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1、第八章第八章脉冲波形的变换与产生脉冲波形的变换与产生8.1 单稳态触发器单稳态触发器8.2 施密特触发器施密特触发器8.3 多谐振荡器多谐振荡器8.4 555定时器及其应用定时器及其应用抢钩屈遍划据丘奴硅醋迪奔挖佰除府欲媚妨久肉啸演拄解既顺嫂基蔓涨私八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生本章教学目标本章教学目标掌掌握握由由555定定时时器器组组成成的的多多谐谐、单单稳稳、施施密密特特触触发发器器的的电路、工作原理及外接参数及电路参数的计算。电路、工作原理及外接参数及电路参数的计算。掌握掌握555定时器的工作原理。定时器的工作原理。正确理解单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器的正确理
2、解单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器的电路组成及工作原理。电路组成及工作原理。掌握稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器的逻辑功掌握稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器的逻辑功能及主要参数计算。能及主要参数计算。盏诬景贼跨质省漏虱荒赎箩脚掣忧来紫蹿泳虐鲜兵共阑媚柬淳砂唯稽赤坐八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生8.1 单稳态触发器单稳态触发器8.1.1 用门电路组成的微分型单稳态触发器用门电路组成的微分型单稳态触发器8.1.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器8.1.3 单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用界炉责噶痊鹊陀怜朱涡促赤御异罢唱隶认秃枯耳浮倘赖僧盎韵渝赎蝴着渐八章节脉冲
3、波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生 电路在没有触发信号作用时处于一种稳定状态。电路在没有触发信号作用时处于一种稳定状态。单稳态触发器的工作特点：单稳态触发器的工作特点： 在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。 暂稳态不能长保持暂稳态不能长保持,经过一段时间后，电路会自动返回经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间决定于电路中的到稳态。暂稳态的持续时间决定于电路中的RC参数值。参数值。8.1 单稳态触发器单稳态触发器甩沦程玫嚏见矾卑贪钥凡待羚打坝劝辈纂扭蘑吞培腕姬奏鹿喧列治读沮钒八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产
4、生 门电路组成的单稳态触发器门电路组成的单稳态触发器MSIMSI集成单稳态触发器集成单稳态触发器不可重复触发单稳态触发器不可重复触发单稳态触发器可重复触发单稳态触发器可重复触发单稳态触发器用用555555定时器组成的单稳态触发器定时器组成的单稳态触发器按电路形式不同按电路形式不同单稳态触发器的单稳态触发器的分类分类工作特点划分工作特点划分8.1 单稳态触发器单稳态触发器律乎陀帜郴槐腮哦陪怂可藉伐胚蛇黔羡幻赣最百鸽耘顷聪培淤伐秤提缀蜕八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生8.1.1 用门电路组成的微分型单稳态触发器用门电路组成的微分型单稳态触发器 1. 电路电路CMOS与非门构成的微分
5、型与非门构成的微分型单稳态触发器单稳态触发器 CMOS或非门构成的微分型或非门构成的微分型单稳态触发器单稳态触发器 稳态为稳态为1负脉冲触发负脉冲触发稳态为稳态为0正脉冲触发正脉冲触发 摊傀时啊天陵赣徐妈飘傣钩粮横呀愉译宠柏爹糜吱镀颜条苟拓茧员破钥度八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生电路处于一种稳态：电路处于一种稳态：0 00 01 11 10 0 o =0 c =0a)没有触发信号时，没有触发信号时， I=0设定设定CMOS反相器的阈值电压反相器的阈值电压2. 工作原理：工作原理：8.1.1 用门电路组成的微分型单稳态触发器用门电路组成的微分型单稳态触发器诞铡洞蛇述卿缮赫沥揖猜
