第六章脉冲波形的产生和整形电路.pptx

《第六章脉冲波形的产生和整形电路.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第六章脉冲波形的产生和整形电路.pptx（54页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、6.1 概概 述述 获得矩形脉冲的方法通常有两种：一种获得矩形脉冲的方法通常有两种：一种是用脉冲产生电路直接产生；另一种是对已是用脉冲产生电路直接产生；另一种是对已有的信号进行整形，然后将它变换成所需要有的信号进行整形，然后将它变换成所需要的脉冲信号。的脉冲信号。 为了定量描述矩形脉冲的特性，通常给为了定量描述矩形脉冲的特性，通常给出几个主要参数。这些参数是：出几个主要参数。这些参数是： 牛牛文库文档分享脉冲周期脉冲周期T：周期性重复的脉冲序列中，两：周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲之间的时间间隔。个相邻脉冲之间的时间间隔。脉冲幅度脉冲幅度 ：脉冲电压的最大变化幅度。：脉冲电压的最大变化幅

2、度。脉冲宽度脉冲宽度 ：从脉冲前沿到达：从脉冲前沿到达0.5 起，到起，到脉冲后沿到达脉冲后沿到达0.5 为止的一段时间。为止的一段时间。上升时间上升时间 ：脉冲上升沿从：脉冲上升沿从0.1 上升到上升到0.9 所需要的时间。所需要的时间。下降时间下降时间 ：脉冲下降沿从：脉冲下降沿从0.9 下降到下降到0.1 所需要的时间。所需要的时间。 占空比占空比q：脉冲宽度与脉冲周期的比值。：脉冲宽度与脉冲周期的比值。WtftrtmVmVmVmVmVmVmVmV 牛牛文库文档分享 施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适合于数字电路需要的矩形脉冲的电路。适合于

3、数字电路需要的矩形脉冲的电路。1&DuiuoRS(a) 电路(b) 工作波形uoui(V)UT+UTtt001.40.7G1G2G300116.2.1用门电路组成的施密特触发器用门电路组成的施密特触发器 （1）第一稳态）第一稳态:ui0时，时，uo为高电平，为高电平，6.2 施密特触发器施密特触发器 牛牛文库文档分享1&DuiuoRS(a) 电路(b) 工作波形uoui(V)UT+UTtt001.40.7G1G2G30111 （1）第一种态）第一种态ui0时，时，uo为高电平，。为高电平，。 （2）uiUD=0.7V时时,RS触发器不翻转，触发器不翻转，uo仍为高仍为高电平，电路仍维持在第一种

4、稳态。电平，电路仍维持在第一种稳态。 牛牛文库文档分享1&DuiuoRS(a) 电路(b) 工作波形uoui(V)UT+UTtt001.40.7G1G2G31100 （1）第一稳态）第一稳态ui0时，时，uo为高电平。为高电平。 （2）uiUD=0.7V时，时，RS触发器不翻转，触发器不翻转，uo仍为高仍为高电平，电路仍维持在第一种稳态。电平，电路仍维持在第一种稳态。 （3）ui继续上升到继续上升到UT+=UT=1.4V时，时，RS触发器翻触发器翻转，转，uo为低电平，这是第二稳态。电路翻转后为低电平，这是第二稳态。电路翻转后ui再上再上升，电路状态不变。升，电路状态不变。 牛牛文库文档分享1

5、&DuiuoRS(a) 电路(b) 工作波形uoui(V)UT+UTtt001.40.7G1G2G30110 （1）ui0时，时，uo为高电平，这是第一稳态。为高电平，这是第一稳态。 （2）uiUD=0.7V时，时，RS触发器不翻转，触发器不翻转，uo仍为高电平，电仍为高电平，电路仍维持在第一稳态。路仍维持在第一稳态。 （3）ui继续上升到继续上升到UT+=UT=1.4V时，时，RS触发器翻转，触发器翻转，uo为低为低电平，这是第二稳态。电路翻转后电平，这是第二稳态。电路翻转后ui再上升，电路状态不变。再上升，电路状态不变。 （4）ui上升到最大值后下降时，若上升到最大值后下降时，若ui下降到

