第七章-脈沖波形的產(chǎn)生與完整

7.1概述(ɡàishù)一、脈沖(màichōng)信號(hào)脈沖是脈動(dòng)和短促的意思(yìsī)，凡是具有不連續(xù)波形的信號(hào)均可稱為脈沖信號(hào)。廣義講，各種非正弦信號(hào)都是脈沖信號(hào)。(a)矩形波(b)方波(c)尖脈沖(d)鋸齒波第二頁(yè)，共五十八頁(yè)。在數(shù)字系統(tǒng)中常常需要用到各種幅度、寬度以及具有陡峭邊沿(biānyán)的矩形脈沖信號(hào)，如觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖（CP）。獲取這些脈沖信號(hào)的方法通常有兩種：①脈沖產(chǎn)生電路直接產(chǎn)生；②利用已有的周期信號(hào)整形、變換得到。脈沖整形、變換電路——單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器施密特觸發(fā)器；脈沖產(chǎn)生電路——多諧振蕩器；多用途的定時(shí)電路——555定時(shí)器。第三頁(yè)，共五十八頁(yè)。二、脈沖信號(hào)(xìnhào)的參數(shù)trtftWT0.9

Um0.5

Um0.1

UmUm矩形脈沖信號(hào)的主要參數(shù)脈沖幅度脈沖(màichōng)周期脈沖(màichōng)寬度上升時(shí)間下降時(shí)間占空比q－－脈沖寬度與脈沖周期的比值，q＝tW/T

。第四頁(yè)，共五十八頁(yè)。三、脈沖產(chǎn)生電路(diànlù)的暫態(tài)分析脈沖波形產(chǎn)生與整形電路多是由RC充放電電路(diànlù)構(gòu)成的。①開關(guān)閉合的一瞬間，電容器上電壓不能突變，滿足開關(guān)定理UC(0+)=UC(0-)。②充電暫態(tài)過程結(jié)束(jiéshù)后，流過電容器的電流iC(∞)為0，即電容器相當(dāng)于開路。tMU(t)UTtU(∞)0U(0+)CCCUC(t)SUCR第五頁(yè)，共五十八頁(yè)。④令uC(tW)=UT，則從暫態(tài)過程的起始值UC(0+)變到UT所經(jīng)歷的時(shí)間tW（脈沖(màichōng)寬度）可用下式計(jì)算：③電路的時(shí)間常數(shù)τ=RC，τ決定(juédìng)了暫態(tài)時(shí)間的長(zhǎng)短。根據(jù)三要素公式，可以得到電壓隨時(shí)間變化的方程為tWU(t)UTtU(∞)0U(0+)CCC第六頁(yè)，共五十八頁(yè)。7.2555定時(shí)器

555電路又稱為集成(jíchénɡ)定時(shí)器。555定時(shí)器是一種多用途的數(shù)字—模擬混合集成電路，可以方便地構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，施密特觸發(fā)器和多諧振蕩器。1972年由Signetics公司推出。既有雙極型產(chǎn)品，也有MOS型產(chǎn)品。雙極型產(chǎn)品型號(hào)的最后(zuìhòu)3位數(shù)碼是555，單極型最后數(shù)字是7555如：CB555是國(guó)產(chǎn)(guóchǎn)雙極型電路；CH7555是CMOS型電路。第七頁(yè)，共五十八頁(yè)。一、555定時(shí)器的電路(diànlù)結(jié)構(gòu)TR＋－C1UR15k5k＋－C25kUR2&&&14G1RQQG2SG3G43VT7UCCUCOu6(TH)5()6217oRD2放電端uu12348765地2oRDUCC放電端6UCO555uuu雙極型555電路CMOS型555電路電源電壓范圍最大負(fù)載電流5—16V3—18V200mA4mA電壓比較(bǐjiào)器，若u+>u-，則輸出為高電平，反之輸出為低電平?；?jīběn)觸發(fā)器清零端：0有效輸出緩沖器，起整形和提高負(fù)載的作用。第八頁(yè)，共五十八頁(yè)。TR＋－C1UR15k5k＋－C25kUR2&&&14G1RQQG2SG3G43VT8UCCUCOu6(TH)5()6217oRD2放電端uu1.分壓器電壓(diànyā)控制端①5腳懸空時(shí)，，；②5腳外接控制電壓UCO時(shí)，。注：當(dāng)5腳不加控制電壓(diànyā)時(shí)，通常經(jīng)過一個(gè)0.01μF的電容接地，以抑制干擾。第九頁(yè)，共五十八頁(yè)。TR＋－C1UR15k5k＋－C25kUR2&&&14G1RQQG2SG3G43VT8UCCUCOu6(TH)5()6217oRD2放電端uu2.電壓(diànyā)比較器U+≥U-時(shí)，Ci＝1；U+＜U-時(shí)，Ci＝0。

