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1、数字电子技术脉冲波形的产生和整形（2）内容提要: 回顾多谐振荡器-用施密特触发器构成的多谐振荡器555定时器及其应用-结构与功能-用555构成的施密特触发器 2021/11/1 同相施密特触发电路的电压传输特性如图10.2.2所示V VT TV VT-T-2021/11/1 输出脉冲宽度可由下面公式计算：Rint为内置电阻，可以代替外接电阻，但阻值不大，约为2K。 多谐振荡器 多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源后，不需要外加触发信号，便能自动产生矩形波形。由于矩形波中含有高次谐波故把矩形波振荡器叫做多谐振荡器。图图10.4.110.4.1 对称式多谐振荡器 图10.4.1为对称式多谐振荡器
2、的典型电路。构成： 它是由两个反相器G1、G2经耦合电容C1、C2连接起来的正反馈电路。对称式多谐振荡器 图10.4.1为对称式多谐振荡器的典型电路。构成： 它是由两个反相器G1、G2经耦合电容C1、C2连接起来的正反馈电路。对称式多谐振荡器 图10.4.1为对称式多谐振荡器的典型电路。2.产生自激振荡的条件： 图图10.4.210.4.2图图10.4.110.4.1 为了产生自激振荡，电路不能有稳定状态，即静态（未振荡）时应是不稳定的 由图10.4.2所示TTL反相器电压传输特性可知，若静态时G1和G2工作在转折区或线性区，它们即工作在放大状态，其电压放大倍数为图图10.4.210.4.2图
3、图10.4.110.4.1 故为了使反相器工作在放大状态，则要给它们设置适当的偏置电压，其数值在高、低电平之间。这个偏置电压可以由 RF 来设定。 此时在P点只要输入电压有微小的波动，就会被正反馈回路放大而引起振荡由反相器的输入电路（图10.4.3)和叠加原理可得图10.4.3图图10.4.110.4.1 此式是输出与输入的线性关系方程。图图10.4.210.4.2在反相器的电压传输特性上做出此直线，交点P即为反相器的静态工作点，如图10.4.2所示。计算标明，对于74系列的门电路而言，RF1的阻值应取0.5K1.9K。3. 工作情况分析图图10.4.110.4.1 假使当电路接通电源后，由于
4、电冲击，使得输入有微小的正跳变，则由于下列正反馈：此正反馈使得vo1迅速跳变为低电平，vo2翻转成高电平，电路进入第一个暂稳态。同时C1充电，而C2放电图图10.4.110.4.1C C1 1充电回路充电回路C C2 2放电回路放电回路图图10.4.310.4.3C C1 1充电充电C C2 2放电放电其各处波形如图10.4.3所示。 由于充电的速度比放电速度快，故vI2首先达到阈值电压VTH，并有下面的正反馈：图图10.4.110.4.1vo2迅速跳变为低电平，而vo1跳变为高电平，电路进入第二个暂稳态，同时C1放电C2充电。由于电路对称， 过程与前相似，C2充电的速度比C1充电快，很快vI
5、1首先达到阈值电压VTH，使得vo1 迅速跳变为低电平，而vo2跳变为高电平，又回到第一暂稳态图图10.4.110.4.1图图10.4.310.4.3C C1 1放电放电C C2 2充电充电vo2迅速跳变为低电平，而vo1跳变为高电平，电路进入第二个暂稳态，同时C1放电C2充电。由于电路对称， 过程与前相似，C2充电的速度比C1充电快，很快vI1首先达到阈值电压VTH，使得vo1 迅速跳变为低电平，而vo2跳变为高电平，又回到第一暂稳态图图10.4.310.4.3其中： 若取RF1=RF2RF，C1C2=C，则振荡周期为10.4.4 用施密特触发电路构成的多谐振荡器 图图10.4.1010.4
6、.10由施密特触发电路构成的多谐振荡器电路如图10.4.10所示。其工作原理如下其输出波形如图10.4.11所示图图10.4.1110.4.11图图10.4.1010.4.10其振荡周期的计算公式为图图10.4.1210.4.12 为了可调节占空比，电路可修改为图10.4.12所示的电路。 电容充电是通过R2进行，电容放电是通过R1进行，故只要改变R1和R2的比值即可改变占空比。 555定时器 1. 555定时器的电路结构与功能555定时器是一种多用途的数字模拟混合的集成电路。它可以很方便地构成多谐振荡器、单稳态触发器和多谐振荡器。 555定时器为双极型产品，7555为CMOS型的产品，为了实
7、际需求，又出现了双极型556和CMOS型7556.尽管厂家不同，但各种；类型的555定时器的功能及外部引脚排列都是相同的。图图10.5.110.5.1一、电路结构一、电路结构 图图10.5.110.5.1为国产为国产双极型定时器双极型定时器CB555CB555的电路结的电路结构图构图 它由电压比较它由电压比较器（器（C1C1，C2C2）触发器输出缓触发器输出缓冲器（冲器（G3G3，G4G4）OCOC输出的三输出的三极管（极管（TDTD）组）组成成其图形符号和功能表如图10.5.2所示2.各管脚的名称和功能1接地端2低电平触发端3输出端，输出电流可达200mA，直接驱动继电器、发光二极管、扬声器
8、、指示灯等，输出电压约低于电源电压13V4复位端，若此端输入一负脉冲，而使触发器直接复位。不用时加以高电平。5电压控制端，此端可外加一电压以改变比较器的参考电压，不用是可悬空或通过0.01F的电容接地。6高电平触发端7放电端，当触发器的Q0时，TD导通，外接电容C通过此管放电。8电源端，可在518V范围内使用。图图10.5.310.5.32 .用555定时器接成的施密特触发电路用555定时器构成的施密特触发电路如图10.5.3所示 其电压传输特性如图10.5.4所示。由图可知，这是个典型的反相输出的施密特触发器。图图10.5.310.5.3图图10.5.410.5.4工作原理：图图10.5.3
9、10.5.3（1）当vI vI VCC/3，Q=1，Q =0，触发器保持原态；当 vI2VCC/3时， Q=0 （voVOL），Q =1。图图10.5.310.5.3（2）当 vI2VCC/3时， Q=0 ，Q =1；当vI 减少时，2VCC/3 vI VCC/3，Q=0，Q =1，触发器保持原态；当vI 减少到vIVCC/3，Q=1（voVOH），Q =0；图图10.5.310.5.3 故其正向阈值电压为VT2VCC/3，负向阈值电压为 VTVCC/3，故电路的回差电压为VT VCC/3。若改变回差电压的大小，则可通过5脚外接电压VCO来改变。内容回顾 多谐振荡器 -用施密特触发器构成的多谐振荡器 555定时器及其应用 -结构与功能 -用555构成的施密特触发器