6、下降到UT，RS触发器不触发器不翻转，电路仍维持在第二稳态。翻转，电路仍维持在第二稳态。 牛牛文库文档分享1&DuiuoRS(a) 电路(b) 工作波形uoui(V)UT+UTtt001.40.7G1G2G30011 （1）:ui0时时,uo为高电平。为高电平。 （2）uiUD=0.7V时时,RS触发器不翻转，触发器不翻转，uo仍为高电平，电路仍为高电平，电路仍维持在第一种稳态。仍维持在第一种稳态。 （3）ui继续上升到继续上升到UT+=UT=1.4V时，时，RS触发器翻转，触发器翻转，uo为低为低电平，这是第二稳态。电路翻转后电平，这是第二稳态。电路翻转后ui再上升，电路状态不变。再上升，电

7、路状态不变。 （4）ui上升到最大值后下降时，若上升到最大值后下降时，若ui下降到下降到UT，RS触发器不触发器不翻转，电路仍维持在第二稳态。翻转，电路仍维持在第二稳态。 （5）ui继续下降到继续下降到UT-=UT-UD=0.7V时时,RS触发器翻转，触发器翻转，uo为高为高电平，电路返回到第一种稳态。电平，电路返回到第一种稳态。 牛牛文库文档分享uoui(b) 逻辑符号(a) 传输特性uiuoUTUT+0下限阈值电压下限阈值电压上限阈值电压上限阈值电压回差电压（滞后电压）：回差电压（滞后电压）：UT UTUT回差电压为：回差电压为：UTUTUTUT(UTUD)UD 0.7V回差太小，且不能调

8、整。回差太小，且不能调整。 牛牛文库文档分享1. CMOS集成施密特触发器集成施密特触发器CC401062. TTL集成施密特触发器集成施密特触发器74LS14 6.2.2 集成施密特触发器集成施密特触发器 牛牛文库文档分享 施密特触发器应用很广，施密特触发器应用很广， 主要有以下几方面：主要有以下几方面：6.2.3施密特触发器的应用施密特触发器的应用 波形变换。可以将边沿变化缓慢的周期性信波形变换。可以将边沿变化缓慢的周期性信号变换成矩形脉冲。号变换成矩形脉冲。 脉冲整形。将不规则的电压波形整形为矩形脉冲整形。将不规则的电压波形整形为矩形波。若适当增大回差电压，可提高电路的抗干扰能波。若适当

9、增大回差电压，可提高电路的抗干扰能力。图力。图(a)为顶部有干扰的输入信号，图为顶部有干扰的输入信号，图(b)为回差电为回差电压较小的输出波形，压较小的输出波形， 图图(c)为回差电压大于顶部干扰为回差电压大于顶部干扰时的输出波形。时的输出波形。 牛牛文库文档分享Uot0Uot0Uit0UUU(a)(b)(c) 牛牛文库文档分享 脉冲鉴幅。图脉冲鉴幅。图 6-1 是将一系列幅度不同的脉是将一系列幅度不同的脉冲信号加到施密特触发器输入端的波形，只有那些冲信号加到施密特触发器输入端的波形，只有那些幅度大于上触发电平幅度大于上触发电平U+的脉冲才在输出端产生输出的脉冲才在输出端产生输出信号。因此，通

10、过这一方法可以选出幅度大于信号。因此，通过这一方法可以选出幅度大于U+的脉冲，的脉冲， 即对幅度可以进行鉴别。即对幅度可以进行鉴别。 此外，施密特触发器还可以构成多谐振荡器等，此外，施密特触发器还可以构成多谐振荡器等，是应用较广泛的脉冲电路。是应用较广泛的脉冲电路。 牛牛文库文档分享图 6.1幅度鉴别 UiUUt0U 牛牛文库文档分享 单稳态触发器在数字电路中一般用于单稳态触发器在数字电路中一般用于（产生（产生一定宽度的矩形波）、一定宽度的矩形波）、（把不规则的波形转换（把不规则的波形转换成宽度、幅度都相等的波形）以及成宽度、幅度都相等的波形）以及（把输入信（把输入信号延迟一定时间后输出）等。

