第二十五二十六讲脉冲电路的产生与整形PPT讲稿.ppt

1第1页，共83页，编辑于2022年，星期三 在在前前面面各各章章的的讨讨论论中中，常常常常需需要要用用到到各各种种幅幅度度、宽宽度度以以及及具具有有陡陡峭峭边边沿沿的的脉脉冲冲信信号号，如如触触发发器器就就需需要要时时钟钟脉脉冲冲（CP），等等。事实上，现代电子系统都离不开脉冲信号。，等等。事实上，现代电子系统都离不开脉冲信号。获取脉冲信号的方法通常有两种获取脉冲信号的方法通常有两种：直接直接产生产生；将其它非脉冲信号经过整形将其它非脉冲信号经过整形变换变换电路变为脉冲信号。电路变为脉冲信号。矩形波矩形波尖顶波尖顶波锯齿波锯齿波阶梯波阶梯波第2页，共83页，编辑于2022年，星期三脉冲波形脉冲波形为了定量地描述矩形脉冲波的特性，我们来看看它为了定量地描述矩形脉冲波的特性，我们来看看它的几个指标：的几个指标：trtf0.9Vm0.5Vm0.1VmTtwVm第3页，共83页，编辑于2022年，星期三描述矩形脉冲特性的主要参数描述矩形脉冲特性的主要参数T 脉冲周期脉冲周期(f )。Vm 脉冲电压最大脉冲电压最大 变化幅度。变化幅度。tw 脉冲宽度。脉冲宽度。tr 上升时间。上升时间。tf 下降时间。下降时间。q 占空比，脉冲宽度占空比，脉冲宽度 与脉冲周期的比值与脉冲周期的比值 即：即：q=tw/T第4页，共83页，编辑于2022年，星期三本章内容本章内容脉冲的产生脉冲的产生多谐振荡器多谐振荡器脉冲的整形脉冲的整形单稳态触发器单稳态触发器施密特施密特触发器触发器多用途定时电路多用途定时电路555定时器定时器 与与产生产生模拟信号要用模拟振荡器一样，产生脉冲信模拟信号要用模拟振荡器一样，产生脉冲信号要用号要用脉冲振荡器脉冲振荡器。脉冲波形脉冲波形变换变换则包括则包括脉冲宽度、幅度、相位及上升脉冲宽度、幅度、相位及上升和下降时间等等和下降时间等等的改变，通过变换，使这些特性符合要的改变，通过变换，使这些特性符合要求。求。第5页，共83页，编辑于2022年，星期三TTL：555，556（含有两个（含有两个555）；）；CMOS：7555，7556（含有两个（含有两个7555），），755（含有三个（含有三个7555）。）。流行产品流行产品:555定时器电路是一种用途广泛的定时器电路是一种用途广泛的数数-模混合模混合中规模集成电路。中规模集成电路。只需外接几个阻容元件只需外接几个阻容元件,就可以方便地构成各种不同用途的脉冲电路就可以方便地构成各种不同用途的脉冲电路,如多谐振荡器、单稳态触发器以及施密特触发器等。如多谐振荡器、单稳态触发器以及施密特触发器等。555定时电路有定时电路有TTL集成定时电路和集成定时电路和CMOS集成定时电集成定时电路路,它们的它们的逻辑功能与外引线排列逻辑功能与外引线排列都都完全相同完全相同。第6页，共83页，编辑于2022年，星期三一、一、555555定时器的电路结构定时器的电路结构由以下几部分组成由以下几部分组成：（1 1）三个阻值为）三个阻值为5k5k的电阻组成的分压器。的电阻组成的分压器。（2 2）两个电压比较器）两个电压比较器C C1 1和和C C2 2。电压比较器的功能：电压比较器的功能：v+v-，vO=1 v+v-，vO=0（3）基本）基本RS触发器、触发器、（4）放电三极管）放电三极管T及缓冲器及缓冲器G。第7页，共83页，编辑于2022年，星期三第8页，共83页，编辑于2022年，星期三（1）4脚为脚为复位输入端：复位输入端：RD=0时，时，输出输出vo为低电平。正常工作时，应为低电平。正常工作时，应将其将其接高电平接高电平。（2 2）5脚为脚为电压控制端电压控制端：当其悬空时，：当其悬空时，比较器比较器C1和和C2的比较电压分别为的比较电压分别为2/3VCC 和和1/3VCC；（3）2脚为脚为触发输入端触发输入端，6脚为脚为阈值输入端阈值输入端，两端的电位高低，两端的电位高低控制比较器控制比较器C1和和C2的输出，从而控制的输出，从而控制RS触发器，决定输出状态。