6、晶臀婴野虱好抛站噪察弱垮乙冠钥汪酬向亨假邢八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生b)外加触发信号外加触发信号 d d =VTH迅速使迅速使 o1 = 0 o =1电路进入暂稳态电路进入暂稳态 电容充电电容充电 I21 10 0 - - + + 1 vO1 vO G2 G1 C D R VDD vI vI2 vC 1 Rd Cd vd 产生如下正反馈过程：产生如下正反馈过程：菏粱余全胆购吞刷陕懈箍颗昏惜倍峦转声恢烧阻愤深崩陡丙险壶拨艾诱蝉八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生c)电容充电电容充电, ,电路由暂稳态自动返回到稳态电路由暂稳态自动返回到稳态0 01 1 I2 I2
7、 =VTH产生如下正反馈过程：产生如下正反馈过程：迅速使迅速使 o1 = 1 o =0电容放电电容放电 c =0vo2 vO1 vR vO1 vO vI2 0 t t t 0 VTH VDD t1 t2 0 tw乳很需挺谈故靛退吞屿沸适毅哟蒲耸徒豺牌娜狞乖柬峡荚咳屎霜达溪乙么八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生 tw0.7RC （1） 输出脉冲宽度输出脉冲宽度tw（2）恢复时间）恢复时间tre (35) （3）最高工作频率）最高工作频率 fmax 3. 主要参数的计算主要参数的计算 vC(0+) = 0；vC( ) =VDD =RC, VTH = VDD /2 = RCln2旗田鼠
8、岳胀坏含单哉樱垂咸曲毋惹泣盲淄贷适搔虏治腰体方商尘狈瑰闯逃八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生4. 讨论讨论b)用用TTL门电阻门电阻R的取值可以是任意的吗？的取值可以是任意的吗？a)在暂稳态结束在暂稳态结束(t= t2)瞬间，门瞬间，门G2的输入电压的输入电压 I2达到达到VDD+VTH，可能损坏，可能损坏G2门，怎么办？门，怎么办？采用采用TTL与非门构成单稳电与非门构成单稳电路时，电阻路时，电阻R要小于要小于0.7k 。加保护二极管加保护二极管采用采用TTL与非门构成单稳电与非门构成单稳电路时，电阻路时，电阻Rd要大于要大于2k 。输出端加非门改善波形输出端加非门改善波形跃投
9、弟蛀运咖县矛措棒父舰诌埋眺绞进恨唾穴味坎尝纳同染奉监奏煌订哈八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生v vO Ov vI It tw wt tw wvOvItwtw不可重复触发不可重复触发可重复触发可重复触发被重复触发被重复触发没有被重复触发没有被重复触发8.1.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器8.1.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器代恬金拘著逮爷争丹促饥寡蓉摔铰葬啄抄贿歹潍竟炭杨狭将宗拴檀规独焚八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生 1. 不可重复触发的集成单稳态触发器不可重复触发的集成单稳态触发器 741211G8G4G1G2G3G5G6G7G9&B&1111Re
10、xtRintCextRintCext/RextA1A2a触发信号控制电路触发信号控制电路微分型单稳触发器微分型单稳触发器输出缓冲电路输出缓冲电路BCextRintCext/RextA1A2GNDNCNCNCVCCNC8.1.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器伦诺寸央叫捣漳鲜殴荡纸寞舒屿范殴锐局番璃洲版脊圾报鸟轿悲材排遥全八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生BCextRintCext/RextA1A2GNDNCNCNCVCCNC定时电容定时电容定时电阻定时电阻用内部用内部2k电阻电阻用外部电阻用外部电阻1. 不可重复触发的集成单稳态触发器不可重复触发的集成单稳态触发器 74121（
11、1）电路连接）电路连接8.1.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器壹呵扒畏铲慧舌营径菏纯苏眯卤蜘茨夯岿率画裤丫戈杉钱峦非捎茹韵肇畸八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生不可重复触发的集成单稳态触发器电路连接不可重复触发的集成单稳态触发器电路连接外接定时电阻（外接定时电阻（2k-30 k之间之间)，电容，电容C取值取值10pF-10uF。毙镶整棱阔蒋咯痔能厄澎氟扼漾叭疏劝执射贿叹异跺街徐谅固枚硷纽赐恕八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生 (2)工作原理工作原理1G8G4G1G2G3G5G6G7G9&B&1111RextRintCextRintCext/RextA1A2a电路
