低電平后，要等到后，要等到電

21、容電容C放電完畢放電完畢 才恢復(fù)為起始的穩(wěn)態(tài)才恢復(fù)為起始的穩(wěn)態(tài)。分辨時(shí)間分辨時(shí)間：在保證電路能正常工作的前提下，允許兩個(gè)在保證電路能正常工作的前提下，允許兩個(gè) 相鄰觸發(fā)脈沖之間的最小時(shí)間間隔相鄰觸發(fā)脈沖之間的最小時(shí)間間隔。計(jì)算公式計(jì)算公式54積分型積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在在vi正脈沖到來以前正脈沖到來以前，vo1是高電平，是高電平，vo是高電是高電平，電路處于穩(wěn)態(tài)。平，電路處于穩(wěn)態(tài)。011155積分型積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1001當(dāng)當(dāng) vi 發(fā)生正跳變后發(fā)生正跳變后, vo1 跟著負(fù)跳變跟著負(fù)跳變;但但vA不能不能突變，突變，vo 立即下跳。立即下跳。放電放電56積分型積分型單

22、穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器01當(dāng)當(dāng) C放電到放電到VTH, vo 跳變，跳變，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束; vA繼續(xù)下繼續(xù)下降一直到降一直到0。0157穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)暫態(tài)暫態(tài)電容放電電容放電dtret積分型積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器58THOHtwVVRCVVVVRCtlnln)()()()(00OLV令令reTRdOretttCRRt)(53G G1 1輸出高輸出高電平時(shí)的電平時(shí)的輸出電阻輸出電阻沒考慮沒考慮G G2 2輸入電路輸入電路對(duì)對(duì)C C充電的充電的影響影響輸出的脈沖寬度為輸出的脈沖寬度為恢復(fù)時(shí)間和分辨時(shí)間恢復(fù)時(shí)間和分辨時(shí)間計(jì)算公式計(jì)算公式59微分型微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 輸出波形比較理

23、想輸出波形比較理想，前后沿比較陡，前后沿比較陡， 因?yàn)橐驗(yàn)橛姓答伌嬖谟姓答伌嬖冢?，但抗干擾能力差抗干擾能力差；積分型積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 抗干擾能力強(qiáng)抗干擾能力強(qiáng)，但輸出波形，但輸出波形邊沿比較差邊沿比較差， 要求要求輸入觸發(fā)脈沖的寬度輸入觸發(fā)脈沖的寬度要大于要大于輸出脈沖寬度輸出脈沖寬度。微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器兩種單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的比較：兩種單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的比較：60集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器分類分類1、不可重復(fù)觸發(fā)、不可重復(fù)觸發(fā)tUITWUOt2、可重復(fù)觸發(fā)、可重復(fù)觸發(fā)tUIUOtTW觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)時(shí)，再次觸發(fā)無效，不會(huì)影響

24、電路的工作過程，必須在暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束后，它才能接受下一個(gè)觸發(fā)脈沖而轉(zhuǎn)入暫穩(wěn)態(tài)觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)時(shí)，再次觸發(fā)有效，使輸出脈沖再繼續(xù)維持一個(gè)tW的脈沖寬度61 常用常用74121，74221，74LS221等都是等都是不可重復(fù)觸不可重復(fù)觸發(fā)發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。74121的電路符號(hào)如圖：的電路符號(hào)如圖：Cext RextCextUo RintVccGNDBA2A1Uo345167101191474121集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器常用產(chǎn)品舉例集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器常用產(chǎn)品舉例62單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的應(yīng)用應(yīng)用(1)脈沖整形：脈沖整形： 將輸入的不規(guī)則脈沖整型為具有一定幅度和一定寬將輸入的不規(guī)則脈沖整型

