第7章-脈沖產(chǎn)生與整形

第7章脈沖產(chǎn)生與整形7.1概述7.2施密特觸發(fā)器7.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器7.4多諧振蕩器7.5555定時(shí)器及其應(yīng)用本章學(xué)習(xí)目的和要求

1．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、工作原理。

2．熟悉多諧振蕩器、單穩(wěn)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器的邏輯功能。

3．掌握555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理。

4．掌握用555定時(shí)器組成多諧振蕩器、單穩(wěn)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器的連接方法，掌握555定時(shí)器的應(yīng)用。第7章脈沖產(chǎn)生與整形

數(shù)字技術(shù)中有兩種方法獲取脈沖波形：一是將非脈沖波通過(guò)波形變換電路獲得；二是用脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路直接得到。脈沖信號(hào)產(chǎn)生要用多諧振蕩器，脈沖信號(hào)整形則需要單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器。脈沖產(chǎn)生電路不需外加觸發(fā)脈沖就能夠產(chǎn)生具有一定頻率和幅度的矩形波，多諧振蕩器就是用途最廣泛的脈沖產(chǎn)生電路之一。脈沖整形電路能夠?qū)⑵渌螤畹男盘?hào)，如正弦波、三角波和一些不規(guī)則的波形變換成矩形脈沖。施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路就是兩種常見(jiàn)的脈沖整形電路。以上電路，可由分立元件組成，也可由集成邏輯單元組成。555集成定時(shí)器使用十分靈活、方便，只要外部配接少量的阻容元件就可以方便的構(gòu)成上述三種電路。7.1概述

施密特觸發(fā)器是一種特殊的門電路，它有兩個(gè)閾值電壓，分別稱為正向閾值電壓和負(fù)向閾值電壓。在輸入信號(hào)從低電平上升到高電平的過(guò)程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為正向閾值電壓VT+，在輸入信號(hào)從高電平下降到低電平的過(guò)程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為負(fù)向閾值電壓VT-。正向閾值電壓與負(fù)向閾值電壓之差稱為回差電壓ΔVT。7.2施密特觸發(fā)器7.2.1用門電路組成的施密特觸發(fā)器7.2.2集成施密特觸發(fā)器7.2.3施密特觸發(fā)器的應(yīng)用施密特觸發(fā)器電壓傳輸特性及工作特點(diǎn)：(1)施密特觸發(fā)器屬于電平觸發(fā)器件，當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到某一定電壓值時(shí)，輸出電壓會(huì)發(fā)生突變。

(2)電路有兩個(gè)閾值電壓。輸入信號(hào)增加和減少時(shí)，電路的閾值電壓分別是正向閾值電壓（VT+）和負(fù)閾值電壓（VT-)。稱△VT=VT+-VT-為回差電壓。1）VI上升過(guò)程當(dāng)VI從0上升至VTH時(shí)，VI’仍低于VTH，故電路狀態(tài)不變。當(dāng)VI繼續(xù)升高，并使VI’=VTH時(shí)，G1開(kāi)始導(dǎo)通輸出為低電平，經(jīng)G2反相和電路中的正反饋，VO迅速跳變?yōu)楦唠娖?，使VO=VOH。此時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平VT+可由下式得到：7.2.1用門電路組成的施密特觸發(fā)器1.TTL門電路組成的施密特觸發(fā)器(1)電路組成TTL集成施密特觸發(fā)器電路(2)工作原理所以,2）VI下降過(guò)程當(dāng)VI由高電平逐漸下降，只要降至VI=VTH以后，經(jīng)G1、G2和電路中的正反饋，VO迅速跳返回VO=VOL的狀態(tài)。因此VI下降過(guò)程的輸入轉(zhuǎn)換電平為：VT-=VTH,可得：