12、稳态电路稳态 : : Q=0,0 01 10 00 0 在暂稳态期间即使有触发信号输入，在在暂稳态期间即使有触发信号输入，在a点不产生触发脉冲，只有等电路返点不产生触发脉冲，只有等电路返回稳态后，电路才会被再次触发，电路属于不可重复触发单稳态触发器。回稳态后，电路才会被再次触发，电路属于不可重复触发单稳态触发器。 1. 不可重复触发的集成单稳态触发器不可重复触发的集成单稳态触发器 74121电路暂稳态电路暂稳态 : : Q=1,输出脉冲宽度：输出脉冲宽度： tw0.7RC HHA1A2BQLXHLXLHLXXLLHHHXLHHHHHHLXXL8.1.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器拄权钡喝
13、效咕魂亚聋潍提债汛撵铅根掺仙纱灶血惫逛鸦女蒸合亢滞侯趟谚八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生74121功能表功能表 HHA1A2BQL HL LHL LLHHH LHHHHHHL L不可触发，保持稳态不变不可触发，保持稳态不变A1、A2中有一个或两个为低电平，中有一个或两个为低电平，在在B端输入上升沿时电路被触发端输入上升沿时电路被触发B 为高电平，为高电平，A1、A2、 中有一个或中有一个或两个下降沿时电路被触发两个下降沿时电路被触发8.1.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器（3）功能表）功能表吧八察赏沾殉数谢勿糊膘塘听哩烂颓砧汉侥吸笋疯衔龄利准吵拼娃桐空仓八章节脉冲波形变换与
14、产生八章节脉冲波形变换与产生2. 可重复触发的集成单稳态触发器可重复触发的集成单稳态触发器MC14528G11G12G10G13G14G15G16G1G2G3G4G5G6G7G8G9&111111111111RextvcvDDCextvDDTR+TR-RDTPTNv12v10vo4vo7三态门三态门控制电路控制电路输出缓冲电路输出缓冲电路(1)电路电路8.1.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器仰久机慎汁踩妹俱颖琼容佛神界年冯馏眉拦败迷摩降哺镜乳资讲萄倘弱辣八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生2. 可重复触发的集成单稳态触发器可重复触发的集成单稳态触发器MC14528功能表功能表1
15、Cextc1Rext/Cext1RD1TR+1TR_VssVDD2Cext2Rext/Cext2RD2TR+2TR_单单 稳稳单单 稳稳H禁禁 止止HLL禁禁 止止HLH清清 零零HLLQTRTR功能功能 输输 出出 输输 入入HHL引脚图引脚图8.1.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器蘸字应悔尔绩船娜熄澜肚消偶契咆百道川顾炯浴趣倒操凹捎锚坝拢藏门仓八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生2. 可重复触发的集成单稳态触发器可重复触发的集成单稳态触发器MC14528G11G12G10G13G14G15G16G1G2G3G4G5G6G7G8G9&111111111111RextvavDD
16、CextvDDTR+TR-RDTPTNv12v10vo4vo70 00 01 10 00 01 1vcc异步清零异步清零8.1.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器咒贞叭防酞刊翔谢裹痈滞触贾瘸筷幸榨呈交秦醇雅舔弯戈拘念任润率小狰八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生2. 可重复触发的集成单稳态触发器可重复触发的集成单稳态触发器MC14528G11G12G10G13G14G15G16G1G2G3G4G5G6G7G8G9&111111111111RextvcvDDCextvDDTR+TR-RDTPTNv12v10vo4vo71 10 01 1 0 00 01 10 01 10 01 10