25、為具有一定幅度和一定寬度的脈沖。度的脈沖。(2)脈沖延時(shí)：脈沖延時(shí)： 可改變單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的可改變單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的R、C來調(diào)節(jié)延遲時(shí)間。來調(diào)節(jié)延遲時(shí)間。(3)定時(shí)：定時(shí)： 調(diào)節(jié)單穩(wěn)電路中的定時(shí)元件調(diào)節(jié)單穩(wěn)電路中的定時(shí)元件R或或C，可改變控制時(shí)，可改變控制時(shí)間的長(zhǎng)短。間的長(zhǎng)短。單穩(wěn)單穩(wěn)微分微分限幅限幅ViVoVAVB631. 延時(shí)與定時(shí)延時(shí)與定時(shí)（1）延時(shí)）延時(shí)圖中，圖中，v/O的下降沿比的下降沿比vI的下的下降沿滯后了時(shí)間降沿滯后了時(shí)間tW。（2）定時(shí)）定時(shí)當(dāng)當(dāng)v/O=1時(shí)，與門打開，時(shí)，與門打開，vO= vF。當(dāng)。當(dāng)v/O=0時(shí)，時(shí)，與門關(guān)閉，與門關(guān)閉，vO為低電平。為低電平。與門打開的時(shí)間是單

26、穩(wěn)與門打開的時(shí)間是單穩(wěn)輸出脈沖輸出脈沖v/O的寬度的寬度tW。vItWvOvFOv1&vIOvvO單穩(wěn)單穩(wěn)與門與門vF64輸出脈沖延時(shí)輸出脈沖延時(shí)UI+VCCUO2VCCUOBA1A2C1R1UO（1）VCCUOBA1A2C2R2UO（2）tUItUO1tUO2tUO1TW1TW2觸發(fā)后，電路延時(shí)TW1 時(shí)間再輸出。TW1 = 0.69 R1C1 TW2 = 0.69 R2C2741217412165 2. 整形整形 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能夠把不規(guī)則的輸入信號(hào)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能夠把不規(guī)則的輸入信號(hào)vI，整，整形成為幅度和寬度都相同的標(biāo)準(zhǔn)矩形脈沖形成為幅度和寬度都相同的標(biāo)準(zhǔn)矩形脈沖vO。vO的的幅度

27、取決于單穩(wěn)態(tài)電路輸出的高、低電平，寬度幅度取決于單穩(wěn)態(tài)電路輸出的高、低電平，寬度tW決定于暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間。決定于暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間。IvvOtW66單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有一個(gè)穩(wěn)態(tài)一個(gè)穩(wěn)態(tài)和和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在。在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器中單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器中,由穩(wěn)態(tài)到暫穩(wěn)態(tài)需要輸入觸發(fā)脈沖由穩(wěn)態(tài)到暫穩(wěn)態(tài)需要輸入觸發(fā)脈沖,暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間即即脈沖寬度脈沖寬度是由電路的是由電路的阻容元件阻容元件RC決定的決定的,與輸入信號(hào)無關(guān)。與輸入信號(hào)無關(guān)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以由門電路構(gòu)成，也可以由單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以由門電路構(gòu)成，也可以由555定時(shí)器構(gòu)成。定時(shí)器構(gòu)成。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以用于產(chǎn)生固定寬度的脈沖信單穩(wěn)態(tài)觸

28、發(fā)器可以用于產(chǎn)生固定寬度的脈沖信號(hào)，用途很廣。號(hào)，用途很廣?！拘〗Y(jié)小結(jié)】6710. 4 多諧多諧振蕩器振蕩器68 1多諧振蕩器多諧振蕩器沒有穩(wěn)定狀態(tài)沒有穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。 2通過電容的充電和放電，使兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)相互交替，通過電容的充電和放電，使兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)相互交替，從而產(chǎn)生從而產(chǎn)生自激振蕩自激振蕩，無需外觸發(fā)。，無需外觸發(fā)。 3輸出周期性的輸出周期性的矩形脈沖信號(hào)矩形脈沖信號(hào)，由于含有豐富的高次，由于含有豐富的高次諧波分量，故稱作多諧振蕩器。諧波分量，故稱作多諧振蕩器。多諧振蕩器多諧振蕩器(multivibrator) 多諧振蕩器是一種多諧振蕩器是一種自激振蕩器自激振蕩器