触发器，决定输出状态。（4）3脚为脚为输出端输出端，7脚是脚是放电端放电端，8、4脚分别是脚分别是电源电源和和地地。比较器比较器C1和和C2的比较电压分别为的比较电压分别为VCO和和1/2 VCO。当不用时，当不用时，应在该端和地之间接一个应在该端和地之间接一个0.01 f的去耦电容，以消除干扰，保证其的去耦电容，以消除干扰，保证其稳定在稳定在2/3VCC 而当其输入电压为而当其输入电压为VCO时时:第9页，共83页，编辑于2022年，星期三二二.555.555定时器的工作原理定时器的工作原理第10页，共83页，编辑于2022年，星期三 onon 0 0 0 0T T V V V V V V V VV V R RD DO OC2C2C1C1I2 I2I1 I1D Doffoff 1 1 0 0 0 0 V V3 31 1 V V3 32 2 1 1CCCCCCCCoffoff 1 1 0 0 1 1 V V3 31 1 V V3 32 2 1 1CCCCCCCC不不 不不 1 1 1 1 V V3 31 1 V V3 32 2 1 1CCCCCCCC变变工作原理分析工作原理分析第11页，共83页，编辑于2022年，星期三555的的功能表功能表第12页，共83页，编辑于2022年，星期三555定时器功能表定时器功能表第13页，共83页，编辑于2022年，星期三1 1）定时的精度、工作速度和可靠性高；）定时的精度、工作速度和可靠性高；2 2）使用的电源电压范围宽，从）使用的电源电压范围宽，从 2V 2V 18V18V，能和数字电路，能和数字电路 直接连接；直接连接；3 3）有一定的输出功率，可驱动微电机、指示灯、扬声器等；）有一定的输出功率，可驱动微电机、指示灯、扬声器等；4 4）结构简单，使用灵活，用途广泛）结构简单，使用灵活，用途广泛(有有“万能芯片万能芯片”之称之称)。555555定时器的特点：定时器的特点：555555定时器的定时器的用途：用途：555定时器主要用于脉冲波形的定时器主要用于脉冲波形的产生、变换、控制与检测产生、变换、控制与检测。可组成各种波形的脉冲振荡器、定时延时电路、检测电路、电可组成各种波形的脉冲振荡器、定时延时电路、检测电路、电源变换电路、频率变换电路。源变换电路、频率变换电路。下面介绍由定时器构成的下面介绍由定时器构成的多谐振荡器多谐振荡器、施密特触发器施密特触发器、单稳态触发器单稳态触发器。第14页，共83页，编辑于2022年，星期三多谐振荡器多谐振荡器不需外加触发脉冲就能够产生一定频率和不需外加触发脉冲就能够产生一定频率和幅度的矩形脉冲波的电路。幅度的矩形脉冲波的电路。由于矩形波中除基波外，还含有丰富的高次谐波成分而得此由于矩形波中除基波外，还含有丰富的高次谐波成分而得此名。名。特点：特点：（）没有稳态，只有两个暂稳态（）没有稳态，只有两个暂稳态;（）在自身的作用下，电路就在两个暂稳态之间来回转换。（）在自身的作用下，电路就在两个暂稳态之间来回转换。用途：用途：自动产生矩形波。自动产生矩形波。第15页，共83页，编辑于2022年，星期三当当f=fs时，为串联谐振，石英晶体的电抗时，为串联谐振，石英晶体的电抗X=0；当当f=fp时，为并联谐振，石英晶体的电抗时，为并联谐振，石英晶体的电抗X无穷大。无穷大。二二 石英晶体多谐振荡器石英晶体多谐振荡器1.石英晶体的选频特性石英晶体的选频特性有两个谐振频率有两个谐振频率 石石英英晶晶体体具具有有很很好好的的选选频频特特性性，另另外外它它具具有有一一个个极极为为稳稳定定的的串串联联谐谐振振频频率率：f0 fs（晶晶体体的的标标称称频频率率）。石石英英晶晶体体的的选选频频特特性极好，性极好，f0十分稳定，十分稳定，其稳定度可达其稳定度可达10-1010-11。一一.门电路构成的多谐振荡器门电路构成的多谐振荡器(略略)第16页，共83页，编辑于2022年，星期三石英晶体的电抗频率特性和符号石英晶体的电抗频率特性和符号第17页，共83页，编辑于2022年，星期三2.