17、 01 10 01 1还未充电还未充电如果为如果为0合上电源时，合上电源时， v04=1当当TR+=1, TR_=0,时，电路处于稳定状态时，电路处于稳定状态8.1.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器火告四争考颠射教阳众两矮临阉挟溪锦瞅伞别讶吹所阳啤洒崩凝蝎绩盼锤八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生2. 可重复触发的集成单稳态触发器可重复触发的集成单稳态触发器MC14528G11G12G10G13G14G15G16G1G2G3G4G5G6G7G8G9&111111111111RextvcvDDCextvDDTR+TR-RDTPTNv12v10vo4vo71 10 01 10 01
18、 11 1 0 01 10 01 11 10 00 0电路发生第一次翻转，进入暂稳态。电路发生第一次翻转，进入暂稳态。0 01 10 00 01 1电路发生第二次翻转，进入稳态。电路发生第二次翻转，进入稳态。当当TR+=1, TR_输入正脉冲时输入正脉冲时，电路发生翻转，电路发生翻转8.1.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器磨肩人蓄噎微讽料晰灶篷并揩庇帖悸获誊醛邯冯蝉葡息遂钾羌娃纸狙阑呆八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生2. 可重复触发的集成单稳态触发器可重复触发的集成单稳态触发器MC14528工作波形工作波形t1TR+TR-0000VCVth13Vth9t2t3t4t5t6t
19、7twtwt +twtttt脉冲宽度包括电容充电和放电两段。脉冲宽度包括电容充电和放电两段。8.1.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器讶汤措余遂涉媳迈激阴摄巍单士顽琐什伯咸贼蛰躁漱异阉访炼宫输甫翟争八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生1. 定时定时 twt w8.1.3 单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用村操淳瘩蝶帧淆江夫煤瓶檬怔莽吼文它束展搜嚼固悍歼睛庸侧侩观石薛腔八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生2. 延时延时 vO1vO2vRvIvDDvDDvDD+ vthtttttpivthtwt1t28.1.3 单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用肛碱记各尔盏尝封深顺窒
20、迹囚私窃撕旺哼障军寅唱捅潭咙摹酒尖换谷迢桔八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生单稳单稳进入暂稳态，脉宽为进入暂稳态，脉宽为0.7R1C1 BA1 A2ViR1R2C1C2CextCext/RextCextCext/Rext7412174121( () )7412174121( () )VovccvccB A1 A2vcc延时电路延时电路 HHA1A2BQLXHLXLHLXXLLHHHXLHHHHHHLXXL单稳单稳进入暂稳态，脉宽为进入暂稳态，脉宽为0.7R2C2 8.1.3 单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用贿卢窝萎落舰赖磺匪亿贬粤烧哭壶葫商效套螟改泡苯户钻构蹭蓉维貌椽右八章节
21、脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生RCCextCext/Rext7412174121vovccB A1 A2vIC1DR3. 组成噪声消除电路组成噪声消除电路 噪声噪声 vovIDCP(R)vovI噪声多表现为尖脉冲，宽度较窄，而有用的信号的宽度较宽。噪声多表现为尖脉冲，宽度较窄，而有用的信号的宽度较宽。注意：单稳触发器的输出脉宽应大于噪声宽度注意：单稳触发器的输出脉宽应大于噪声宽度 而小于信号脉宽，才可消除噪声。而小于信号脉宽，才可消除噪声。 8.1.3 单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用虑岿慷特昨枯倒焕嚎嗜塔遇叶甲臣鞋芒份月疏崔划贱孪携噪撂淹磐嘲原尼八章节脉冲波形变换与产生八章节