11、号延迟一定时间后输出）等。单稳态触发器具有下列特点单稳态触发器具有下列特点：（1）电路有一个稳态和一个暂稳态。）电路有一个稳态和一个暂稳态。（2）在外来触发脉冲作用下，电路由稳态翻）在外来触发脉冲作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。转到暂稳态。（3）暂稳态是一个不能长久保持的状态，经）暂稳态是一个不能长久保持的状态，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间与触发脉冲无关，仅决定于电路态的持续时间与触发脉冲无关，仅决定于电路本身的参数。本身的参数。6.3.1门电路组成的单稳态触发器门电路组成的单稳态触发器 6.3 单稳态触发器单稳态触发器 牛牛文

12、库文档分享uiCuA1(a) 电路(b) 波形uo2RG1G2uo1VDDuiuo1uAuo2ttttVDDVDD0000tP1（1）没有触发信号时电路工作在稳态）没有触发信号时电路工作在稳态 当没有触发信号时，当没有触发信号时，ui为低电平。因为门为低电平。因为门G2的输入的输入端经电阻端经电阻R接至接至VDD，VA为高电平，因此为高电平，因此uo2为低电平；为低电平；门门G1的两个输入均为的两个输入均为0，其输出，其输出uo1为高电平，电容为高电平，电容C两端两端的电压接近为的电压接近为0。这是电路的稳态，在触发信号到来之前，。这是电路的稳态，在触发信号到来之前，电路一直处于这个状态：电路

13、一直处于这个状态：uo11，uo20。0011一一.微分型单稳态触发器微分型单稳态触发器 牛牛文库文档分享uiCuA1(a) 电路(b) 波形uo2RG1G2uo1VDDuiuo1uAuo2ttttVDDVDD0000tP1110（2）外加触发信号使电路由稳态翻转到暂稳态）外加触发信号使电路由稳态翻转到暂稳态 当正触发脉冲当正触发脉冲ui到来时，门到来时，门G1输出输出uo1由由1变为变为0。由。由于电容电压不能跃变，于电容电压不能跃变，uA也随之跳变到低电平，使门也随之跳变到低电平，使门G2的输出的输出uO2变为变为1。这个高电平反馈到门。这个高电平反馈到门G1的输入端，此的输入端，此时即使

14、时即使ui的触发信号撤除，仍能维持门的触发信号撤除，仍能维持门G1的低电平输出。的低电平输出。但是电路的这种状态是不能长久保持的，所以称为暂稳但是电路的这种状态是不能长久保持的，所以称为暂稳态。暂稳态时，态。暂稳态时，uo10，uo21。 牛牛文库文档分享uiCuA1(a) 电路(b) 波形uo2RG1G2uo1VDDuiuo1uAuo2ttttVDDVDD0000tP10011（3）电容充电使电路由暂稳态自动返回到稳态）电容充电使电路由暂稳态自动返回到稳态 在暂稳态期间，在暂稳态期间，VDD经经R和和G1的导通工作管对的导通工作管对C充充电，随着充电的进行，电，随着充电的进行，C上的电荷逐渐

15、增多，使上的电荷逐渐增多，使uA升高。升高。当当uA上升到阈值电压上升到阈值电压UT时，时，G2的输出的输出uo2由由1变为变为0。由。由于这时于这时G1输入触发信号已经过去，输入触发信号已经过去，G1的输出状态只由的输出状态只由uo2决定，所以决定，所以G1又返回到稳定的高电平输出。又返回到稳定的高电平输出。uA随之随之向正方向跳变，加速了向正方向跳变，加速了G2的输出向低电平的输出向低电平变化。最后使最后使电路退出暂稳态而进入稳态，此时电路退出暂稳态而进入稳态，此时uo11，uo20。脉冲宽度：脉冲宽度：tp=0.7RC 牛牛文库文档分享 当当ui的宽度很宽时，可在单稳态触发器的输入端的宽