29、。在接通電源以后不需。在接通電源以后不需要外加觸發(fā)信號(hào)，便能自動(dòng)地產(chǎn)生矩形脈沖。要外加觸發(fā)信號(hào)，便能自動(dòng)地產(chǎn)生矩形脈沖。691. 電路組成電路組成由兩個(gè)TTL反相器經(jīng)電容交叉耦合而成。通常令C1=C2=C，R1=R2=RF。為了使靜態(tài)時(shí)反相器工作在轉(zhuǎn)折區(qū)，具有較強(qiáng)的放大能力，應(yīng)滿足ROFFRFRON的條件。 圖 對(duì)稱式多諧振蕩器 對(duì)稱式多諧振蕩器對(duì)稱式多諧振蕩器70 產(chǎn)生自激振蕩的條件產(chǎn)生自激振蕩的條件 靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算 工作過程工作過程 波形圖波形圖 振蕩周期與頻率的計(jì)算振蕩周期與頻率的計(jì)算71 產(chǎn)生自激振蕩的條件：產(chǎn)生自激振蕩的條件： a) 要有要有正反饋正反饋 b）為了產(chǎn)

30、生自激振蕩，電路）為了產(chǎn)生自激振蕩，電路不能有穩(wěn)定狀態(tài)不能有穩(wěn)定狀態(tài)。即：在。即：在靜態(tài)下靜態(tài)下(電路沒有振蕩時(shí)電路沒有振蕩時(shí))它的狀態(tài)必須是不穩(wěn)定的。它的狀態(tài)必須是不穩(wěn)定的。c）由）由TTL反相器電壓傳輸特性可知：反相器電壓傳輸特性可知： 若靜態(tài)時(shí)若靜態(tài)時(shí)G1和和G2工作在轉(zhuǎn)折區(qū)或線性區(qū)工作在轉(zhuǎn)折區(qū)或線性區(qū)，則它則它們將們將工作在放大狀態(tài)工作在放大狀態(tài)。此時(shí)只要輸入電壓有微小的此時(shí)只要輸入電壓有微小的波動(dòng)，就會(huì)被正反饋回路放大而引起振蕩。波動(dòng)，就會(huì)被正反饋回路放大而引起振蕩。72VOL max ViL maxVOH minViH minVTHVNHVNLvb/Vvi/V 靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算：靜

31、態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算：靜態(tài)工作點(diǎn)：靜態(tài)工作點(diǎn)：直流負(fù)載線與直流負(fù)載線與電壓傳輸特性曲線的交點(diǎn)。電壓傳輸特性曲線的交點(diǎn)。直流負(fù)載線直流負(fù)載線73 假定接通電源后，由假定接通電源后，由于某種原因使于某種原因使vI1 有微小的正有微小的正跳變，則必然會(huì)引起如下的正反饋過程跳變，則必然會(huì)引起如下的正反饋過程 工作過程：工作過程：第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)：第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)：C1充電，充電，C2放電。放電。 VO1L， VO2=H。74電容充放電的等效電路 C1充電的等效電路 vO1 C1 VCC R1 vO2 L H RF21 VE1 RE1 vO1 vi2 vi2 L 1 1 G1 G2 C1 RF1 RF2 C2 vi1

32、 vi2 vO1 vO2 C2 放電的等效電路 vO1 C2 + vO2 L H RF1 VO2 RE1 vO1 vi1 vi1 L H 第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)：第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)：C1充電，充電，C2放電。放電。 VO1L， VO2=H。75 工作過程：工作過程：第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)：第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)：C1放電，放電，C2充電。充電。 VO1H， VO2=L。76tUI1tUO1tUO2tUI2VTHVTHVIKVIKT1TC2放電放電、充電、充電C1充電充電、放電、放電 波形圖波形圖77tUI1tUO1tUO2tUI2VTHVTHVIKVIKT1TC2放電、充電放電、充電C1充電、放電充電、放電 波形圖波形圖 振蕩周

33、期與頻率的計(jì)算：振蕩周期與頻率的計(jì)算：振蕩周期與電容的充電過振蕩周期與電容的充電過程有關(guān)，由于電路是對(duì)稱程有關(guān)，由于電路是對(duì)稱的，因此，的，因此，T=2T1。利用利用THiiiVvvvRCt)()0()(ln222IKiVv)0(212)(EiVvTHEIKEEVVVVCRT11111ln78tUI1tUO1tUO2tUI2VTHVTHVIKVIKT1TC2放電、充電放電、充電C1充電、放電充電、放電 波形圖波形圖 振蕩周期與頻率的計(jì)算：振蕩周期與頻率的計(jì)算：E1IkE1E1TH11lnVVTR CVV E1IkEE1TH122lnVVTTR CVV 79在在RF1=RF2=RF、C1=C2=