當(dāng)VI=

0V時(shí)，VI1=

0V，G1門截止，V01=VOH≈VDD，G2門導(dǎo)通，V0=VOL≈0V。輸入信號(hào)VI從0V電壓逐漸增加，只要VI1＜VTH，電路保持V0≈0V不變。當(dāng)VI繼續(xù)上升到VI1=VTH時(shí)，G1門進(jìn)入其電壓傳輸特性轉(zhuǎn)折區(qū)，此時(shí)VI1的增加在電路中產(chǎn)生如下正反饋過(guò)程：2.COMS門電路組成的施密特觸發(fā)器(1)電路組成CMOS反相器組成的施密特觸發(fā)器(2)工作原理R1<R2VI為三角波假定：

電路的輸出狀態(tài)很快從低電平跳變?yōu)楦唠娖?，V0≈VDD。VI1再上升，V0≈VDD不變。1）VI上升過(guò)程2）VI下降過(guò)程VI1從高電平開(kāi)始下降，降至VI1=VTH時(shí)，電路又產(chǎn)生如下的正反饋過(guò)程,電路迅速?gòu)母唠娖教優(yōu)榈碗娖剑琕0≈0V。將VDD=2VTH代入上式可得回差電壓：VT+V0VDDVT-0VIVT+V01VDDVT-0VI施密特觸發(fā)器工作波形及電壓傳輸特性例7.2.1

在圖7.2.3所示的電路中，已知R1=12，R2=15，G1和G2是CMOS反相器，VDD=12V，試計(jì)算電路的觸發(fā)閾值電平VT+、VT-和回差電壓△VT。解：由于門G1和G2是CMOS反相器，它們的閾值電平=10.8V=1.2V7.2.2集成施密特觸發(fā)器1.TTL集成施密特觸發(fā)器

當(dāng)VI=0時(shí)，VB1=0.7V，則，所以VT1截止，VT2飽和導(dǎo)通，這時(shí)VT2的發(fā)射極電流在R4上的電壓為。這時(shí)VT2的集電極電壓，使VT4和VT5截止，電路輸出VO為高電平。

VI從0開(kāi)始上升，VB2隨之上升，當(dāng)VBE1≥0.7V時(shí)，VT1由截止開(kāi)始導(dǎo)通，電路發(fā)生如下正反饋過(guò)程：電路迅速翻轉(zhuǎn)為VT1導(dǎo)通、VT2截止的工作狀態(tài)。這時(shí)，變?yōu)楦唠娖?，流過(guò)R3的電流使VT3飽和導(dǎo)通，進(jìn)一步使VT4、VT5導(dǎo)通，而VT6截止，輸出VO為低電平。輸人電壓VI繼續(xù)上升，電路的狀態(tài)不會(huì)發(fā)生變化，輸出VO維持低電平。VI由高電平逐漸下降，當(dāng)下降到VI=時(shí)，電路的狀態(tài)保持不變。VI繼續(xù)下降，當(dāng)下降到使VBE1≤0.7V時(shí)，VT1開(kāi)始由導(dǎo)通變?yōu)榻刂梗娐酚职l(fā)生另一正反饋過(guò)程，導(dǎo)致電路迅速回到VT1截止、VT2導(dǎo)通的狀態(tài)，輸出VO為高電平。電路的負(fù)向觸發(fā)閾值電平，,可求出VI繼續(xù)下降，電路的狀態(tài)不會(huì)發(fā)生變化，輸出VO維持高電平。7413的電壓傳輸特性曲線2.CMOS集成施密特觸發(fā)器

施密特觸發(fā)器可以將三角波、正弦波及變化緩慢的周期性信號(hào)變換成矩形脈沖。只要輸入信號(hào)的幅度大于VT+，即可在施密特觸發(fā)器的輸出端得到相同頻率的矩形脈沖信號(hào)。7.2.3施密特觸發(fā)器的應(yīng)用1.脈沖波形變換用施密特觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)波形變換

2.波形的整形用施密特觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)脈沖波形的整形

當(dāng)傳輸線上電容較大時(shí)，波形的前、后沿將明顯變壞

當(dāng)傳輸線較長(zhǎng)，而且接收端的阻抗與傳輸線的阻抗不匹配時(shí)，在波形的上升沿和下降沿將產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象

