脈沖波形的產(chǎn)生與整形

脈沖波形的產(chǎn)生與整形第一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一

6.1多諧振蕩器

6.2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

6.3施密特觸發(fā)器

6.4555定時(shí)器及其應(yīng)用6脈沖波形的產(chǎn)生與整形第二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一6.2.1門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器6.2.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用6.2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器第三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一①電路有一個(gè)穩(wěn)態(tài)，一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。

一、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作特點(diǎn)：6.2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器②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);③電路中RC延時(shí)環(huán)節(jié)的作用，暫穩(wěn)態(tài)不能長久保持,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)的持續(xù)時(shí)間僅取決于RC電路的參數(shù)值。概述第四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一二、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的組成：6.2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器由門電路和RC電路組成三、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的分類概述根據(jù)RC電路的不同接法單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器分為微分型和積分型兩大類。第五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一6.2.1

門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

1.電路vO1vO2vcRvI&&vO1vO2vcvIRCMOS與非門構(gòu)成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

CMOS或非門構(gòu)成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

第六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一vO1vO2vRvIvDDvDDvDD+

vthtttttpivthtwt1t22.工作原理a)沒有觸發(fā)信號(hào)時(shí)，電路處于一種穩(wěn)態(tài)vO1vO2vcvIRvRvDD000116.2.1門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器第七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一vO1vO2vRvIvDDvDDvDD+

vthttttvthtpitwt1t22.工作原理vo1ˉv

R-vO2-ˉvIvR-vO2ˉvO1-vO1vO2vcvIRvRvDD11106.2.1門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器b)外加觸發(fā)信號(hào)后，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)c)電容放電，電路由暫穩(wěn)態(tài)自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)0第八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一3.主要參數(shù)的計(jì)算vO1vO2vRvIvDDvDDvDD+

vthtttttpivthtwt1t2tw≈0.7RC

(1)

輸出脈沖寬度tw

(2)

恢復(fù)時(shí)間tre

tre=3d

(3)

最高工作頻率fmax

6.2.1門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器R(t)=VR()＋[VR(0+)－VR()]

R(0+)=0R()=VDD=RC第九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一vO1vO2vcvIRvRVCC4.討論CdRdvDvI1vo2如果輸入端采用微分電路時(shí)，Rd應(yīng)大于2k，使得穩(wěn)態(tài)時(shí)D大于G1的開門電平(VON)

。6.2.1門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電阻R的取值可以是任意的嗎？采用TTL與非門構(gòu)成單穩(wěn)電路時(shí)，電阻R要小于0.7k。在暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束(t=t2)瞬間，門G2的輸入電壓R達(dá)到VDD+VT，可能損壞G2門，怎么辦？輸入的觸發(fā)脈沖的寬度可以是

任意的嗎？如觸發(fā)脈沖的寬度

太寬會(huì)有什么問題？第十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一6.2.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用1.定時(shí)

twtw第十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一6.2.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用2.延時(shí)

vO1vO2vRvIvDDvDDvDD+

vthtttttpivthtwt1t2第十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一圖9.4.1555集成定時(shí)器一、555集成定時(shí)器

6.4555定時(shí)器及其應(yīng)用電源端放電端GND低電平觸發(fā)端高電平觸發(fā)端電壓控制端復(fù)位端輸出端UDDDTHCOG

TLUoRD8765

5551234第十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一555定時(shí)器是一種應(yīng)用方便的中規(guī)模集成電路,只需外接少量的阻容元件就可以構(gòu)成單穩(wěn)、多諧和施密特觸發(fā)器。廣泛用于信號(hào)的產(chǎn)生、變換、控制與檢測(cè)。6.4.1555定時(shí)器電阻分壓器電壓比較器基本RS觸發(fā)器復(fù)位輸入端(0)輸出緩沖反相器集電極開路輸出三極管TvovICvI1vI2vo’C1C2+--+(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)RS&5k

5k

5k

&&1RDVCC(8)G1、電路組成第十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一0106.4.1

555定時(shí)器TvovICvI1vI2vo’C1C2+--+(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)RS&5k

5k

5k

&&1RDVCC(8)G

如果懸空0101010110111保持保持2、工作原理第十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一

555定時(shí)器功能表不變不變1導(dǎo)通01截止11導(dǎo)通00××放電管T輸出(VO)復(fù)位(RD)觸發(fā)輸入(VI2)閾值輸入(VI1)輸出輸

入6.4.1

555定時(shí)器第十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一二、555定時(shí)器的應(yīng)用（一）單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

只有一個(gè)穩(wěn)態(tài)的觸發(fā)器。

特點(diǎn)：在外來觸發(fā)信號(hào)的作用下，能夠由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)成另一暫穩(wěn)狀態(tài)，暫穩(wěn)狀態(tài)維持一定時(shí)間后，又會(huì)自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)。第十七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一◆