石英晶体多谐振荡器石英晶体多谐振荡器（1）串联式振荡器）串联式振荡器 R1、R2的的作作用用使使两两个个反反相相器器在在静静态态时时都都工工作作在在转转折折区区。对于对于TTL门，常取门，常取R1=R2=0.72k，CMOS门则常取门则常取R1=R2=10100M；C1=C2是耦合电容是耦合电容。石石英英晶晶体体工工作作在在串串联联谐谐振振频频率率f0下下，只只有有频频率率为为f0的的信信号号才才能能通通过过，满满足足振振荡荡条条件件。因因此此，电电路路的的振振荡荡频频率率=f0，与与外外接接元元件件R、C无关无关，所以这种电路振荡频率的稳定度很高。，所以这种电路振荡频率的稳定度很高。第18页，共83页，编辑于2022年，星期三（2）并联式振荡器）并联式振荡器 RF是偏置电阻，是偏置电阻，保证在静态时使保证在静态时使G1工作转折区，构成一个反工作转折区，构成一个反相放大器。晶体工作在略大于相放大器。晶体工作在略大于fS与与 fP之间，等效一电感，与之间，等效一电感，与C1、C2共同构成电容三点式振荡电路。共同构成电容三点式振荡电路。电路的振荡频率电路的振荡频率=f0。反反相相器器G2起起整整形形缓缓冲冲作作用用，同同时时G2还还可可以以隔隔离离负负载载对对振振荡荡电电路工作的影响。路工作的影响。第19页，共83页，编辑于2022年，星期三三三.用用555定时器接成的多谐振荡器定时器接成的多谐振荡器1.电路组成及工作原理电路组成及工作原理第20页，共83页，编辑于2022年，星期三48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCC0tuouC0tVCC/32VCC/3输出波形输出波形第21页，共83页，编辑于2022年，星期三48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCC 设电容设电容C 原先未充电原先未充电,故故 TH =TR VCC/3,此时此时 uo =1,555内的晶体管内的晶体管 TD 截止截止,电源通过电源通过 R1 和和 R2 对电容对电容 C 充充电。电。第22页，共83页，编辑于2022年，星期三48162357R1R2CuC555DTHTRuoVCCuC0tVCC/32VCC/30tuo 在在 uC 没有充电到没有充电到 2VCC/3 之前之前,uo 保持保持 1 不变。不变。第23页，共83页，编辑于2022年，星期三uC0tVCC/32VCC/30tuo 在在 uC 没有充电到没有充电到 2VCC/3 之之前前,uo 保持保持 1 不变。不变。t1t2t348162357R1R2CuC555DTHTRuoVCCT1T2T=T1 +T2 =0.7(R1+2R2)C 第24页，共83页，编辑于2022年，星期三多谐振荡器的电压波形图多谐振荡器的电压波形图第25页，共83页，编辑于2022年，星期三555定时器构成的多谐振荡器的电压波形图定时器构成的多谐振荡器的电压波形图第26页，共83页，编辑于2022年，星期三（2）电容放电时间电容放电时间T2（3）电路振荡周期）电路振荡周期T T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C（4）电路振荡频率）电路振荡频率f（5）输出波形占空比）输出波形占空比q（1）电容充电时间）电容充电时间T1：（用三要素法计算）：（用三要素法计算）2.振荡频率的估算振荡频率的估算第27页，共83页，编辑于2022年，星期三第28页，共83页，编辑于2022年，星期三四四 占空比可调的多谐振荡器电路占空比可调的多谐振荡器电路 利用半导体二极管的单向导电特性，把电容利用半导体二极管的单向导电特性，把电容C充电和放电回充电和放电回路隔离开来，再加上一个电位器，便可构成占空比可调的多谐振荡路隔离开来，再加上一个电位器，便可构成占空比可调的多谐振荡器。器。