其他脈沖信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線之間的分布電容或公共電源線疊加到矩形脈沖信號(hào)上時(shí)，信號(hào)上將出現(xiàn)附加的噪聲只要回差電壓選擇恰當(dāng)，就可到達(dá)理想的整形效果。

利用回差電壓抗干擾用施密特觸發(fā)器進(jìn)行幅度鑒別3.幅度鑒別

鑒別幅度大于的脈沖，只要將正向閥值電壓調(diào)整到規(guī)定的幅度，這樣，只有幅度大于的那些脈沖才會(huì)有相應(yīng)的脈沖輸出；而對(duì)于幅度小于的脈沖，就沒(méi)有相應(yīng)的脈沖輸出。

4.構(gòu)成多諧振蕩器用施密特觸發(fā)器構(gòu)成多諧振蕩器7.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器7.3.1微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器7.3.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器7.3.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作特點(diǎn)：①電路在沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)作用時(shí)處于一種穩(wěn)定狀態(tài)。②在外來(lái)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由于電路中RC延時(shí)環(huán)節(jié)的作用，暫穩(wěn)態(tài)不能長(zhǎng)保持,經(jīng)過(guò)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)間僅取與RC參數(shù)值有關(guān)。

門電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器MSI集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器按電路形式不同單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的分類工作特點(diǎn)劃分

7.3.1微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器CMOS門組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1.電路電路處于一種穩(wěn)態(tài)：VO=0VC=0(1)沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)時(shí)，VI=0設(shè)定CMOS反相器的閾值電壓2.工作原理00110(2)外加觸發(fā)信號(hào)VdVd=VTH迅速使VO1=

0VO=1電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)電容充電VI210產(chǎn)生如下正反饋過(guò)程：(3)電容充電,電路由暫穩(wěn)態(tài)自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)01VI2VI2=VTH產(chǎn)生如下正反饋過(guò)程：迅速使VO1=

1VO=0電容放電VC=0tw≈0.7RC

（1）輸出脈沖寬度tw(2)恢復(fù)時(shí)間tretre3

d

(4)最高工作頻率fmax

3.主要參數(shù)的計(jì)算

VC(0+)=0；VC(

)=VDD

=RC,VTH

=VDD/2

=RCln2

（3）分辨時(shí)間Td4.討論b)用TTL門電阻R的取值可以是任意的嗎？a)在暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束(t=t2)瞬間，門G2的輸入電壓

I2達(dá)到

VDD+VTH，可能損壞G2門，怎么辦？采用TTL與非門構(gòu)成單穩(wěn)電路時(shí)，電阻R要小于0.7k

。7.3.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器vOvItwtwvOvItwtw不可重復(fù)觸發(fā)可重復(fù)觸發(fā)被重復(fù)觸發(fā)沒(méi)有被重復(fù)觸發(fā)

1.不可重復(fù)觸發(fā)的集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121電路的連接：R：外接電阻或采用內(nèi)部電阻C：外接電阻容輸出脈沖寬度：tw≈0.7RC電路的不可重復(fù)觸發(fā)特性(1)工作原理在暫穩(wěn)態(tài)期間即使有觸發(fā)信號(hào)輸入,但由于G4門在此期間關(guān)閉，不會(huì)被再次觸發(fā)，電路屬于不可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器暫穩(wěn)態(tài):Q=1Q=0100074121功能表HHA1A2BQL

HL

LHL

LLHHH

LHHHHHHL

L邏輯功能表不可觸發(fā)，保持穩(wěn)態(tài)不變A1、A2中有一個(gè)或兩個(gè)為低電平，在B端輸入上升沿時(shí)電路被觸發(fā)B

和A1、A2、中有一個(gè)或兩個(gè)為高電平，輸入端有一個(gè)或兩個(gè)下降沿時(shí)電路被觸發(fā)74121的暫穩(wěn)態(tài)脈寬由定時(shí)電阻和定時(shí)電容的數(shù)值決定。定時(shí)電容Cext連接在引腳Cext（第10腳）和Rext/Cext（第11腳）之間。如果使用有極性的電解電容，電容的正極應(yīng)接在Cext（第10腳）。對(duì)于定時(shí)電阻，有兩種選擇：（1）采用內(nèi)部定時(shí)電阻Rint（約為2kΩ），此時(shí)只需將Rint引腳（第9腳)）接至電源VCC。（2）采用外部定時(shí)電阻Rext，此時(shí)Rint引腳（第9腳）應(yīng)懸空，外部定時(shí)電阻接在引腳Rext/Cext（第11腳）和VCC之間。