16、度很宽时，可在单稳态触发器的输入端加一个加一个RC微分电路，否则，在电路由暂稳态返回到稳微分电路，否则，在电路由暂稳态返回到稳态时，由于门态时，由于门G1被被ui封住了，会使封住了，会使uo2的下降沿变缓。的下降沿变缓。 电路改进电路改进 牛牛文库文档分享稳态时，稳态时，ui1，G1、G2均导通。均导通。uo10，uA0，uo20。ui负跳变到负跳变到0时，时，G1截止，截止，uo1随之跳变到随之跳变到1。由于电容电压不。由于电容电压不能跃变，能跃变，uA仍为仍为0，故门，故门G2截止，截止，uo2跳变到跳变到1。在。在G1、G2截止时，截止时，C通过通过R和和G1的导通管放电，使的导通管放电

17、，使uA逐渐上升。当逐渐上升。当uA上升到管子的开上升到管子的开启电压启电压UT时，如果时，如果ui仍为低电平，仍为低电平，G2导通，导通，uo2变为变为0。当。当ui回到高回到高电平后，电平后，G1导通，导通，C又通过又通过R和和G1的导通管充电，电路恢复到稳定的导通管充电，电路恢复到稳定状态。状态。 牛牛文库文档分享 TR-A、TR-B是触发是触发信号输入端，信号输入端，TR+是上是上升沿有效的触发信号输升沿有效的触发信号输入端。入端。Rext/Cext、Cext是是外接定时电阻和电容的外接定时电阻和电容的连接端，外接定时电阻连接端，外接定时电阻R（R=1.4k40k）接在接在VCC和和R

18、ext/Cext之间，之间，外 接 定 时 电 容外 接 定 时 电 容 C（C=10pF10F）接）接在在Cext（正）和（正）和Rext/Cext之间。之间。74121内部已设内部已设置了一个置了一个2k的定时电的定时电阻，阻，Rin是其引出端，是其引出端，使用时只需将使用时只需将Rin与与VCC连接起来即可，不用时连接起来即可，不用时则应将则应将Rin开路。开路。74121的输出脉冲宽度：tp0.7RC6.3.2集成单稳态触发器集成单稳态触发器 牛牛文库文档分享 TR-A、TR-B是两个是两个下降沿有效的触发信号下降沿有效的触发信号输入端，输入端，TR+A、TR+B是是两个上升沿有效的触

19、发两个上升沿有效的触发信号输入端。信号输入端。Q和是两和是两个状态互补的输出端。个状态互补的输出端。Rext/Cext、Cext、Rin3个引个引出端是供外接定时元件出端是供外接定时元件使用的，外接定时电阻使用的，外接定时电阻R（R=5k50k）、）、电容电容C（无限制）的接（无限制）的接法与法与74121相同。相同。RD为为直接复位输入端，低电直接复位输入端，低电平有效。平有效。当定时电容当定时电容C1000pF时，时，74122的输出脉冲的输出脉冲宽度：宽度：tp0.32RC74122的输出脉冲宽度：tp0.32RC 牛牛文库文档分享特点：不需要外加触发信号，电路自激振荡，没有稳态。特点：

20、不需要外加触发信号，电路自激振荡，没有稳态。用途：产生脉冲方波。用途：产生脉冲方波。6.4.16.4.1 用门电路构成多谐振荡器用门电路构成多谐振荡器一、对称式多谐振荡器一、对称式多谐振荡器UI1UO2UO1UI211C1C2G1G2RF1RF 牛牛文库文档分享 牛牛文库文档分享 假设假设Ui1=Uo3，则，则Uo1，Uo2。由于电容两端电压。由于电容两端电压不能突变，因此当不能突变，因此当Uo1发生发生时，时，Ui3也也，从而使，从而使Uo保持保持高电平，即高电平，即Uo1=UoL，Uo2=UoH，Uo=UoH，此时为暂稳，此时为暂稳态态。但此暂态不能长久维持，当。但此暂态不能长久维持，当U