閾值(yùzhí)輸入端觸發(fā)(chùfā)輸入端3.基本RS觸發(fā)器RSu0001(約束）01010111保持異步清零端第十頁(yè)，共五十八頁(yè)。TR＋－C1UR15k5k＋－C25kUR2&&&14G1RQQG2SG3G43VT8UCCUCOu6(TH)5()6217oRD2放電端uu4.放電(fàngdiàn)三極管VT是一個(gè)集電極開路(kāilù)的放電三極管。當(dāng)uO＝0時(shí)，VT導(dǎo)通；當(dāng)uO＝1時(shí)，VT截止。

第十一頁(yè)，共五十八頁(yè)。二、555定時(shí)器的功能(gōngnéng)TR＋－C1UR15k5k＋－C25kUR2&&&14G1RQQG2SG3G43VT8UCCUCOu6(TH)5()6217oRD2放電端uu5腳不外接控制(kòngzhì)電壓。定時(shí)器的主要功能取決于兩個(gè)比較器輸出(shūchū)對(duì)RS觸發(fā)器和放電管VT狀態(tài)的控制。第十二頁(yè)，共五十八頁(yè)。不變不變1導(dǎo)通01截止11導(dǎo)通0××0VTuOu2u6輸出輸入555定時(shí)器功能表5腳不接控制(kòngzhì)電壓:TR＋－C1UR15k5k＋－C25kUR2&&&14G1RQQG2SG3G43VT8UCCUCOu6(TH)5()6217oRD2放電端uu

RDTHTRTD狀態(tài)低導(dǎo)通1>>低導(dǎo)通1導(dǎo)通<<低（不變）高截止(jiézhǐ)11<>>高截止(jiézhǐ)（不變）uCOuCO2當(dāng)在uCO端外接控制電壓時(shí)，閾值電壓將變化：變?yōu)閡CO;變?yōu)閡CO/2。隨著TH端和TR端的電壓不同，其工作狀態(tài)將發(fā)生變化：<0第十三頁(yè)，共五十八頁(yè)。THTR23VCC<>23VCC>13VCC13VCC<23VCC<>13VCCu01保持表2

RD=1時(shí)的表1由表2可得如下(rúxià)口訣：大于、大于、出0；小于、小于、出1；小于、大于、保持(bǎochí)第十四頁(yè)，共五十八頁(yè)。7.3施密特觸發(fā)器一、555定時(shí)器構(gòu)成(gòuchéng)的施密特觸發(fā)器1.電路(diànlù)結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào)UIUO+VCC123456785550.01uF第十五頁(yè)，共五十八頁(yè)。2.工作(gōngzuò)原理UITHTRUO23VCC<>23VCC>13VCC13VCC<23VCC<≥23

VCC010≤13VCC13VCC<1tUItUO13VCC23VCC電壓(diànyā)波形演示(yǎnshì)第十六頁(yè)，共五十八頁(yè)。施密特觸發(fā)器是一種(yīzhǒnɡ)常用的脈沖信號(hào)整形電路。工作(gōngzuò)特性：3.工作(gōngzuò)特性tUItUO13VCC23VCC

1、電平觸發(fā)：觸發(fā)信號(hào)UI可以是變化緩慢的模擬信號(hào)，UI達(dá)某一電平值時(shí)，輸出電壓U0突變。U0為脈沖信號(hào)。

2、電壓滯后傳輸：輸入信號(hào)UI從低電平上升過程中，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平，與UI