74121工作波形圖74121功能表HHA1A2BQL

HL

LHL

LLHHH

LHHHHHHL

L7.3.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用1.定時(shí)該電路可用于頻率計(jì)

2.延時(shí)3.組成噪聲消除電路

單穩(wěn)觸發(fā)器的輸出脈寬應(yīng)大于噪聲寬度而小于信號(hào)脈寬，才可消除噪聲。

如用VI作為下降沿觸發(fā)的計(jì)數(shù)器觸發(fā)脈沖,干擾加入,就會(huì)造成計(jì)數(shù)錯(cuò)誤.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器

在起始時(shí)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器Ⅰ的A1為低電平，開(kāi)關(guān)S打開(kāi)瞬間，B端產(chǎn)生正跳變，單穩(wěn)態(tài)Ⅰ被觸發(fā)，Q1輸出正脈沖，其脈沖寬度0.7R1C1，當(dāng)單穩(wěn)態(tài)Ⅰ暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束時(shí)，Q1的下跳沿觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)Ⅱ，Q2端輸出正脈沖。

4.多諧振蕩器

合上電源時(shí)，開(kāi)關(guān)S是合上的，電路處于Q1=0，Q2=0狀態(tài)，將開(kāi)關(guān)S打開(kāi)，電路開(kāi)始振蕩.

此后，Q2的下跳沿又觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)Ⅰ，由此周而復(fù)始地產(chǎn)生振蕩，其振蕩周期為

T

=0.7(R1C1+R2C2)。

多諧振蕩器又稱無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，無(wú)穩(wěn)態(tài)是指電路沒(méi)有穩(wěn)定狀態(tài)，表示此電路一加電源，馬上往復(fù)震蕩，不需要加觸發(fā)器即可自行產(chǎn)生某一頻率的信號(hào)，因此無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器又稱為自激式多諧振蕩器。多諧振蕩器電路是由開(kāi)關(guān)器件和反饋延時(shí)環(huán)節(jié)組成。開(kāi)關(guān)器件可以是晶體管、邏輯門、電壓比較器、定時(shí)器等，其作用是產(chǎn)生脈沖信號(hào)的高、低電平.反饋延時(shí)環(huán)節(jié)一般為RC電路,它將輸出電壓延時(shí)后反饋到開(kāi)關(guān)器件輸入端，以改變其輸出狀態(tài)。7.4多諧振蕩器7.4.1不對(duì)稱多諧振蕩器7.4.2對(duì)稱多諧振蕩器7.4.3石英晶體多諧振蕩器

7.4.1不對(duì)稱多諧振蕩器

1.電路組成

VID1

D2

TP

TN

VO1

R

C

D4

D3

TP

TN

VOG1

G2

+VDD

VC不對(duì)稱多諧振蕩器.Vo1=1,Vo=0時(shí),電容充電,VI增加;Vo1=0,Vo=1時(shí),電容放電,VI下降;Vo1與Vo2反相,電容接在Vo與VI之間:不對(duì)稱多諧振蕩器原理圖與波形圖2.工作原理假定電路初態(tài)：=1VO1=0VOVC=0V電容充電VCVIVI當(dāng)=VTH時(shí)，迅速使G1導(dǎo)通、G2截止電路進(jìn)入第二暫態(tài)VO2=1VO1=0=0VO1=1VO（1）第一暫穩(wěn)態(tài)（初態(tài)）電容充電，電路自動(dòng)翻轉(zhuǎn)到第二暫穩(wěn)態(tài)VIVO1VO（2）第二暫穩(wěn)態(tài)電容放電，電路自動(dòng)翻轉(zhuǎn)到第一暫穩(wěn)態(tài)電容放電VCVIVI當(dāng)=VTH時(shí)，迅速使得G1截止、G2導(dǎo)通電路返回第一暫穩(wěn)態(tài)VO2=0VO1=1