21、o1输出低电平时电输出低电平时电容容C进行充电，等效电路如图进行充电，等效电路如图(b)所示所示(此处忽略了各个此处忽略了各个门的输出电阻和输入电阻的影响门的输出电阻和输入电阻的影响)。随着。随着C充电充电Ui3不断不断上升，当上升，当Ui3UT后，电路翻转为门后，电路翻转为门G3导通、门导通、门G1截止、截止、门门G2导通的暂稳态导通的暂稳态。这时。这时Uo1=UoH，Uo2=UoL,Uo=UoL，电容电容C又将放电，等效电路如图又将放电，等效电路如图(c)所示。随着所示。随着C放电，放电，Ui3不断下降，当不断下降，当Ui3UT时电路又会翻转到门时电路又会翻转到门G3截止，截止，门门G1导

22、通，门导通，门G2截止的暂稳态截止的暂稳态，并重复以上过程。电，并重复以上过程。电路的工作波形如图路的工作波形如图 (d)所示。所示。 牛牛文库文档分享RC环型振荡器主要参数估算如下。环型振荡器主要参数估算如下。输出电压幅值：输出电压幅值： OLOHMUUU振荡周期：振荡周期： RCTTTRCUUUUUnRCUUUUnRCTRCUUUUUnRCUUUUnRCTTTTToLMToLTiiiToHMToHTiii2 . 228. 1)(1)()0 ()(196. 0)(1)()0 ()( 牛牛文库文档分享 图图6-2给出了常用的两种多谐振荡器电路。振荡周期均为给出了常用的两种多谐振荡器电路。振荡周

23、期均为T1.4RC，图，图(b)电路中电路中R1=R2=R(小于小于1k)，C1=C2=C=100 pF100F，可输出对称方波。这些电路的优点是结构简单，可输出对称方波。这些电路的优点是结构简单， 调节调节频率方便，但频率稳定度不高。频率方便，但频率稳定度不高。 为了提高振荡器的频率稳定度，往往使用石英晶体多谐振荡器。为了提高振荡器的频率稳定度，往往使用石英晶体多谐振荡器。石英晶体的固有谐振频率十分稳定，其符号及电抗频率特性分别如石英晶体的固有谐振频率十分稳定，其符号及电抗频率特性分别如图图6-3(a)、(b)所示，当频率为谐振频率所示，当频率为谐振频率f0时，石英晶体的等效阻抗时，石英晶体

24、的等效阻抗最小，信号最容易通过，而其它频率信号均被衰减掉，最小，信号最容易通过，而其它频率信号均被衰减掉， 因此振荡电路的工作频率仅决定于石英晶体的谐振频率因此振荡电路的工作频率仅决定于石英晶体的谐振频率f0， 而而与电路中的与电路中的R、C数值无关。数值无关。 6.4.3石英晶体多谐振荡器石英晶体多谐振荡器 牛牛文库文档分享图 6-2 常用的多谐振荡器 牛牛文库文档分享图6-3 石英晶体(a) 符号； (b) 电抗频率特性 牛牛文库文档分享 图图6-4 为常用的几种石英晶体振荡器，其中图为常用的几种石英晶体振荡器，其中图(a)是将是将图图6-2(b)对称多谐振荡器中的耦合电容对称多谐振荡器中