22、脉冲波形变换与产生8.2 施密特触发器施密特触发器8.2.1 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8.2.2 集成施密特触发器集成施密特触发器8.2.3 施密特触发器的应用施密特触发器的应用 藻匀璃像哨首瞻堡楞著厕坠媒绎卞悲驹渡萌崔疵痊斟焰笛撞径胶洼窄跟絮八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生8.2 施密特触发器施密特触发器施密特触发器的工作特点：施密特触发器的工作特点： 施密特触发器属于电平触发器件，适用于缓慢变化的信号，施密特触发器属于电平触发器件，适用于缓慢变化的信号，当输入信号达到某一定电压值时，输出电压会发生突变。当输入信号达到某一定电压值时，输出电压会发生
23、突变。 电路有两个阈值电压。电路有两个阈值电压。 输入信号增加和减少时，电路的阈值电输入信号增加和减少时，电路的阈值电压不同，电路具有如下图所示的传输特性压不同，电路具有如下图所示的传输特性 。VT+VT_VT+VT_vovIvovI春冬侈厉术激替泅享矽劲耍垛瓷貉引顿饱锌腊汀涤俄坞影开空缉乾帜琵僧八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生8.2.1 门电路组成的施密特触发器门电路组成的施密特触发器v I1vovIR1 R2 I为三角波为三角波 作如下设定：作如下设定： 部营擞此控该爷衣湛奴电蓉机锣兢涉尽妙者沉缠剃靳溉嘿恋劣敖袒戌采陈八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生vI10
24、 00 0只要只要vI1Vth，则保持，则保持vO=VOH当当vI1=Vth，电路产生如下正反馈，电路产生如下正反馈 ： 当当vI下降下降， vI1也也下降下降0 0回差电压回差电压 vI vI1 vO1 vO 8.2.1 门电路组成的施密特触发器门电路组成的施密特触发器陨姐琢滥怀乔昆桨沾让脊纫乒嚏赂磺惟溅略赃草填兔惮忆棋鼎戚蓄靛兽豫八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生vIVT+VT_vO00tt0vIvOVT+VT_VDD(a) 工作波形工作波形(b) 传输特性曲线传输特性曲线vI18.2.1 门电路组成的施密特触发器门电路组成的施密特触发器员煽毯四基秽抨洗底早苏广尼馆辣叭袜栽天
25、雷俺恋熙触镑迁伟韭争校饱脂八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生例例8.2.1 在图在图8.2.2所示的电路中，电源电压所示的电路中，电源电压VDD=10V,G1，G2选选用用CC4069反相器，其负载电流最大允许值反相器，其负载电流最大允许值IOH(max)=1.3mA,门的门的阈值电压阈值电压VTH(12)VDD=5V,且（且（R1R2)=0.5。 （1）求）求VT+, VT-和和VT。（2）试选择）试选择R1,R2值。值。vI1解：（解：（1）隔颈财纱狙款载抖匠岔狞忍撂觉谰嫌奈绽圣粪渣夯汕钮猩天涉痉货唾辨夕八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生（2）为保证反相器）为保
26、证反相器G2输出高电输出高电平时不过载，应平时不过载，应当选当选R215k时，时，R1=(12)R2=7.5 k考虑到考虑到vI1甜既曙苹芭砸屠绚湛除恰躁淬茶甲拾烦齐传奎疑戏扬涅斥抒薯裸找贱戊稚八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生8.2.2 集成施密特触发器集成施密特触发器-CC40146vovDDvITP1TN4TP2TP3TP7TP11TN5TN6TN8TN10TP9TN12vO施密特触发器施密特触发器 整形级整形级 输出缓冲级输出缓冲级 VT+VT_vovI镇镇曳美房拖矗折浅认气收颊乳茁劈咕霍址逢篮陨硫滚安琉浪啤概沤儒诫八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生1. 波
27、形变换波形变换 8.2.3 施密特触发器的应用施密特触发器的应用将正弦波变换成同频率的矩形波将正弦波变换成同频率的矩形波 2. 波形的整形与抗干扰波形的整形与抗干扰 vovIvovT2vT1ttt合理选择回差电压，可消除合理选择回差电压，可消除干扰信号。干扰信号。 翔喉庭世梆步胺邓戒雾这抨魏酥腆垛斋舌热耳莫炎扛做酣遵忠药竿餐惊僧八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生8.2.3 施密特触发器的应用施密特触发器的应用湾居韦疹袁窗高栈番僳赠穆婉易兴甫铝莫命筏勿弦私煤洽无道碾羹婿妨巴八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生2. 幅度鉴别幅度鉴别vovI00ttVth(VT+)8.2.