無觸發(fā)信號(hào)時(shí)：

ui=“1”①設(shè)Q=1→Q=0→Q=1

，三極管導(dǎo)通→7端接通，C放電→

U6＜23UDD

②設(shè)Q=0

Q維持

0態(tài)?！鶴=0→三極管截止，7端斷開23UDD→

U6＞→電容C充電→uC=u6→Q=0→Q=1，三極管導(dǎo)通→7端接地，C不能充電，觸發(fā)器的穩(wěn)態(tài)為:

uo=Q=084153uoui+UDDRC555627圖9.4.2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器下一頁上一頁返回上一節(jié)第十八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一(1)t=0~t1時(shí)，ui未輸入:0tui0tuC0tuot184153uoui+UDDRC555627uo=0(2)

t=t1~t2時(shí)，輸入觸發(fā)脈沖ui:u2=ui13UDD→uo=1→C充電:uC=u6t2③t

t2時(shí)，ui消失，u2=ui

13UDDC繼續(xù)充電：uC=u6

23UDD，uo=Q=123UDD→

u6=uC=下一頁上一頁返回上一節(jié)第十九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一0tui0tuC0tuot184153uoui+UDDRC555627t223UDDt3④t

t3時(shí),→

uo=Q

=023UDDu6=uC→Q=1

，三極管導(dǎo)通→C放電→U6＜23UDD→uo=Q=

0暫穩(wěn)態(tài)tWtW=tln3=1.1RC下一頁上一頁返回上一節(jié)第二十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一[補(bǔ)充例題1]單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用之一。84153uoui+UDDRC555627——

照明定時(shí)電路。第二十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一解：該電路是典型的由555集成定時(shí)器外接R和C組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。練習(xí)（1）如圖為自動(dòng)控制燈電路，當(dāng)用手觸摸金屬片J

時(shí)，小電珠能亮10s左右，作為晚上看表或走廊的瞬時(shí)照明，試說明其工作原理。162784R

J

C

+6V5553這一單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，在通常情況下即人手沒有觸摸時(shí)，其穩(wěn)定狀態(tài)為

0

，輸出端3為低電平，小電珠不亮。在觸發(fā)脈沖的作用下，即手觸摸金屬片J

時(shí)，相當(dāng)于在輸入端2加入一個(gè)負(fù)脈沖，它翻轉(zhuǎn)成暫穩(wěn)態(tài)1

，輸出端3為高電平，小電珠亮。小電珠能亮10s左右表明了暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間，它與充電時(shí)間常數(shù)有關(guān)即tW=1.1RC。持續(xù)時(shí)間結(jié)束，觸發(fā)器自動(dòng)恢復(fù)原態(tài)即0

狀態(tài)，小電珠滅。第二十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一

不變不變導(dǎo)通0截止1導(dǎo)通0××

T

VOVI2VI1輸出輸

入截止導(dǎo)通（二）無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（多諧振蕩器）

設(shè)uo=1,7端斷開→uo=

0→7端接通，C放電→

U2＜13UDD23UDD→

U6＞→C充電→u6=u2=uC

→uo=

1→u6=u2=uC

84153uo+UDDR1C555627R2第二十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一uC0t23UDD0tuot1t2t384153uo+UDDR1C555627R213UDDtW2tW1T輸出方波周期T的計(jì)算:T=tW1+tW2=0.7(R1+2R2)C占空比=tW1T第二十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一解:該電路是由

555集成定時(shí)器外接

R1、R2和C1組成的多諧振蕩器。由電源＋UDD、按鈕

SB、電阻

R3、R4和電容

C2組成多諧振蕩器的起振控制電路。

練習(xí)（2）如圖為一個(gè)電子門鈴電路，SB

為門鈴按鈕，試分析其工作原理。162784R1+UDD5553R2C1C250.01FC3R3R4SB由多諧振蕩器工作原理，門鈴電路通常雖然接通電源，按鈕未按，555芯片復(fù)位，輸入端4通過R4電阻接地，使輸出端

3始終處于低電平，多諧振蕩器不起振，揚(yáng)聲器不發(fā)出音響。當(dāng)按下按鈕

SB時(shí)，電源通過按鈕

SB、電阻

R3、R4和電容

C2

使復(fù)位輸入端

4始終處于高電平，多諧振蕩器開始起振，輸出端

3連續(xù)輸出一定頻率的方波。門鈴揚(yáng)聲器發(fā)出叫門音響直至按鈕

SB斷開而終止。下一題上一題返回練習(xí)題集第二十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一

[答]此時(shí)集成定時(shí)器中的基本R－S觸發(fā)器的輸入R=0，S=0，基本R－S觸發(fā)器處于不定狀態(tài)，故不能在這種情況下工作。練習(xí)(3)

555集成定時(shí)器能否在的情況下工作？第二十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一

[答]