可计算得：可计算得：T1=0.7R1C T2=0.7R2C 占空比：占空比：第29页，共83页，编辑于2022年，星期三五五.用施密特触发器构成的多谐振荡器用施密特触发器构成的多谐振荡器第30页，共83页，编辑于2022年，星期三施密特触发器脉冲占空比可调的多谐振荡器施密特触发器脉冲占空比可调的多谐振荡器第31页，共83页，编辑于2022年，星期三六多谐振荡器应用实例六多谐振荡器应用实例1.简易温控报警器简易温控报警器第32页，共83页，编辑于2022年，星期三 2.双音门铃。双音门铃。第33页，共83页，编辑于2022年，星期三3.秒脉冲发生器秒脉冲发生器 CMOS石石英英晶晶体体多多谐谐振振荡荡器器产产生生f=32768Hz的的基基准准信信号号，经经T/触发器构成的触发器构成的15级异步计数器分频后，便可得到稳定度极高的秒信号。级异步计数器分频后，便可得到稳定度极高的秒信号。这种这种秒脉冲发生器秒脉冲发生器可做为可做为各种计时系统各种计时系统的的基准信号源基准信号源。第34页，共83页，编辑于2022年，星期三用用7416174161组成的秒脉冲发生器组成的秒脉冲发生器(其分频为频率为其分频为频率为1 1Hz)。第35页，共83页，编辑于2022年，星期三例例 多谐振荡器的设计多谐振荡器的设计 试用试用555构成一个多谐振荡器构成一个多谐振荡器,要求输出脉冲的振荡频率为要求输出脉冲的振荡频率为20KHZ,占空比占空比25%.第36页，共83页，编辑于2022年，星期三作业作业P216 7.6 7.9 (7.10)第37页，共83页，编辑于2022年，星期三特点：特点：1 1）电路有两个稳态，所以是一种）电路有两个稳态，所以是一种双稳态触发器双稳态触发器；2 2）电路状态的翻转依赖于外加触发信号的幅值，）电路状态的翻转依赖于外加触发信号的幅值，因此，施密特触发器因此，施密特触发器不具有记忆功能不具有记忆功能。3)3)具有具有滞回特性滞回特性。用途用途:1)1)用于波形用于波形变换变换、整形整形；鉴别脉冲幅度鉴别脉冲幅度 2)2)构成多谐振荡器、单稳态触发器构成多谐振荡器、单稳态触发器一一一一.555555电路构成的施密特触发器（重点介绍）电路构成的施密特触发器（重点介绍）电路构成的施密特触发器（重点介绍）电路构成的施密特触发器（重点介绍）二二二二.门电路组成的施密特触发器门电路组成的施密特触发器门电路组成的施密特触发器门电路组成的施密特触发器(略略略略)三三三三.集成施密特触发器（简介）集成施密特触发器（简介）集成施密特触发器（简介）集成施密特触发器（简介）内容内容内容内容：第38页，共83页，编辑于2022年，星期三555定时器功能表定时器功能表一一一一.用用用用555555定时器接成的施密特触发器定时器接成的施密特触发器定时器接成的施密特触发器定时器接成的施密特触发器第39页，共83页，编辑于2022年，星期三1.1.电路组成及工作原理电路组成及工作原理1265VCCRDO5553Ov7vvI2I1vIC8412IvCCVv第40页，共83页，编辑于2022年，星期三1.1.电路组成及工作原理电路组成及工作原理电压滞回特性电压滞回特性第41页，共83页，编辑于2022年，星期三2.电压滞回特性和主要参数电压滞回特性和主要参数（1）电压滞回特性）电压滞回特性（a）正向阈值电压VT+vI上升过程中，输出电压vO由高电平VOH跳变到低电平VOL时，所对应的输入电压值。（b）负向阈值电压VT vI下降过程中，VO由低电平VOL跳变到高电平VOH时，所对应的输入电压值。回差电压回差电压：VT=VT+VT 可见，可见，VT+VT，将此现象称为，将此现象称为“回差现象回差现象”。VTVIVT+VO第42页，共83页，编辑于2022年，星期三（3）回差电压）回差电压VT：VT=VT+VT=1/3VCC（2）555定时器构成的施密特触发器主要静态参数定时器构成的施密特触发器主要静态参数（a）上上限限阈阈值值电电压压VT：VT+=2/3VCC。