從高電平下降過程中電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平不同。

利用上述兩個(gè)特點(diǎn)，施密特觸發(fā)器不僅能將邊沿緩慢變化的信號(hào)波形整形為邊沿陡峭的矩形波，還可以將疊加在矩形脈沖高、低電平上的噪聲有效地清除。第十七頁(yè)，共五十八頁(yè)。tUItUO13VCC23VCCuo0U－U+uI電壓(diànyā)傳輸特性①輸入信號(hào)上升時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換(zhuǎnhuàn)電平U+

，稱為正向閾值電壓；②輸入信號(hào)下降時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換電平U－

，稱為負(fù)向閾值電壓；③差值ΔU＝U+－U-，稱為回差電壓。正向(zhènɡxiànɡ)閾值電壓U+負(fù)向閾值電壓U－第十八頁(yè)，共五十八頁(yè)。UO1UI’UIUO11R2R1G1G2二、用門電路構(gòu)成(gòuchéng)施密特觸發(fā)器1、構(gòu)成(gòuchéng)UIUO1UO說明UI=00010同相施密特觸發(fā)器

UI上升(shàngshēng)過程中U+VTH10U+VTH10G1、G2門將要翻轉(zhuǎn)=U+=VTH0UO突變UI下降過程中>U->VTH010110U-VTH=U-=VTHG1、G2門將要翻轉(zhuǎn)UO突變1UI’（用CMOS非門）=>=>=>=>2、工作原理>U+>VTH0110U-VTH第十九頁(yè)，共五十八頁(yè)。3、舉例(jǔlì)設(shè)UI為緩慢變化(biànhuà)的三角波：UItVTHU+U－UOtUOLUOHG1門的閾值(yùzhí)電平第二十頁(yè)，共五十八頁(yè)。4、計(jì)算(jìsuàn)回差電壓Δu⑴、求U+在UI從0開始(kāishǐ)上升時(shí)，UO=UOL。UOH1UI，G1R1R2UIG21UOUOL

VTHU+從求UI

,入手(rùshǒu)求U+

：UI

,=VTH=UR2=R2R1+R2U+∴U+

=R2R1+R2VTH=（1+R2R1）VTH在UIU+

，UI

,VTH，G1、G2門要翻轉(zhuǎn)前的瞬間，=>=>電路中電流流向和電位情況見圖。第二十一頁(yè)，共五十八頁(yè)。⑵、求U－UOL1UI，G1R1R2UIG21UO在UI從最大值開始(kāishǐ)下降時(shí)，UO=UOH。UOHVTHU－

從求UI

,入手(rùshǒu)求U－

：UI

,=UTH=UOH–

UR2=∴U－

=R2R1+R2VTH

–

R2R1UOHR2R1+R2

UOH–[（UOH–

VT

–

）]又：故：UOH=VDD；VTH=VDD12

U－=（1

–

）VTHR1R2電路中電流流向和電位(diànwèi)情況見圖。在UIU+

，UI

,VTH，G1、G2門要翻轉(zhuǎn)前的瞬間，=>=>第二十二頁(yè)，共五十八頁(yè)。5、電壓(diànyā)傳輸特性∵UI=0時(shí)，UO=UOL∴是同相施密特特性(tèxìng)UIUOVDDVTH2VTHR1R2⑶、求回差電壓(diànyā)ΔUΔU

=U+-

U－

=2VTH

R1R2=R1R2VDD當(dāng)VDD一定時(shí)，調(diào)R1、R2，可調(diào)ΔUT

，即可調(diào)U+

U－，可調(diào)UO脈寬。6、邏輯符號(hào)11&≥1U－U+第二十三頁(yè)，共五十八頁(yè)。三、施密特觸發(fā)器的應(yīng)用(yìngyòng)1.波形(bōxínɡ)變換施密特觸發(fā)器可以將邊沿變化緩慢的周期性信號(hào)(xìnhào)變換成邊沿陡峭的矩形脈沖信號(hào)。例：已知UI為半波，UIm=9V，電路的U+=6V，