2.工作原理VIVO1VO不對(duì)稱多諧振蕩器原理圖與波形圖

T＝RC1n4≈1.4RC

由門電路組成的多諧振蕩器的振蕩周期T取決于R、C電路和VTH，頻率穩(wěn)定性較差。3.振蕩周期的計(jì)算VI(0+)

0；VC(

)

VDD

=RC,t=t2-t1T1:VI(0+)

VDD；VC(

)

0

=RC,t=t3-t2T2:上式適用于R>>RON(P)+RON(N)C遠(yuǎn)大于電路分布電容的情況

7.4.2對(duì)稱多諧振蕩器

1.電路2.工作原理

設(shè)VO1為低電平0、VO2為高電平1時(shí)，稱為第一暫穩(wěn)態(tài)；VO1為高電平1、VO2為低電平0時(shí)，稱為第二暫穩(wěn)態(tài)。設(shè)VIVO1VO2VO2正躍到高電平VOH，電路進(jìn)入第一暫穩(wěn)態(tài)。VO2的高電平經(jīng)C2、RF1、G1的輸出電阻對(duì)電容C2進(jìn)行反向充電，使VI1下降。VI1VO1VO2VO2負(fù)跳到低電平VOL，電路進(jìn)入第二暫穩(wěn)態(tài)。VO1的高電平經(jīng)RF1、C2、G2的輸出電阻對(duì)電容C2進(jìn)行充電，使VI1上升。

對(duì)稱多諧振蕩器工作波形

如振蕩器采用CT74H系列與非門組成，當(dāng)取RF1=RF2=RF、C1=C2=C、VTH=1.4V、VOH=3.6V、VOL=0.3V時(shí)，則振蕩周期T可用下式估算：

T=2tW≈1.4RFC

當(dāng)取RF=1KΩ、C=100μF～100pF時(shí)，則電路的振蕩頻率可在幾赫到幾兆赫的范圍內(nèi)。這時(shí)tＷ１=tＷ２=tＷ≈0.7RＦC。輸出矩形脈沖的寬度與間隔時(shí)間相等。3.振蕩頻率的估算1.石英晶體電路符號(hào)和選頻特性電路符號(hào)阻特性fXf0電感性電容性電容性當(dāng)f

=f0時(shí),電抗X

=07.4.3石英晶體多諧振蕩器2.石英晶體振蕩器R:使G1工作在線性區(qū)C1:耦合電容C2:抑制高次諧波CPQf1f23.雙相脈沖產(chǎn)生電路555定時(shí)器時(shí)集模擬、數(shù)字于一體的中規(guī)模多用途單片集成電路，能極方便地構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器。它使用靈活、方便，在波形產(chǎn)生與變換、測(cè)量與控制、家用電器、電子玩具等許多領(lǐng)域中都得到廣泛應(yīng)用，已成為一種通用性很強(qiáng)的器件。7.5555定時(shí)器及其應(yīng)用7.5.1555定時(shí)器7.5.2用555定時(shí)器組成的施密特觸發(fā)器7.5.4用555定時(shí)器組成的多諧振蕩器7.5.3用555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器555定時(shí)器的電路電路符號(hào)7.5.1555定時(shí)器1電路結(jié)構(gòu)分壓器電壓比較器電壓比較器基本RS觸發(fā)器緩沖器集電極開(kāi)路輸出三極管T555定時(shí)器是一種應(yīng)用方便的中規(guī)模集成電路,廣泛用于信號(hào)的產(chǎn)生、變換、控制與檢測(cè)。2.工作原理不變不變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3.555定時(shí)器功能表7.5.2用555定時(shí)器組成的施密特觸發(fā)器1電路555定時(shí)器組成的施密特觸發(fā)器