34、C條件下條件下 THEIKEEVVVVCRTTln221 如果如果G1、G2為為74LS系列反相器，取系列反相器，取VOH3.4V、VIK-1V、VTH1.1V，R1=20k，RFVDD+VDF或或 u ， u O =1u + 2/3Vcc, TR1/3Vccvo=0, TD導(dǎo)通導(dǎo)通113工作原理工作原理11保持保持保持保持保持保持保持保持1觸發(fā)器保持觸發(fā)器保持2/3Vcc1/3Vcc(3) TH1/3Vccvo不變不變, TD不變不變114工作原理工作原理10101截止截止1觸發(fā)器置觸發(fā)器置12/3Vcc1/3Vcc(4) TH2/3Vcc, TR2/3Vcc, TR2/3V2/3VCCCC

35、時(shí)，時(shí)，VoVo0 0，T T導(dǎo)導(dǎo)通，通，C C放電放電。130用用555定時(shí)器接成定時(shí)器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器vIRC（1）vi=1時(shí)電路處于時(shí)電路處于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài),有有Q=0, vc=0 , vo=0。10通通0vc0SR01131（1）vi=1時(shí)電路處于穩(wěn)態(tài)時(shí)電路處于穩(wěn)態(tài),有有Q=0 , vc=0, vo=0。Tvi13VCC0vo0TWTWvC023VCCtttVCC132用用555定時(shí)器接成定時(shí)器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器vIRC（2）vi觸發(fā)（觸發(fā)（0）時(shí)處于）時(shí)處于暫穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài),有有vc充電充電, vo=1。10通通0vc01止止10SR00vc充電充電133Tvi13VCC

36、0vo0TWTWvC023VCCtttVCC（2）vi觸發(fā)（觸發(fā)（0）時(shí)處于暫穩(wěn)態(tài)）時(shí)處于暫穩(wěn)態(tài),有有vc充電充電, vo=1。134用用555定時(shí)器接成定時(shí)器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器vIRC（3）電路返回穩(wěn)態(tài)）電路返回穩(wěn)態(tài),有有Q=0, vc=0 , vo=0。01vc100止止通通1vc充電充電SR0Vc放電放電135Tvi13VCC0vo0TWTWvC023VCCtttVCC（3）電路返回穩(wěn)態(tài)）電路返回穩(wěn)態(tài),有有Q=0, vc=0 , vo=0。1362/3VCCtvi00vCt0vot 穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)（V VI I1 1，Vo Vo =0=0）vIvOVCCRCvC0.01uF12348

37、765 接通接通VCC后后,C充電，當(dāng)充電，當(dāng)vc上升上升到到2VCC/3時(shí)時(shí):比較器比較器C1=0，將觸發(fā)器置，將觸發(fā)器置0，Vo0。T導(dǎo)通，導(dǎo)通，C放電放電,vc 0 電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。V6=VV6=VTHTHV2=VV2=VTRTRVoVoT T22/3 /3 VCCVCC1/31/3 VCC VCC0 0導(dǎo)通導(dǎo)通21/31/3 VCC VCC保持保持保持保持22/3 /3 VCCVCC1/322/3 /3 VCCVCC1/31/3 VCC VCC0 0導(dǎo)通導(dǎo)通21/31/3 VCC VCC保持保持保持保持22/3 /3 VCCVCC1/322/3 /3 VCCVCC1/31/

38、3 VCC VCC0 0導(dǎo)通導(dǎo)通21/31/3 VCC VCC保持保持保持保持22/3 /3 VCCVCC1/31/3 VCC VCC1 1截止截止2/3VCC tvi00vCt0vot 自動(dòng)返回自動(dòng)返回（V VI I1 1）: :139 由以上過程可以看出由以上過程可以看出 : 每來一次負(fù)脈沖每來一次負(fù)脈沖 , vo 便輸便輸出一個(gè)正脈沖出一個(gè)正脈沖,其寬度其寬度 tW 由由 R C 決定決定 。vIvOVCCRCvC0.01uF123487652/3VCCtvi00vC0votttW140性能參數(shù)：性能參數(shù)： 暫穩(wěn)態(tài)輸出的寬度暫穩(wěn)態(tài)輸出的寬度0lnln3231.1CCwCCCCVtRCRC