U-=3VUOH=VDD，試畫UO波形。963U+U-VDDVDD11UI（V）totUOotUOo第二十四頁(yè)，共五十八頁(yè)。2.波形(bōxínɡ)整形施密特觸發(fā)器可以將不規(guī)則的波形整形為矩形(jǔxíng)波。若適當(dāng)增大回差電壓，可提高電路的抗干擾能力?；夭铍妷菏怯?腳接入的控制電壓UCO來控制的。UItOUOtOU+U-1UItOUOtOU+U-第二十五頁(yè)，共五十八頁(yè)。從一系列幅度不同的脈沖信號(hào)中選出幅度大于正向閾值電壓U+的輸入脈沖，即對(duì)幅度進(jìn)行(jìnxíng)鑒別。3.幅度(fúdù)鑒別UItOUOtOU+U-1第二十六頁(yè)，共五十八頁(yè)。一、555定時(shí)器構(gòu)成(gòuchéng)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器48762315uCCuouIRUCC0.01μF5555腳經(jīng)過0.01μF電容接地，則，。7.4單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器第二十七頁(yè)，共五十八頁(yè)。UO+VCC123456785550.01uFRCUI+-2、工作(gōngzuò)原理U2=UI

，和比較；13VCCU6=UC，和比較。23VCC要求觸發(fā)(chùfā)信號(hào)為負(fù)的窄脈沖CUCU6（UC）U2（UI）UO（Q）TD說明充電(chōngdiàn)=23VCC>23VCC>13VCC0導(dǎo)通穩(wěn)態(tài)：UO=0放電=023VCC<>13VCC保持接通VCC不觸發(fā)UI=1023VCC<13VCC<1截止暫態(tài)：UO=1充電=23VCC>23VCC>13VCC0導(dǎo)通返回：UO=0放電=023VCC<>13VCC保持UI=1無電荷觸發(fā)演示第二十八頁(yè)，共五十八頁(yè)?？傊?zǒngzhī)：不觸發(fā)，UO=0；UO=1維持(wéichí)一段時(shí)間又返回UO=0充電(chōngdiàn)回路：VCC+→R→C→VCC-（充電慢）放電回路：C+

→TD→C-（放電快）3、電壓波形tUITW23VCCtUOtUCTW≈RCln—————VCC-02VCC-3VCCTW≈RCln3=1.1RC觸發(fā),UO=1注意：第二次觸發(fā)必須在第一次觸發(fā)穩(wěn)定之后進(jìn)行。第二十九頁(yè)，共五十八頁(yè)。4、工作(gōngzuò)特性：tUITW23VCCtUOtUC①它有穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)兩個(gè)不同的工作(gōngzuò)狀態(tài)；②在外界觸發(fā)脈沖作用下，能從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時(shí)間以后，電路能自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)；③暫穩(wěn)態(tài)不能長(zhǎng)久保持，其維持時(shí)間的長(zhǎng)短取決于電路自身參數(shù)，與外界觸發(fā)脈沖無關(guān)。穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)態(tài)觸發(fā)(chùfā)脈沖第三十頁(yè)，共五十八頁(yè)。三、微分(wēifēn)型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1、組成(zǔchénɡ)（用CMOS或非門）2、工作原理（用正窄脈沖(màichōng)觸發(fā)）UIUO1UI2UO說明接通VDD不觸發(fā)VDDUOL00110穩(wěn)態(tài)：UO=0C中無電荷觸發(fā)1001暫態(tài)：UO=1C充電UI2↑↑=VTH000110返回穩(wěn)態(tài)：UO=0C放電UI2↓①↓=VDD000110恢復(fù)為起始穩(wěn)態(tài)

C中無電荷注釋①：此時(shí)的邏輯電平“1”，對(duì)應(yīng)的電位為（VDD+0.7）V。UIUO1UI2UOUI，≥1≥1VDDCRG1G2UI，第三十一頁(yè)，共五十八頁(yè)。總之(zǒngzhī)：不觸發(fā)(chùfā)：UO=0，C中無電荷觸發(fā)(chùfā)：UO=1C充電：返回UO=0C放電：恢復(fù)為起始穩(wěn)態(tài)，UO=0，C中無電荷3、電壓波形tUIVTHtUO1tUI2tUO*為了保證觸發(fā)時(shí)間極短，通常在UI端加RC微分電路：≥1G1UO1CdRdUIUdtUItUdtUOVDD+0.7注意；第二次觸發(fā)必須在第一次觸發(fā)穩(wěn)定之后進(jìn)行。