（b）下下限限阈阈值值电电压压VT：VT=1/3VCC。第43页，共83页，编辑于2022年，星期三2输入输出波形及电压传输特性输入输出波形及电压传输特性输入输出波形输入输出波形电压传输特性电压传输特性逻辑符号逻辑符号VTVT+VT第44页，共83页，编辑于2022年，星期三 电压传输特性电压传输特性 （a）同相输出同相输出 （b）反相输出反相输出第45页，共83页，编辑于2022年，星期三一一.CMOS反相器构成的施密特触发器反相器构成的施密特触发器二二二二.集成集成集成集成施密特触发器施密特触发器1 1.TTL.TTL集成集成集成集成施密特触发器施密特触发器施密特触发器施密特触发器74147414内部内部内部内部电路图电路图电路图电路图第46页，共83页，编辑于2022年，星期三TTL集成施密特触发器集成施密特触发器7414的的电压传输特性电压传输特性电压传输特性电压传输特性第47页，共83页，编辑于2022年，星期三2.CMOS集成施密特触发器集成施密特触发器CC40106电路图电路图电路图电路图第48页，共83页，编辑于2022年，星期三集成施密特触发器集成施密特触发器CC40106的的电压传输电压传输特性特性（a）电压传输特性电压传输特性 （b）VDD对对VT、VT的影响的影响第49页，共83页，编辑于2022年，星期三集成施密特触发器 1.CMOS集成施密特触发器集成施密特触发器CC40106 2.TTL集成施密特触发器集成施密特触发器74LS14 第50页，共83页，编辑于2022年，星期三四四四四 施密特触发器的应用举例施密特触发器的应用举例施密特触发器的应用举例施密特触发器的应用举例1.用用作作接接口口电电路路将将缓缓慢慢变变化化的的输输入入信信号号，转转换换成成为为符符合合TTL系系统要求的脉冲波形。统要求的脉冲波形。2.用作整形电路用作整形电路把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。第51页，共83页，编辑于2022年，星期三用用施密特触发器对施密特触发器对脉冲整形脉冲整形第52页，共83页，编辑于2022年，星期三 3.用用于于脉脉冲冲鉴鉴幅幅从从一一系系列列幅幅度度不不同同的的脉脉冲冲信信号号中中，选出那些幅度大于选出那些幅度大于VT+的输入脉冲。的输入脉冲。第53页，共83页，编辑于2022年，星期三用于用于波形变换波形变换将其它波形变换为矩形波将其它波形变换为矩形波VIVT+VTttVO第54页，共83页，编辑于2022年，星期三用施密特触发器用施密特触发器构成的多谐振荡器构成的多谐振荡器第55页，共83页，编辑于2022年，星期三用施密特触发器用施密特触发器构成的单稳态触发器构成的单稳态触发器第56页，共83页，编辑于2022年，星期三 1.有一个有一个稳态稳态和一个和一个暂稳态暂稳态；2.在触发脉冲作用下，由稳态翻转到暂稳态；在触发脉冲作用下，由稳态翻转到暂稳态；3.暂稳状态维持一段时间后，自动返回到稳态。暂稳状态维持一段时间后，自动返回到稳态。单稳态触发器特点单稳态触发器特点:单稳态触发器用途单稳态触发器用途:用作用作整形整形、延时延时和和定时定时。第57页，共83页，编辑于2022年，星期三 它的突出特点是它的突出特点是它的突出特点是它的突出特点是:输出端只有一个输出端只有一个输出端只有一个输出端只有一个稳定状态稳定状态稳定状态稳定状态,另一个状态则是另一个状态则是另一个状态则是另一个状态则是暂稳态暂稳态暂稳态暂稳态.一般情况下处于稳态，加入一般情况下处于稳态，加入一般情况下处于稳态，加入一般情况下处于稳态，加入触发信号触发信号触发信号触发信号后后后后,它可以由稳定状态它可以由稳定状态它可以由稳定状态它可以由稳定状态翻转成暂稳态翻转成暂稳态翻转成暂稳态翻转成暂稳态,在暂稳态经过在暂稳态经过在暂稳态经过在暂稳态经过一定时间一定时间一定时间一定时间以后以后以后以后,它又会它又会它又会它又会自动返回自动返回自动返回自动返回原来的原来的原来的原来的稳态。