39、VVRC( )(0)ln( )CCWCTvvTRCvv 141用用555定時(shí)器接成的定時(shí)器接成的多諧振蕩器多諧振蕩器設(shè)計(jì)思想：設(shè)計(jì)思想： 用用555先設(shè)計(jì)施密特觸發(fā)器，先設(shè)計(jì)施密特觸發(fā)器， 然后利用施密特觸發(fā)器設(shè)計(jì)多諧振蕩器然后利用施密特觸發(fā)器設(shè)計(jì)多諧振蕩器工作原理：工作原理： 無穩(wěn)態(tài)電路，兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)不斷地交替。無穩(wěn)態(tài)電路，兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)不斷地交替。利用放電管利用放電管T作為一個(gè)作為一個(gè)受控電子開關(guān)受控電子開關(guān)，使，使電容充電、電容充電、放電放電而改變而改變TH=TR，則交替置，則交替置0、置、置1。 142用用555定時(shí)器接成定時(shí)器接成多諧振蕩器多諧振蕩器C2，6端連在一起作為信號(hào)輸入端端連在一

40、起作為信號(hào)輸入端 為了提高比較器參考電壓為了提高比較器參考電壓VR1 和和VR2的穩(wěn)定性，通常在的穩(wěn)定性，通常在VR1端端接接0.01uF左右的濾波電容。左右的濾波電容。.uCR1R2+外外接接R1,R2,C143用用555定時(shí)器接成定時(shí)器接成多諧振蕩器多諧振蕩器.uCR1R2+144用用555定時(shí)器接成定時(shí)器接成多諧振蕩器多諧振蕩器.uCR1R2+接通電源接通電源 Vcc 通過通過R1、R2向向C充電充電,在在VC 2VCC/3,Vo 保持保持 1 不變。不變。11vC0t0tvoVCC /32VCC /3t1t2t3145用用555定時(shí)器接成定時(shí)器接成多諧振蕩器多諧振蕩器.uCR1R2+

41、當(dāng)當(dāng)VC=2VCC /3時(shí)時(shí)Vo由由1翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為 0 T 導(dǎo)通導(dǎo)通電容電容C 經(jīng)經(jīng)R2、T放電。放電。0001vC0t0tvoVCC /32VCC /3t1t2t3146用用555定時(shí)器接成定時(shí)器接成多諧振蕩器多諧振蕩器.uCR1R2+當(dāng)當(dāng)Vc 降至降至VCC /3時(shí)，使得時(shí)，使得Vo回到回到 1 T截止截止電容電容C 再充電再充電，進(jìn)入循環(huán)進(jìn)入循環(huán) . 1 1 0 0vC0t0tvoVCC /32VCC /3t1t2t3147vOVCCR1CvC0.01uF12348765R2 Vcc 通過通過R1、R2向向C充電充電,在在VC 沒有充電到?jīng)]有充電到 2VCC/3 之之前前,Vo 保持保持

42、 1 不變。不變。 當(dāng)當(dāng)VC2VCC /3時(shí)時(shí) Vo由由1翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為 0 。 T 導(dǎo)通導(dǎo)通 電容電容C 經(jīng)經(jīng)R2、T放電。放電。vC0t0tvoVCC /32VCC /3t1t2t3當(dāng)當(dāng)Vc 降至降至VCC /3時(shí)，使得時(shí)，使得 Vo回到回到 1 T截止截止 電容電容C 再充電再充電，進(jìn)入循環(huán)進(jìn)入循環(huán) .工作原理工作原理接通電源接通電源148VCC/32VCC/3所需的時(shí)間：所需的時(shí)間：3 3/1 1V VCC3 3/ /2 2lnln2 2V VC CR Rt tCCCCw2w2= =0.70.7R R2 2C C第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的脈沖寬度第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的脈沖寬度t tw1w1 ，VcVc從從V