電壓波形第三十二頁(yè)，共五十八頁(yè)。4、輸出(shūchū)脈寬

TW和幅度

UOmVTHtUI2tUOTW根據(jù)一階RC電路暫態(tài)過程中，求任意變量(biànliàng)的一般公式：可得：tτA(t)=A(∞)+[A(0+)-A(∞)]eA(∞)-A(∞)-t=τln—————

從波形圖中看出，TW是C充電(chōngdiàn)使UI2從0上升到VTH對(duì)應(yīng)的時(shí)間，UI2(∞)=VDD,

UI2(0+)=0,12UI2(TW)=VTH=VDD,τ≈RCTW=RCln1VDD-

0VDD-

VDD2Uom=UOH-UOL≈VDD1）求TW2）求Uom=RCln2A(0+)A(t)所以：=0.69RC第三十三頁(yè)，共五十八頁(yè)。5、分辨時(shí)間TdTd是指在保證電路正常工作的前提下，兩個(gè)(liǎnɡɡè)相鄰觸發(fā)脈沖之間，允許的最小時(shí)間間隔。VTHtUI2tUOTWTreTd由波形圖知：Td=TW+TreTW：輸出(shūchū)脈沖的寬度

Tre：恢復(fù)時(shí)間(shíjiān)，即C放電達(dá)穩(wěn)定值VDD所需的時(shí)間T放。ROND1G2G1R-+VDDC由放電回路知：放電回路（D1是G2

門輸入保護(hù)電路中的二極管。）Tre=T放=

(3~5)(RON+R//rD)C當(dāng)D1的等效電阻rD遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于RON和R時(shí)，Tre=T放≈

(3~5)RONC第三十四頁(yè)，共五十八頁(yè)。四、積分(jīfēn)型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1、組成(zǔchénɡ)可用TTL與非門組成(zǔchénɡ)，門之間用RC積分電路耦合。UAUBUO1UOUI2、工作原理（用正的寬脈沖觸發(fā)）UIUAUBUO說明接通VCC不觸發(fā)10↑≈VCC01自然穩(wěn)態(tài)：UO=1觸發(fā)10≈VCC10暫穩(wěn)態(tài)：UO=01返回穩(wěn)態(tài)：UO=1C放電UA↓↓≤VTH恢復(fù)為自然穩(wěn)態(tài)101不觸發(fā)10↑≈VCC01UO=1RCG1G2&&UO1第三十五頁(yè)，共五十八頁(yè)。3、電壓(diànyā)波形tUItUO1tUAtUOVTHTTRTreTw4、輸出(shūchū)脈寬