25、的耦合电容C与晶体串接构成与晶体串接构成的晶体多谐振荡器。图的晶体多谐振荡器。图(b)是将图是将图(a)中的耦合电容改换成中的耦合电容改换成耦合电阻，耦合电阻， 晶体振荡频率可在晶体振荡频率可在 1MHz20 MHz内选择。内选择。图图(c)、(d)为两种实用晶体多谐振荡器。图为两种实用晶体多谐振荡器。图(c)中中C2的作用的作用是防止寄生振荡，是防止寄生振荡，R1、R2可在可在 0.7k2 k之间选择。实之间选择。实际应用中，为了改善输出波形和增强带负载能力，通常际应用中，为了改善输出波形和增强带负载能力，通常还在还在Uo输出端再加一级反相器。输出端再加一级反相器。 牛牛文库文档分享图图6-

26、4 几种常用的石英晶体振荡器几种常用的石英晶体振荡器 牛牛文库文档分享6.5.1 555定时器的电路结构与功能定时器的电路结构与功能图图 6-5 555 定时器电路结构定时器电路结构6.5 555定时器及其应用定时器及其应用 牛牛文库文档分享 图图6-5中，比较器中，比较器C1的输入端的输入端U6(接引脚接引脚 6)称为阈称为阈值输入端，手册上用值输入端，手册上用TH标注，比较器标注，比较器C2的输入端的输入端U2(接引脚接引脚2)称触发输入端，手册上用称触发输入端，手册上用TR标注。标注。C1和和C2的参考电压的参考电压(电压比较的基准电压比较的基准)UR1和和UR2由电源由电源UCC经经三

27、个三个5k的电阻分压给出。当控制电压输入端的电阻分压给出。当控制电压输入端UCO悬悬空时，空时， ， ； 若若UCO外接固定电压，则外接固定电压，则 。 RD为异步置为异步置 0 端，只要在端，只要在RD端加入低电平，则基本端加入低电平，则基本RS触发器就置触发器就置 0，平时，平时RD处于高电平。处于高电平。 CCRUU321CCRUU312CORCORUUUU21, 牛牛文库文档分享 定时器的主要功能取决于两个比较器输出对定时器的主要功能取决于两个比较器输出对RS触发触发器和放电管器和放电管V1状态的控制。状态的控制。 当当 时，比较器时，比较器C1输出为输出为 0，C2输出为输出为 1，

28、基本，基本RS触发器被置触发器被置 0，V1导通，导通，Uo输出为输出为低电平。低电平。 当当 时，时，C1输出为输出为 1，C2 输出输出为为 0，基本，基本RS触发器被置触发器被置 1，V1截止，截止，Uo输出高电平。输出高电平。 当当 时，时，C1和和C2输出均为输出均为 1，则基本则基本RS触发器的状态保持不变，因而触发器的状态保持不变，因而V1和和Uo输出状态输出状态也维持不变。也维持不变。 CCCCUUUU313226、CCCCUUUU313226、CCCCUUUU313226、 牛牛文库文档分享表表 6-1 555定时器功能表定时器功能表 牛牛文库文档分享6.5.2 555定时器

29、构成的施密特触发器定时器构成的施密特触发器 牛牛文库文档分享 牛牛文库文档分享 （1）当）当ui0时，由于比较器时，由于比较器C1=1、C2=0，触发，触发器置器置1，即，即Q1、，、，uo1uo1。ui升高时，在未到升高时，在未到达达2VCC/3以前，以前，uo1uo1的状态不会改变的状态不会改变。 （2）ui升高到升高到2VCC/3时，比较器时，比较器C1输出为输出为0、C2输出为输出为1，触发器置，触发器置0，即，即Q0、，、，uo1=uo=0。此后，。此后，ui上升到上升到VCC，然后再降低，但在未到达，然后再降低，但在未到达VCC/3以前，以前，uo1uo0的状态不会改变。的状态不会