43、 VCCCC/3/3充電上升到充電上升到2V2VCCCC/3/3所需的時(shí)間：所需的時(shí)間：第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的脈沖寬度第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的脈沖寬度t tw2w2 ，V Vc c從從2V2VCCCC/3/3放電下降到放電下降到 V VCCCC/3/33 3/ /2 23 3/ /1 1lnln) )( (2 21 1V VV VV VV VC CR RR Rt tCCCCCCCCCCCCCCCCw1w1- - -+ += =0.7(0.7(R R+ +R R) )C C2 21 1vOtW2tW1vc主要參數(shù)主要參數(shù)149重點(diǎn)：重點(diǎn)： 555計(jì)數(shù)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器、 單穩(wěn)態(tài)觸單穩(wěn)態(tài)

44、觸發(fā)器、多諧振蕩器發(fā)器、多諧振蕩器 記住這三種電路各管腳的接法特點(diǎn)。會(huì)畫輸記住這三種電路各管腳的接法特點(diǎn)。會(huì)畫輸出波形。出波形。掌握這三種電路的性能特點(diǎn)掌握這三種電路的性能特點(diǎn): 對(duì)多諧振蕩器對(duì)多諧振蕩器T、T1、T2、q、f 的計(jì)算的計(jì)算 對(duì)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器對(duì)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器tW的計(jì)算的計(jì)算 對(duì)施密特觸發(fā)器對(duì)施密特觸發(fā)器VT、VT、VT的計(jì)算的計(jì)算【小結(jié)小結(jié)】150555定時(shí)器定時(shí)器的應(yīng)用的應(yīng)用施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器：兩個(gè)輸入端（兩個(gè)輸入端（2和和6）連在一起作為輸入，且與輸出端之間沒連在一起作為輸入，且與輸出端之間沒有有RC回路。回路。多諧振蕩器多諧振蕩器：2和和6接在一起，且沒外接在一起，且沒

45、外部輸入；部輸入；7與與R1組成的反相器輸出經(jīng)組成的反相器輸出經(jīng)R2C積分電路與積分電路與2和和6接在一起。接在一起。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：2端作為輸入；端作為輸入；7與與R組成的反相器輸出和組成的反相器輸出和6連在一起，且對(duì)連在一起，且對(duì)地接電容。地接電容。ln31.1WtRCRC122ln2TRRC12122RRqRR23CCTVV3CCTVV3CCTVV【小結(jié)小結(jié)】151 闡明闡明555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)及其工作原理。定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)及其工作原理。 分析用分析用555定時(shí)器實(shí)現(xiàn)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、定時(shí)器實(shí)現(xiàn)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、 多諧振蕩器、施密特觸發(fā)器電路。多諧振蕩器、施密特觸發(fā)器電路。 闡明

46、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點(diǎn)，掌握其應(yīng)用。闡明單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點(diǎn)，掌握其應(yīng)用。 闡明多諧振蕩器的特點(diǎn)，掌握其應(yīng)用。闡明多諧振蕩器的特點(diǎn)，掌握其應(yīng)用。 闡明施密特觸發(fā)器的特點(diǎn)，掌握其應(yīng)用。闡明施密特觸發(fā)器的特點(diǎn)，掌握其應(yīng)用。 說明石英晶體振蕩器的特點(diǎn)及其應(yīng)用。說明石英晶體振蕩器的特點(diǎn)及其應(yīng)用。本章總結(jié)本章總結(jié)152555定時(shí)器定時(shí)器應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例153解：解：當(dāng)當(dāng) T oC R1 U6、U2 Uo = 0 0溫控電路。分析工作過程。溫控電路。分析工作過程。 U6 UDD 、23 切斷加熱器。切斷加熱器。 當(dāng)當(dāng)T oC R1 U6、U2 Uo = 1 1 接通加熱器。接通加熱器。 8 41 5 62 7R

47、1R2R3 555UDD Uo0.01F3 U2 UDD 13 U6 UDD 、23 U2 UDD 13【例例】1542 6S4 C2 R1 R2R4 81 53U 5557+0.01FR3C1 VD1 VD2 分析圖示電路的功能。分析圖示電路的功能。 “叮咚叮咚”電子門鈴。電子門鈴。分析：分析： S 長(zhǎng)時(shí)斷開時(shí)，長(zhǎng)時(shí)斷開時(shí)， u4 = 0 0，u3 = 0 0， 喇叭不響。喇叭不響。 S 合上時(shí)，合上時(shí)， 瞬間瞬間 u4 = 1 1， 電路振蕩，電路振蕩， 喇叭喇叭“叮?！?。 S 斷開初瞬，斷開初瞬， u4 = 1 1， 振蕩周期振蕩周期 ， 喇叭喇叭“咚咚”。 C1 放電使放電使 u4 =