TW

和幅度

UOmTW≈

RClnVOL-

UOHVOL-

VTHUom=UOH-UOL5、分辨時(shí)間TdTd由波形圖知：

Td=TTR+TreTTR：觸發(fā)脈沖(màichōng)的寬度Tre：恢復(fù)時(shí)間，即UO1跳到UOH后，C充電達(dá)穩(wěn)定值所需的時(shí)間T充。+-CRUOHRO+VCCG1UA由充電回路知：充電回路Tre=T充=(3~5)(RO+R)C第三十六頁(yè)，共五十八頁(yè)。五、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用(yìngyòng)1.脈沖(màichōng)整形IutWOu單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能夠把輸入的不規(guī)則脈沖(màichōng)信號(hào)uI，整形為具有一定幅度和一定寬度的標(biāo)準(zhǔn)矩形脈沖uO。uO的幅度取決于單穩(wěn)態(tài)電路輸出的高、低電平，寬度tW決定于定時(shí)元件R和C。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的整形波形第三十七頁(yè)，共五十八頁(yè)。2.脈沖(màichōng)延時(shí)脈沖延時(shí)電路一般要用兩個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器完成。延時(shí)時(shí)間為tW1，它決定(juédìng)于第一級(jí)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的定時(shí)元件R和C。tUItUO1tUO2tUO1TW1TW2第三十八頁(yè)，共五十八頁(yè)。3.定時(shí)(dìnɡshí)由于單穩(wěn)觸發(fā)器可產(chǎn)生寬度為tW的矩形脈沖，利用這個(gè)矩形脈沖去控制某電路使它在tW的時(shí)間內(nèi)動(dòng)作或不動(dòng)作，這就是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的定時(shí)作用。定時(shí)時(shí)間為tW，可通過調(diào)節(jié)(tiáojié)定時(shí)元件R和C來調(diào)節(jié)定時(shí)時(shí)間。1&uIOuuO單穩(wěn)與門uFtWuIuOuFOu單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的定時(shí)(dìnɡshí)波形第三十九頁(yè)，共五十八頁(yè)。7.5多諧振蕩器一、555定時(shí)器構(gòu)成(gòuchéng)的多諧振蕩器1.電路(diànlù)結(jié)構(gòu)48762315CUCCR1R2555uo0.01μFuC第四十頁(yè)，共五十八頁(yè)。2.工作(gōngzuò)原理UO+VCC123456785550.01uFR1R2CUCU6U2UOVT起始(qǐshǐ)時(shí)023VCC<13VCC<1截止(jiézhǐ)C充電=23VCC>23VCC>13VCC0導(dǎo)通C放電23VCC<1截止=13VCC13VCC<循環(huán)往復(fù)，直到關(guān)機(jī)。演示第四十一頁(yè)，共五十八頁(yè)。3、電壓(diànyā)波形總之(zǒngzhī)：起始時(shí)，UC=0，UO=UOHUO在UOL——UOH之間振蕩(zhèndàng)UC在——之間變化23VCC13VCC23VCC13VCCtUCOtUOOT1T2充電回路：VCC+→R1→R2→

C→VCC-（充電慢）放電回路：C+

→R2→V

T

→C-（放電快）T1=0.69(R1+R2)C；T2=0.69R2C；T=0.69(R1+2R2)C；q=T1/T以后T1=(R1+R2)Cln————VCC-VCC-U-U+T2=R2Cln———0-0-U+U-4、電路計(jì)算本例：=R1+R2R1+2R2第四十二頁(yè)，共五十八頁(yè)。5、工作(gōngzuò)特性23VCC13VCCtUCOtUOOT1T2多諧振蕩器是一種常用(chánɡyònɡ)的脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路。①無穩(wěn)態(tài)，具有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)；②自激振蕩器－－在接通電源(diànyuán)后，不需外加觸發(fā)信號(hào)，便能自動(dòng)產(chǎn)生矩形脈沖；③矩形波中除基波外，還含有豐富的高次諧波－－故稱為多諧振蕩器。第四十三頁(yè)，共五十八頁(yè)。用門電路構(gòu)成(gòuchéng)多諧振蕩器二、對(duì)稱(duìchèn)式多諧振蕩器1、組成(zǔchénɡ)（用TTL門電路）UI1UO2UO1UI211C1C2G1G2RF1RF22、工作原理則，暫態(tài)Ⅰ：

UO1=0、UO2=1

接下來：C1充電、C2放電假設(shè)，某一時(shí)刻，電路出現(xiàn)UO1=0、UO2=1的狀態(tài)，第四十四頁(yè)，共五十八頁(yè)。0011UI1UO2UO1UI211C1C2G1G2RF1RF2++C2放電(fàngdiàn)回路：UI1UOL1UOH2RF1C2+-C2+

→RF1→

UOL1→

UOH2→

C2-C2放電(fàngdiàn)使UI1↓。C2放電(fàngdiàn)：UI2UOH2UOL1R1VCCG2RF2C1-+C1充電：暫態(tài)Ⅰ：

UO1=0、UO2=1C1充電等效回路：UOH2→RE1→

C1→

UOL1（RE1=RF2∥R1）C1充電使UI2↑。第四十五頁(yè)，共五十八頁(yè)。由于(yóuyú)RE1<RF1（當(dāng)電路對(duì)稱時(shí)），所以，充電(chōngdiàn)比放電快。C1充電(chōngdiàn)→

UI2=VTH時(shí)→

G2導(dǎo)通→

UO2=0UI1=0→UO1=1暫態(tài)Ⅱ：UO1=1、

UO2=0C2充電→

UI1=VTH時(shí)→

G1導(dǎo)通→

UO1=0UI2=0→UO2=1電路回到暫態(tài)Ⅰ。循環(huán)往復(fù)，直到關(guān)機(jī)。總之：UO1=0UO2=1UO2=0UO1=1UO1=1UO2=0UO1=0UO2=1→