在暂稳态维持的时间由稳态。在暂稳态维持的时间由稳态。在暂稳态维持的时间由稳态。在暂稳态维持的时间由电路参数电路参数电路参数电路参数决定，与触发脉冲无关决定，与触发脉冲无关决定，与触发脉冲无关决定，与触发脉冲无关。稳定状态稳定状态稳定状态稳定状态暂稳态暂稳态由外界触发由外界触发自动返回自动返回恢复期恢复期第58页，共83页，编辑于2022年，星期三三、三、用用555定时器组成单稳态触发器定时器组成单稳态触发器1.电路组成及工作原理电路组成及工作原理一、门电路构成的单稳态触发器（略）一、门电路构成的单稳态触发器（略）第59页，共83页，编辑于2022年，星期三用用555定时器接成的单稳态触发器定时器接成的单稳态触发器（1）无无触触发发信信号号输输入入时时电路工作在稳定状态电路工作在稳定状态 当当vI=1时时，电电路路工工作作在在稳稳定定状状态态，即即vO=0，vC=0。（2）vI下降沿触发下降沿触发 当当vI下下降降沿沿到到达达时时，vO由由0跳跳变变为为1，电电路路由稳态转入暂稳态。由稳态转入暂稳态。波形图波形图第60页，共83页，编辑于2022年，星期三（3）暂稳态的维持时间）暂稳态的维持时间在暂稳态期间，三极管在暂稳态期间，三极管T截止，截止，VCC经经R向向C充电。充电。时间常数时间常数1=RC，vC由由0V开始增大，在开始增大，在vC上升到上升到2/3VCC之前，电路保持暂稳态不变。之前，电路保持暂稳态不变。（4）自动返回（暂稳态结束）时间）自动返回（暂稳态结束）时间当当vC上升至上升至2/3VCC时，时，vO由由1跳变跳变0，三极管，三极管T由截止转为饱和导通，由截止转为饱和导通，电容电容C经经T迅速放电，电压迅速放电，电压vC迅速降至迅速降至0V，电路由暂稳态重新转入稳态。，电路由暂稳态重新转入稳态。第61页，共83页，编辑于2022年，星期三（5）恢复过程）恢复过程当当暂暂稳稳态态结结束束后后，电电容容C通通过过饱饱和和导导通通的的放放电电三三极极管管 T放放电电，时时间间常常数数 2=RCESC，经经过过（35）2后后，电电容容C放放电电完完毕毕，恢恢复复过程结束。过程结束。第62页，共83页，编辑于2022年，星期三2.主要参数估算主要参数估算(1)输出脉冲宽度输出脉冲宽度Tw（用三要素法计算）用三要素法计算）上上式式说说明明，单单稳稳态态触触发发器器输输出出脉脉冲冲宽宽度度tW仅仅决决定定于于定定时时元元件件R、C的的取取值值，与与输输入入触触发发信信号号和和电电源源电电压压无无关关，调调节节R、C的的取取值值，即即可可方方便的调节便的调节tW。（2）恢复时间）恢复时间tre tre=（35）2（3）最高工作频率）最高工作频率fmax vI周期的最小值：周期的最小值：Tmin=tWtre 因此，单稳态触发器的最高工作频率应为因此，单稳态触发器的最高工作频率应为:第63页，共83页，编辑于2022年，星期三单稳态触发器电压波形图单稳态触发器电压波形图第64页，共83页，编辑于2022年，星期三单稳态触发器的作用：单稳态触发器的作用：在一个输入触发脉冲作用下，输出端能输出一个一定宽度在一个输入触发脉冲作用下，输出端能输出一个一定宽度的脉冲，其的脉冲，其脉冲宽度脉冲宽度t tww取决于取决于电路内部的参数电路内部的参数R R、C C，而它的周期由，而它的周期由外加脉冲信号控制。外加脉冲信号控制。3.3.参数计算：参数计算：1 1）输出脉宽）输出脉宽t tw w 暂稳态维持时间暂稳态维持时间 tw=1.1RC在定时电路中，为了调整在定时电路中，为了调整t tww ，通常以改变电容，通常以改变电容 C C 作为粗调，改变作为粗调，改变R R 作为细调。作为细调。