48、 0 0。 1 1 0 0 【例例】1552 6S4 C2 R1 R2R4 81 53U 5557+0.01FR3C1 VD1 VD2 分析圖示電路的功能。分析圖示電路的功能。 “叮咚叮咚”電子門鈴。電子門鈴?！纠?56 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用之一。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用之一。 照明定時(shí)電路。照明定時(shí)電路。 8 41 5 62 7R1 555UDD uo0.01F3C ui 【例例】157單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用之二。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用之二。 KAKA白白紅紅 洗相曝光定時(shí)電路。洗相曝光定時(shí)電路。 8 41 5 62 7R1 555UDD uo0.01F3C R2SBKAVD2VD1 【例例】158S8

49、 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1R28 R27 R26 R25 R24 R23 R22 R218 41 5 76 2R1 555UDD uo0.01F3C 無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用之一無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用之一 簡(jiǎn)易電子琴電路。簡(jiǎn)易電子琴電路。 【例例】159R1 81 536V5557+50 k S0.01 F 426R2C分析圖示電路的功能。分析圖示電路的功能。 防盜報(bào)警電路。防盜報(bào)警電路。易斷導(dǎo)易斷導(dǎo) 電細(xì)絲電細(xì)絲 0【例例】160.uC.+UCC4876213CR1R25.多諧振蕩器構(gòu)成水位監(jiān)控報(bào)警電路多諧振蕩器構(gòu)成水位監(jiān)控報(bào)警電路水位正常情況下，電容水位正常情況下，電容C被短接，揚(yáng)聲

50、器不發(fā)音；被短接，揚(yáng)聲器不發(fā)音；水位下降到探測(cè)器以下時(shí)，多諧振蕩器開始工作，水位下降到探測(cè)器以下時(shí)，多諧振蕩器開始工作， 揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警。揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警。+【例例】161162例例2： 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器: 微電機(jī)起動(dòng)停車控制電路改進(jìn)。微電機(jī)起動(dòng)停車控制電路改進(jìn)。S1 : 起動(dòng)按鈕起動(dòng)按鈕S2 : 停車按鈕停車按鈕4816235S2S1RRCVCCTHTRuoM微電機(jī)微電機(jī)555163例例3： 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器: 洗相曝光定時(shí)器。洗相曝光定時(shí)器。若若S打開打開 。 輸出總為輸出總為048162357uouiVCCRRTCTDTHTRS32CCV0t0tuCTuo若合閘時(shí)輸出為若合

51、閘時(shí)輸出為 0，將保持，將保持0若合閘時(shí)輸出為若合閘時(shí)輸出為 1，輸出會(huì)自動(dòng)回到零輸出會(huì)自動(dòng)回到零164例：魚缸水溫自動(dòng)加熱電路如圖所示，例：魚缸水溫自動(dòng)加熱電路如圖所示，RT是正溫度系數(shù)熱敏是正溫度系數(shù)熱敏電阻器。用電阻器。用555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，設(shè)定加熱時(shí)間為定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，設(shè)定加熱時(shí)間為11s，試分析該電路的工作原理以及給出，試分析該電路的工作原理以及給出R和和C的設(shè)計(jì)值。的設(shè)計(jì)值。魚缸自動(dòng)加熱電路魚缸自動(dòng)加熱電路解：解：正常溫度，正常溫度，RT較大，較大，2腳輸入高電平，腳輸入高電平，3腳輸腳輸出低電平；出低電平；水溫下降，水溫下降，RT減小，減小，2腳輸入低電平，

52、腳輸入低電平，3腳輸腳輸出高電平，出高電平，VL亮，亮，K線線圈通電，觸點(diǎn)圈通電，觸點(diǎn)K1閉合，閉合，加熱；加熱；經(jīng)過經(jīng)過tW=11s時(shí)間，時(shí)間，3腳輸出低電平，線圈斷電，觸點(diǎn)腳輸出低電平，線圈斷電，觸點(diǎn)K1斷開，停止加熱。斷開，停止加熱。sRCtW111 . 1由由選選R =1M， C =10F7.47.4單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器器165例例 圖圖6.5.10為由為由555定時(shí)器構(gòu)成的簡(jiǎn)易觸摸開關(guān)，試分定時(shí)器構(gòu)成的簡(jiǎn)易觸摸開關(guān)，試分析是什么電路？二極管能亮多長(zhǎng)時(shí)間？析是什么電路？二極管能亮多長(zhǎng)時(shí)間？解：此電路為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器解：此電路為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器二極管亮的時(shí)間為二極管亮的時(shí)間為s1110501