30、改变。 （3）ui下降到下降到2VCC/3时，比较器时，比较器C1输出为输出为1、C2输出为输出为0，触发器置，触发器置1，即，即Q1、，、，uo1=uo=1。此后，。此后，ui继续下降到继续下降到0，但，但uo1uo1的状态不会改变。的状态不会改变。 牛牛文库文档分享6.5.3 555定时器构成的单稳态触发器定时器构成的单稳态触发器图图 6-6 用用 555 定时器构成的单稳触发器电路图定时器构成的单稳触发器电路图 牛牛文库文档分享 1) 工作原理工作原理 静止期：触发信号没有来到，静止期：触发信号没有来到，Ui为高电平。电源为高电平。电源刚接通时，电路有一个暂态过程，即电源通过电阻刚接通时

31、，电路有一个暂态过程，即电源通过电阻R向向电容电容C充电，充电， 当当UC上升到上升到 时，时，RS触发器置触发器置 0，Uo=0，V1导通，因此电容导通，因此电容C又通过导电管又通过导电管V1迅速放电，迅速放电，直到直到UC=0，电路进入稳态。这时如果，电路进入稳态。这时如果Ui一直没有触发信一直没有触发信号来到，电路就一直处于号来到，电路就一直处于Uo=0 的稳定状态。的稳定状态。 CCU 牛牛文库文档分享 暂稳态暂稳态：外加触发信号外加触发信号Ui的下降沿到达时，由于的下降沿到达时，由于 ，RS触发器触发器Q端置端置 1，因此，因此Uo=1, V1截止，截止，UCC开始通过电阻开始通过电

32、阻R向电容向电容C充电。随着电容充电。随着电容C充电的进行，充电的进行，UC不断上升，趋向值不断上升，趋向值UC()=UCC。 Ui的触发负脉冲消失后，的触发负脉冲消失后，U2回到高电平，在回到高电平，在 期间，期间，RS触发器状态保持不变，因此，触发器状态保持不变，因此，Uo一直保持高电平不变，电路维持在暂稳态。但当电容一直保持高电平不变，电路维持在暂稳态。但当电容C上上的电压上升到的电压上升到 时，时，RS触发器置触发器置 0，电路输出，电路输出Uo=0，V1导通，此时暂稳态便结束，电路将返回到初始的导通，此时暂稳态便结束，电路将返回到初始的稳态。稳态。 0)(3162CCCUUUU、CC

33、UU312CCUU326CCUU326 牛牛文库文档分享 恢复期恢复期：V1导通后，电容导通后，电容C通过通过V1迅速放电，使迅速放电，使UC0，电路又恢复到稳态，第二个触发信号到来时，电路又恢复到稳态，第二个触发信号到来时，又重复上述过程。又重复上述过程。 输出电压输出电压Uo和电容和电容C上电压上电压UC的工作波形如图的工作波形如图 6-7所示。所示。 牛牛文库文档分享图图 6-7 用用 555 定时器构成的单稳触发器波形图定时器构成的单稳触发器波形图 牛牛文库文档分享 2) 输出脉冲宽度输出脉冲宽度TW 输出脉冲宽度输出脉冲宽度TW是暂稳态的停留时间，根据电容是暂稳态的停留时间，根据电容

34、C的充电过程可知：的充电过程可知： ,32)(,)(, 0)0(RCUTUUUUUCCWCTCCCCRCnRCUUUUnRCTTCCCW1 . 131)()0()(1 图图6-6所示电路对输入触发脉冲的宽度有一定要求，所示电路对输入触发脉冲的宽度有一定要求， 它必须小于它必须小于TW。若输入触发脉冲宽度大于。若输入触发脉冲宽度大于TW时，应在时，应在U2输入端加输入端加RiCi微分电路。微分电路。 牛牛文库文档分享 图图 6-8 用用 555 定时器构成的多谐振荡器电路图定时器构成的多谐振荡器电路图 6.5.4 555定时器构成的多谐振荡器定时器构成的多谐振荡器 牛牛文库文档分享 图图 6-9