2 2）脉冲输出周期）脉冲输出周期T TO O TO=TI（输出脉冲（输出脉冲=输入脉冲）输入脉冲）3 3）分辨时间）分辨时间 t td d 和最高触发脉冲频率和最高触发脉冲频率f fmaxmaxt td d触发脉冲最小触发周期触发脉冲最小触发周期 t td d=t tw w+t treref fmaxmax=1/=1/t td d 其中其中t tre re=(35)RdC触发脉冲周期触发脉冲周期T TI I 应大于输出脉宽周期应大于输出脉宽周期t tww第65页，共83页，编辑于2022年，星期三问：若出现问：若出现T TI I t td d，会出现什么情况？，会出现什么情况？答答：t tww不定不定。当电路进入恢复阶段后，若恢复过程尚。当电路进入恢复阶段后，若恢复过程尚未完成又出现新的输入信号，此时，电路虽仍会触未完成又出现新的输入信号，此时，电路虽仍会触发而输出脉冲，但由于触发前电容上的电压尚未达发而输出脉冲，但由于触发前电容上的电压尚未达到稳定值，因而会使输出脉冲宽度发生改变，最终到稳定值，因而会使输出脉冲宽度发生改变，最终导致脉宽不稳，这种现象称为导致脉宽不稳，这种现象称为“脉宽抖动脉宽抖动”，应避免。，应避免。第66页，共83页，编辑于2022年，星期三二、集成单稳态触发器二、集成单稳态触发器74121的逻辑图的逻辑图74121的电路结构的电路结构输入控制电输入控制电路路输出缓冲电路输出缓冲电路微分型单稳态微分型单稳态触发器触发器第67页，共83页，编辑于2022年，星期三A1和和A2是两个是两个下降沿有效下降沿有效的触发信号输入端，的触发信号输入端，B是是上升沿有效上升沿有效的触发信号输入端。的触发信号输入端。74121的逻辑功能的逻辑功能第68页，共83页，编辑于2022年，星期三74121的外部连接方法的外部连接方法（a）使用外接电阻使用外接电阻Rext（下降沿下降沿触发）触发）（b）使用内部电阻使用内部电阻Rint（上升沿上升沿触发触发）第69页，共83页，编辑于2022年，星期三集成单稳态触发器集成单稳态触发器74121的工作波形图的工作波形图74121的工作波形图的工作波形图第70页，共83页，编辑于2022年，星期三不可重复触发型与可重复触发型单不可重复触发型与可重复触发型单 稳态触发器的工作波形稳态触发器的工作波形（a）不可重复触发型）不可重复触发型（74121、74221、74221）（b）可重复触发型）可重复触发型（74122、7412、7412等）等）第71页，共83页，编辑于2022年，星期三 74121内内部部电电阻阻=2k，外外接接电电阻阻Rext可可在在1.440k之之间间选选择择，外外接接电电容容C可可在在10pF10F之之间间选选择择(得得到到的的t范范围可达到围可达到nsms)，所以，所以，当当R=2k时，时，最大占空比最大占空比qmax为为67%；当当R=40k时，时，最大占空比最大占空比qmax可达可达90%。74121的主要参数的主要参数(1)输出脉冲宽度输出脉冲宽度tW 使用外接电阻：使用外接电阻：tW0.7RextC 使用内部电阻：使用内部电阻：tW 0.7RintC（2）输入触发脉冲最小周期）输入触发脉冲最小周期Tmin Tmin=tWtre tre是恢复时间。是恢复时间。（3）周期性输入触发脉冲占空比）周期性输入触发脉冲占空比q 定义：定义：q=tW/T 最大占空比：最大占空比：qmax=tW/Tmin第72页，共83页，编辑于2022年，星期三四四 单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用图中，图中，v/O的下降沿比的下降沿比vI的下降的下降沿滞后了时间沿滞后了时间tW。当当v/O=1时时，与与门门打打开开，vO=vF。当当v/O=0时时，与与门门关关闭闭，vO为为低低电电平平。显显然然与与门门打打开开的的时时间间是是恒恒定定不不变变的的，就就是是单单稳稳输输出出脉脉冲冲v/O的的宽宽度度tW。延时延时2定时定时第73页，共83页，编辑于2022年，星期三例：试设计一个电路，以实现如下控制要求。例：试设计一个电路，以实现如下控制要求。