53、02001 . 11 . 163RCT166例例10.5.2兩相時(shí)鐘發(fā)生器電路如圖兩相時(shí)鐘發(fā)生器電路如圖10.5.11所示已知所示已知R1510，R210K，C=0.1F。(1)說明說明555定定時(shí)器組成何種電路？時(shí)器組成何種電路？(2)畫出畫出vo、1和和2的波形。的波形。(3) 計(jì)算計(jì)算1的周期的周期T和脈沖寬度。和脈沖寬度。167解：（解：（1) 此電路為此電路為555構(gòu)成的多諧振蕩器；構(gòu)成的多諧振蕩器；（2) vo、1和和2的波形如圖的波形如圖10.5.12所示所示168(3)由于由于vo和和CLK頻率相同，故頻率相同，故msCRRTCP44. 1)2(69. 021msTTCP88.

54、 22msTtW72. 041169例例3 試分析圖所示電路的工作原理。試分析圖所示電路的工作原理。解：解：為電壓頻率轉(zhuǎn)換電路，也叫壓控振蕩器為電壓頻率轉(zhuǎn)換電路，也叫壓控振蕩器170下圖是用下圖是用555定時(shí)器接成的延時(shí)報(bào)警器。當(dāng)開關(guān)定時(shí)器接成的延時(shí)報(bào)警器。當(dāng)開關(guān)S斷開后，斷開后，經(jīng)過一定的延遲時(shí)間后揚(yáng)聲器開始發(fā)出聲音。試求延遲的時(shí)經(jīng)過一定的延遲時(shí)間后揚(yáng)聲器開始發(fā)出聲音。試求延遲的時(shí)間間TD和揚(yáng)聲器發(fā)出聲音的頻率和揚(yáng)聲器發(fā)出聲音的頻率f。UO1UO2解：解：（1）（2）（1）片接成施密特觸發(fā)器，）片接成施密特觸發(fā)器，U6=U2= UC1 的電壓波形的電壓波形通過操縱開關(guān)通過操縱開關(guān)S獲得。獲得

55、。（2）片不工作。）片不工作。（2）片的）片的 RD=0，（2）片接成多諧振蕩器。）片接成多諧振蕩器。當(dāng)當(dāng)UO1=1時(shí)；時(shí)；當(dāng)當(dāng)UO1=0時(shí)；時(shí)； （2）片自激振蕩，）片自激振蕩，喇叭出聲。喇叭出聲。123468555VCC=12V1642385550.01F175K5K100F10F1MS+C1171工作波形：工作波形：S閉合S斷開23VCC13VCCS閉合VCC喇叭響TDTO2=0.69 (R1+2R2 ) C= 0.69 (5 +25 ) 103 0.0110-6103.5SfO2 9.66KHZU6、U2UO1tUO2ttUC1TO2VCC-0VCC -TD= RC ln =10610 10-6 ln 11（S）1212-823VCC 172173課課 堂堂 討討 論論 21.9 對(duì)微電機(jī)進(jìn)行對(duì)微電機(jī)進(jìn)行 起動(dòng)和停止控制的電路起動(dòng)和停止控制的電路如圖所示，分析該電路如圖所示，分析該電路的工作過程，填寫下表。的工作過程，填寫下表。 SB1 閉合、閉合、SB2 斷開斷開 SB1 斷開、斷開、SB2 斷開斷開 SB1 斷開、斷開、SB2 閉合閉合 SB1 斷開、斷開、SB2 斷開斷開 操作步序操作步序 按鈕狀態(tài)按鈕狀態(tài) 2 端電平端電平 6 端電平端電平 3 端電平端電平 M 的狀態(tài)的狀態(tài) 1234低低高高高高 高高 低低 低低高高 低低 高高 高高 低低 低低 運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)