施密特觸發(fā)器

7.5.3用555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1.電路

2.工作原理(1）無(wú)觸發(fā)信號(hào),電路工作在穩(wěn)定狀態(tài)當(dāng)VI=1時(shí)，電路工作在穩(wěn)定狀態(tài)，即VO=0，VC=0。

(2）VI下降沿觸發(fā)當(dāng)VI下降沿到達(dá)時(shí)，VO由0跳變?yōu)?，電路由穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)入暫穩(wěn)態(tài)。

(3）暫穩(wěn)態(tài)的維持時(shí)間在暫穩(wěn)態(tài)期間，三極管T截止，VCC經(jīng)R向C充電。時(shí)間常數(shù)τ1=RC，VC由0V開(kāi)始增大，在VC上升到2VCC/3之前，電路保持暫穩(wěn)態(tài)不變。(4）自動(dòng)返回（暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束）時(shí)間當(dāng)VC上升至2VCC/3時(shí)，VO由1跳變0，三極管T由截止轉(zhuǎn)為飽和導(dǎo)通，電容C經(jīng)T迅速放電，電壓VC迅速降至0V，電路由暫穩(wěn)態(tài)重新轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)。(5）恢復(fù)過(guò)程當(dāng)暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束后，電容C通過(guò)飽和導(dǎo)通的放電三極管

T放電，時(shí)間常數(shù)τ2=RTCESC，經(jīng)過(guò)（3～5）τ2

后，電容C放電完畢，恢復(fù)過(guò)程結(jié)束。不可重復(fù)出發(fā)單穩(wěn)電路

脈寬幾微秒到幾分鐘，精度可達(dá)0.1%3.主要參數(shù)估算(1)輸出脈沖寬度Tw（用三要素法計(jì)算）

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出脈沖寬度tW僅決定于定時(shí)元件R、C的取值，與輸入觸發(fā)信號(hào)和電源電壓無(wú)關(guān)，調(diào)節(jié)R、C的取值，即可方便的調(diào)節(jié)tW。

(2)恢復(fù)時(shí)間tre：

tre=（3～5)τ2=（3～5)τ2RTCESC(3)最高工作頻率fmax：

VI周期的最小值：Tmin=tW＋tre

因此，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的最高工作頻率應(yīng)為:①改變RC的值，可改變脈沖寬度，從而可以進(jìn)行定時(shí)控制。②輸入脈沖的波形往往是不規(guī)則的，邊沿不陡，幅度不齊，不能直接輸入到數(shù)字裝置，需要整形。因?yàn)閱畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出只有1和0兩種狀態(tài)，在RC值一定時(shí)，就可得到幅度和寬度一定的矩形波輸出脈沖。③通常R的取值在幾百歐至幾兆歐之間，電容取值為幾百皮法到幾百微法。這種電路產(chǎn)生的脈沖寬度可從幾個(gè)微妙到數(shù)分鐘，精度可達(dá)0.1%。電路為不可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)觸發(fā)器。結(jié)論：例7.5.1

試分析下圖所示脈寬調(diào)制(PWM)器電路的工作原理。解：如果將單穩(wěn)態(tài)電路的電壓控制端加入一個(gè)變化電壓，當(dāng)控制電壓升高時(shí)，電路的閥值電壓升高，輸出的脈沖寬度隨之增加；而當(dāng)控制電壓降低時(shí)，電路的閥值電壓也降低，單穩(wěn)的輸出脈沖寬度隨之減少。如果加入的控制電壓是三角波，則在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端便可得到一串隨控制電壓變化的脈寬調(diào)制波形。7.5.4用555定時(shí)器組成的多諧振蕩器555組成的多諧振蕩器1.電路2.工作原理T1=tPHT2=tPL3.主要參數(shù)估算(1)電容充電時(shí)間T1：（用三要素法計(jì)算）(2)電容放電時(shí)間T2：（ln2=0.693147≈0.7）(3)電路振蕩周期T