灯灯1亮亮0.34S，灯，灯2暗暗灯灯2亮亮0.25S，灯，灯1暗暗灯灯1、灯、灯2全灭全灭0.41S1S0.34S0.25S0.41SVI1VO1VO2单稳单稳0.34S单稳单稳0.25SVO1VI2VI1灯灯1VO2灯灯21第74页，共83页，编辑于2022年，星期三 .整形整形单单稳稳态态触触发发器器能能够够把把不不规规则则的的输输入入信信号号vI，整整形形成成为为幅幅度度和和宽宽度度都都相相同同的的标标准准矩矩形形脉脉冲冲vO。vO的的幅幅度度取取决决于于单单稳稳态态电电路路输输出出的高、低电平，宽度的高、低电平，宽度tW决定于决定于暂稳态时间。暂稳态时间。tVItVOtw第75页，共83页，编辑于2022年，星期三3.触摸定时控制开关触摸定时控制开关 555定定时时器器构构成成单单稳稳态态触触发发器器。只只要要用用手手触触摸摸一一下下金金属属片片P，由由于于人人体感应电压相当于在触发体感应电压相当于在触发输入端（管脚输入端（管脚2）加入一个负）加入一个负脉冲，脉冲，555输出端输出高电平，输出端输出高电平，灯泡（灯泡（RL）发光，当暂稳态）发光，当暂稳态时间（时间（tW）结束时，）结束时，555输出输出端恢复低电平，灯泡熄灭。端恢复低电平，灯泡熄灭。该触摸开关可用于夜间定时该触摸开关可用于夜间定时照明，定时时间可由照明，定时时间可由RC参数参数调节。调节。第76页，共83页，编辑于2022年，星期三4.触摸、声控双功能延时灯触摸、声控双功能延时灯555和和T1、R3、R2、C4组组成成单单稳稳定定时时电电路路，定定时时（即即灯灯亮亮）时时间间约约为为1分分钟钟。当当击击掌掌声声传传至至压压电电陶陶瓷瓷片片时时，HTD将将声声音音信信号号转转换换成成电电信信号号，经经T2、T1放放大大，触触发发555，使使555输输出出高高电电平平，触触发发导导通通晶闸管晶闸管SCR，电灯亮；，电灯亮；第77页，共83页，编辑于2022年，星期三同同样样，若若触触摸摸金金属属片片A时时，人人体体感感应应电电信信号号经经R4、R5加加至至T1基极，也能使基极，也能使T1导通，触发导通，触发555，达到上述效果。，达到上述效果。第78页，共83页，编辑于2022年，星期三举例：间歇振荡器举例：间歇振荡器第79页，共83页，编辑于2022年，星期三举例：报警器举例：报警器第80页，共83页，编辑于2022年，星期三举例：举例：下下图为一心律失常报警电路，图中图为一心律失常报警电路，图中vI是经过放大后的心电是经过放大后的心电信号，其幅值信号，其幅值vIm=4V。（1）对应）对应vI分别画出图中分别画出图中vo1、vo2、vo三点的电压波形；三点的电压波形；（2）说明电路的组成及工作原理）说明电路的组成及工作原理。第81页，共83页，编辑于2022年，星期三第82页，共83页，编辑于2022年，星期三1 1多多谐谐振振荡荡器器是是一一种种自自激激振振荡荡电电路路，不不需需要要外外加加输输入入信信号号，就就可可以以自自动动地地产产生生出出矩矩形形脉脉冲冲。用用555555定定时时器器可可以以组组成成多多谐谐振振荡荡器器，用用石石英英晶晶体体也也定定时时器器可以组成多谐振荡器。石英晶体振荡器的特点是可以组成多谐振荡器。石英晶体振荡器的特点是f fo o的稳定性极好。的稳定性极好。2 2施施密密特特触触发发器器和和单单稳稳态态触触发发器器，虽虽然然不不能能自自动动地地产产生生矩矩形形脉脉冲冲，但但却却可以把其它形状的信号变换成为矩形波，为数字系统提供标准的脉冲信号。可以把其它形状的信号变换成为矩形波，为数字系统提供标准的脉冲信号。3 3555555定定时时器器是是一一种种用用途途很很广广的的集集成成电电路路，除除了了能能组组成成施施密密特特触触发发器器、单单稳稳态态触触发发器器和和多多谐谐振振荡荡器器以以外外，还还可可以以接接成成各各种种灵灵活活多多变变的的应应用用电电路。路。4 4除除了了555555定定时时器器外外，目目前前还还有有556556（双双定定时时器器）和和558558（四四定定时时器器）等。等。本章小结本章小结第83页，共83页，编辑于2022年，星期三