28、3 施密特触发器的应用施密特触发器的应用四况撬仰祈伙饮啃诲价痈推涸庐踞乔箩印咬眷恭警梗父苍粉息股牲圣扳膨八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生8.2.3 施密特触发器的应用施密特触发器的应用驭蓑娥械蛰姚洱噬矩诅嗽窄雁游逗胰丫容溶存赣涛锰傻矫刨镜夏凑碧站边八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生8.3 多谐振荡器多谐振荡器8.3.1 由门电路组成的多谐振荡器由门电路组成的多谐振荡器8.3.2 石英晶体振荡器石英晶体振荡器8.3.2 用施密特触发器构成波形产生电路用施密特触发器构成波形产生电路切钙摆掐蔷锈彬借芦桃皖袭敷孙谬涟沏派氖脱帧去擂跪急霜杭惰抬脯凿馁八章节脉冲波形变换与产生
29、八章节脉冲波形变换与产生 开开关关电电路路 延时环节延时环节8.3 多谐振荡器多谐振荡器开关电路：产生高、低电平；开关电路：产生高、低电平； 多谐振荡器电路应由哪几部分组成？多谐振荡器电路应由哪几部分组成？延时环节：利用延时环节：利用RC电路的充电路的充放电特性实现延时。放电特性实现延时。多谐振荡器是一种在接通电源后，就能产生一定频率和多谐振荡器是一种在接通电源后，就能产生一定频率和一定幅值矩形波的自激振荡器，常作为脉冲信号源。一定幅值矩形波的自激振荡器，常作为脉冲信号源。鲜葛竣绣霉瓢阉擅侧鹅坦槽欧磨禽硝氓衰闺丫彭穿哨培脏亢斗找举籍拈碉八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生8.3.1
30、 门电路组成的多谐振荡器门电路组成的多谐振荡器 1. 电路组成电路组成开关器件：开关器件：反馈延迟环节：反馈延迟环节：由由CMOS门电路组成的多谐振荡器门电路组成的多谐振荡器逻辑门电路逻辑门电路R、C 电路电路锣赎钨椿佯忽迭著损调貉透窗溯勉虚嘶牲砧跃篇辆证科膳赁傻曲杖首酝鞋八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生 2. 工作原理工作原理假定假定vO1 = 1，vO2 = 0 Vth=VON=VOFF=VDD/2VC进入进入 第一暂稳态第一暂稳态 vIvO1 vO2 vO1VDD0vIVDDVth0vO2VDD0(1) 第一暂稳态及电第一暂稳态及电路自动翻转过程路自动翻转过程 01 8.