C1充電→

UI2

→→

C2充電→UI1→→C2放電→UI1→

C1放電→UI2第四十六頁(yè)，共五十八頁(yè)。tUI1tUO1tUO2tUI2VTHVTHVIKVIKT1T4、計(jì)算(jìsuàn)在RF1=RF2=RF，C1=C2=C時(shí)：T1≈RFC

ln————UOH-UOH-如果(rúguǒ)G1、G2為74LS系列反相器，UOH=3.4V，VIK=-1V，VTH=1.1V在RF<<R1時(shí)，T1=0.65RFC振蕩周期：T=2T1=1.3RFC振蕩(zhèndàng)頻率：f=1/T占空比：q=(T1/T)100%3、電壓波形C2放電、充電C1充電、放電VTHVIK第四十七頁(yè)，共五十八頁(yè)。三、環(huán)形(huánxínɡ)振蕩器1、組成(zǔchénɡ)利用(lìyòng)門電路的傳輸延遲時(shí)間tpd，將奇數(shù)個(gè)反相器首尾相接。UO1UO2UO31G11G21G32、工作波形tUO1tUO2tUO3tpd3、計(jì)算TW=ntpd；T=2TW；f=1/T一般，tpd=TTL類幾十nsCMOS類幾百ns（所以，環(huán)形振蕩器的振蕩頻率f特別高）為了獲得較低的、可調(diào)的f，可在環(huán)形回路中增加RC延時(shí)環(huán)節(jié)。TWn是門的數(shù)目。第四十八頁(yè)，共五十八頁(yè)。四、用施密特觸發(fā)器構(gòu)成(gòuchéng)多諧振蕩器1、組成(zǔchénɡ)UIUO2、工作(gōngzuò)原理接通VCC瞬間，C中無電荷，所以：1）UC=0→

3、電壓波形2）UO=1→C充電→UI，3）UO=0→C放電→UI，tUItUI00U+U-若是CMOS電路，T1T2T1RC+UI=U+→UO=0UI=U-→UO=1T1=RCln————VDD-VDD-T=T1+T2；f=1/T；q=T1/TUI=0→

UO=1U-U+T2=RCln———0-0-U+U-則：第四十九頁(yè)，共五十八頁(yè)。5、電路(diànlù)改進(jìn)占空比可調(diào)電路(diànlù)如圖：1CUIUOR2R1+充電(chōngdiàn)經(jīng)過R2，放電經(jīng)過R1，T1=R2Cln————VDD-U-VDD-U+T2=R1Cln——U+U-q=T1/TT=T1+T2調(diào)節(jié)R1或R2，即可調(diào)節(jié)q第五十頁(yè)，共五十八頁(yè)。當(dāng)頻率為諧振頻率f0時(shí)，石英晶體的等效阻抗最小，信號(hào)最容易通過，而其它(qítā)頻率信號(hào)均被衰減掉。－－晶體的選頻特性極好。為了(wèile)提高振蕩器的頻率穩(wěn)定度，往往使用石英晶體多諧振蕩器。五、石英(shíyīng)晶體多諧振蕩器555構(gòu)成的多諧振蕩器的特點(diǎn)：①優(yōu)點(diǎn)：工作可靠，調(diào)節(jié)方便。②缺點(diǎn)：振蕩頻率不能太高，一般不超過幾百千赫；受電源波動(dòng)、溫度變化等影響，頻率穩(wěn)定性較差。

f0只與晶體的材料、幾何形狀和尺寸大小有關(guān)，而與電路中的R、C數(shù)值無關(guān)。－－輸出頻率穩(wěn)態(tài)性很高。X0f0f石英晶體的圖形符號(hào)和電抗頻率特性石英晶體的固有頻率或諧振頻率第五十一頁(yè)，共五十八頁(yè)。石英晶體振蕩器可分為(fēnwéi):無源晶振和有源晶振①電阻R1、R2的作用：保證兩個(gè)反相器在靜態(tài)時(shí)都能工作(gōngzuò)在線性放大區(qū)。對(duì)TTL反相器，常取R＝