35、 用用 555 定时器构成的多谐振荡器定时器构成的多谐振荡器 波形图波形图 牛牛文库文档分享 1) 工作原理工作原理 多谐振荡器只有两个暂稳态。假设当电源接通后，多谐振荡器只有两个暂稳态。假设当电源接通后，电路处于某一暂稳态，电容电路处于某一暂稳态，电容C上电压上电压UC略低于略低于 ，Uo输出高电平，输出高电平，V1截止，电源截止，电源UCC通过通过R1、R2 给电容给电容C充电。充电。随着充电的进行随着充电的进行UC逐渐增高，但只要逐渐增高，但只要 ，输出电压输出电压Uo就一直保持高电平不变，这就是第一个暂稳就一直保持高电平不变，这就是第一个暂稳态。态。 CCCCCUUU 牛牛文库文档分享

36、 当电容当电容C上的电压上的电压UC略微超过略微超过 时时(即即U6和和U2均大均大于等于于等于 时时)， RS触发器置触发器置 0，使输出电压，使输出电压Uo从原来从原来的高电平翻转到低电平，即的高电平翻转到低电平，即Uo=0，V1导通饱和，此时电导通饱和，此时电容容C通过通过R2和和V1放电。随着电容放电。随着电容C放电，放电，UC下降，但只下降，但只要要 ， Uo就一直保持低电平不变，这就就一直保持低电平不变，这就是第二个暂稳态。是第二个暂稳态。 当当UC下降到略微低于下降到略微低于 时，时，RS触发器置触发器置 1，电，电路输出又变为路输出又变为Uo=1，V1截止，电容截止，电容C再次

37、充电，又重复再次充电，又重复上述过程，电路输出便得到周期性的矩形脉冲。其工作上述过程，电路输出便得到周期性的矩形脉冲。其工作波形如图波形如图6-9所示。所示。CCU32CCU32CCU31CCCCCUUU 牛牛文库文档分享 图图 6-9 用用 555 定时器构成的多谐振荡器定时器构成的多谐振荡器 波形图波形图 2) 振荡周期振荡周期T的计算的计算 振 荡 周 期 为 两 个 暂 稳 态 的 持 续 时 间振 荡 周 期 为 两 个 暂 稳 态 的 持 续 时 间 T=T1+T2。 牛牛文库文档分享 图图 6-9 用用 555 定时器构成的多谐振荡器定时器构成的多谐振荡器 波形图波形图 牛牛文库

38、文档分享 振荡周期振荡周期T的计算的计算 多谐振荡器的振荡周期为两个暂稳态的持续时间，多谐振荡器的振荡周期为两个暂稳态的持续时间，T=T1+T2。由图。由图6-9UC的波形求得电容的波形求得电容C的充电时间的充电时间T1和放和放电时间电时间2各为各为 CRRnCRRUUUUnCRRTCCCCCCCC)(7 . 021)(32311)(2121211CRnCRUUnCRTCCCC22227.0213103201CRRTTT)2(7 . 02121振荡周期振荡周期 : 牛牛文库文档分享 3) 占空比可调的多谐振荡器占空比可调的多谐振荡器 图图 6-11 占空比可调的多谐振荡器占空比可调的多谐振荡器

39、 牛牛文库文档分享 电容电容C的充电路径为的充电路径为UCCR1V1C地，因而地，因而T1=0.7R1C。 电容电容C的放电路径为的放电路径为CV2R2放电管放电管V1地，地，因而因而T2=0.7R2C。 振荡周期为振荡周期为: CRRTTT)(7 .02121 占空比为占空比为:2111RRRTTD 牛牛文库文档分享l本章作业:l6.2 6.4 6.12 6.18 6.27 6.28 牛牛文库文档分享l1.熟悉矩形脉冲的产生和整形电路熟悉矩形脉冲的产生和整形电路l2.常用的脉冲整形电路常用的脉冲整形电路l3.单稳电路和施密特触发器单稳电路和施密特触发器l4.常见的脉冲振荡电路常见的脉冲振荡电路l5. 多谐振荡器、环形振荡器、晶体振荡器多谐振荡器、环形振荡器、晶体振荡器l6.555块的组成和工作原理及应用方法块的组成和工作原理及应用方法 牛牛文库文档分享