：T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C(4)振蕩頻率f：(5)輸出波形占空比q：T=0.7(RA+RB)C例7.5.2

試分析下圖所示“叮、咚”門鈴電路的工作原理。

當(dāng)按鈕開(kāi)關(guān)SB按下時(shí)，開(kāi)關(guān)閉合，VCC經(jīng)VD1向C1充電，4腳電位迅速充至VCC，復(fù)位解除；由于VD2將R2旁路，VCC經(jīng)VD2、R3、R4向C2充電，充電時(shí)間常數(shù)為（R3+R4）C2，放電時(shí)間常數(shù)為R4C2，多諧振蕩器產(chǎn)生高頻振蕩，喇叭發(fā)出高音。

當(dāng)按鈕開(kāi)關(guān)SB松開(kāi)時(shí)，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，由于電容C1儲(chǔ)存的電荷經(jīng)R1放電要維持一段時(shí)間，在4腳電位降至復(fù)位電平之前，電路將繼續(xù)維持振蕩；但此時(shí)VCC經(jīng)R2、R3、R4向C2充電，充電時(shí)間常數(shù)增加為（R2+R3+R4）C2，放電時(shí)間常數(shù)仍為R4C2，多諧振蕩器產(chǎn)生低頻振蕩，喇叭發(fā)出低音。例7.5.3

試分析下圖所示延時(shí)報(bào)警器的工作原理。解：當(dāng)S斷開(kāi),電容C充電，充電至VT+=2VCC/3時(shí),G1輸出高電平，多諧振蕩器的輸出送至揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器以一定頻率的電壓信號(hào)開(kāi)始報(bào)警。延遲時(shí)間：

其它555應(yīng)用電路實(shí)例

1).簡(jiǎn)易溫控報(bào)警器

這是利用多諧振蕩器構(gòu)成的簡(jiǎn)易溫控報(bào)警電路，利用555構(gòu)成可控音頻振蕩電路，用揚(yáng)聲器發(fā)聲報(bào)警，可用于火警或熱水溫度報(bào)警，電路簡(jiǎn)單、調(diào)試方便。

晶體管T可選用鍺管3AX31、3AX81或3AG類，也可選用3DU型光敏管。鍺管在常溫下，C極和E極之間的穿透電流ICEO一般在10～50μΑ，且隨溫度升高而增大較快。溫度低于設(shè)定溫度值時(shí)，晶體管T的穿透電流ICEO較小，555復(fù)位端RD（4腳）的電壓較低，電路工作在復(fù)位狀態(tài)，多諧振蕩器停振，揚(yáng)聲器不發(fā)聲。當(dāng)溫度升高到設(shè)定溫度值時(shí)，晶體管T的穿透電流ICEO較大，555復(fù)位端RD的電壓升高到解除復(fù)位狀態(tài)之電位，多諧振蕩器開(kāi)始振蕩，揚(yáng)聲器發(fā)出650Hz報(bào)警聲。

需要指出的是，不同的晶體管，其ICEO值相差較大，故需改變R3的阻值來(lái)調(diào)節(jié)控溫點(diǎn)。方法是先把測(cè)溫元件T置于要求報(bào)警的溫度下，調(diào)節(jié)R3使電路剛發(fā)出報(bào)警聲。報(bào)警的音調(diào)取決于多諧振蕩器的振蕩頻率，由元件R2、R1和C決定，改變這些元件值，可改變音調(diào)，但要求R2大于1kΩ。2）觸摸定時(shí)控制開(kāi)關(guān)

555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。只要用手觸摸一下金屬片P，由于人體感應(yīng)電壓相當(dāng)于在觸發(fā)輸入端（管腳2）加入一個(gè)負(fù)脈沖，555輸出端輸出高電平，燈泡（RL）發(fā)光，當(dāng)暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間（tW）結(jié)束時(shí)，555輸出端恢復(fù)低電平，燈泡熄滅。該觸摸開(kāi)關(guān)可用于夜間定時(shí)照明，定時(shí)時(shí)間可由RC參數(shù)調(diào)節(jié)。