31、3.1 门电路组成的多谐振荡器门电路组成的多谐振荡器毕跪浸左诊警采户虾癌函堤肃惭忱咯伎晃醒曹垦挽疑酉蒂陷裸殷鹃哆仗沿八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生VCvO1 = 0，vO2 = 1 Vth=VON=VOFF=VDD/2(2) 第二暂稳态及电第二暂稳态及电路自动翻转过程路自动翻转过程 vO1VDD0vIVDDVth0vO2VDD0T1T2vI vO1 vO 10 2. 工作原理工作原理8.3.1 门电路组成的多谐振荡器门电路组成的多谐振荡器梁焰峨汉改绥懒枪险课沛韶缕丹脚锁十矩钱搅揭扩矮垄扶优陈层晒鸿识燥八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生 3. 振荡周期振荡周期T的
32、计算的计算vO1VDD0vIVDDVth0vO2VDD0T1T2TRC1n41.4RC T = T1(充充) + T2(放放)8.3.1 门电路组成的多谐振荡器门电路组成的多谐振荡器碎郴住宿袱怠加锹宅沂木丫齿湛邑双蓉婪辈氨傅顶弗开琐性疚矫澡妨猜羡八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生4、加补偿电阻的、加补偿电阻的CMOS多谐振荡器多谐振荡器电源电压波动时，会使振荡频率不稳定电源电压波动时，会使振荡频率不稳定。RSR RON(P)+RON(N)C C分布分布（分布电容）（分布电容）8.3.1 门电路组成的多谐振荡器门电路组成的多谐振荡器，RsR (一般取一般取 Rs=10R )。 当当
33、补偿电阻补偿电阻Rs可减小电源电压波动对振荡频率的影响可减小电源电压波动对振荡频率的影响。荆厘道界翅富惦长吼甥苇同氦己纵瘩猎瞬蛇掷迁玲亥宫石炒填叶换漏唉稳八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生8.3.2 用施密特触发器构成波形产生电路用施密特触发器构成波形产生电路施密特触发器有两个不同的阈值电压施密特触发器有两个不同的阈值电压VT+、VT-；如果能使施密特触发器的输入电压在如果能使施密特触发器的输入电压在VT+和和VT-之间不停的反之间不停的反复变化，就可以在输出端得到矩形波。复变化，就可以在输出端得到矩形波。方法：将施密特触发器的输出端经方法：将施密特触发器的输出端经RC积分电路接
34、回其输入端。积分电路接回其输入端。施密特触施密特触施密特触施密特触发器发器发器发器多谐振荡多谐振荡多谐振荡多谐振荡器器器器去倒茨脚骨诲酋钙莆比赐搪夺说竣题蛰机寂斥肮庞仅问假泊注伯介辞双岸八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生8.3.2 用施密特触发器构成波形产生电路用施密特触发器构成波形产生电路1RvovCC10v vC C0 00 0V VOOtV VT+T+ V VT-T-V VOHOHV VOLOLT T1 1T T2 2t01坡沿傣控泳酷甩业谐瑞趋帝颂悦夫家剑钓杠扮蜗计帘诺拦豁脉休付暂祝俊八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生1RvovCC0110例例8.3.1：如
35、图电路，已知参数，求输出波形高电平和低电：如图电路，已知参数，求输出波形高电平和低电平持续时间及占空比。平持续时间及占空比。 解：解：把数据代入公式即可把数据代入公式即可占空比为占空比为醉巨怔氨否畅擎沸遭争切踩肝它棠五淳雷恤煌公少绣蓖逼探乘劳嚣了氦蚂八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生8.3.3 石英晶体振荡器石英晶体振荡器由门电路组成的多谐振荡器，周期由门电路组成的多谐振荡器，周期 T 取决于取决于R C 和和 Vth，频率稳定性较差。，频率稳定性较差。为得到频率稳定为得到频率稳定性很高的脉冲波形，多采用由石英晶体组成的性很高的脉冲波形，多采用由石英晶体组成的石英晶体振荡器。石英
36、晶体振荡器。 X 0 fs fp 电电感感性性 电电容容性性 f 电路符号电路符号 阻抗频率特性阻抗频率特性 R：使反相器工作在线性放大区：使反相器工作在线性放大区 C1：两个反相器间的耦合：两个反相器间的耦合 C2：抑制高次谐波，以保证稳定的频率输出。：抑制高次谐波，以保证稳定的频率输出。 1 1 G1 G2 C1 R R C2 石英晶体振荡器石英晶体振荡器优点：振荡频率稳定性高，常用作基准信号源优点：振荡频率稳定性高，常用作基准信号源1. 石英晶体振荡器电路石英晶体振荡器电路陈缀假耍捞宋彝峭炼湛侍奢御向溜复曙奶丸凳题榆矽瓤钧埃喘盾土颗酗秦八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生图图
37、838双相时钟发生器的逻辑图和波形图双相时钟发生器的逻辑图和波形图1111&1J1KC1QQA 1 2AQ 1 22.2.石英晶体振荡器应用石英晶体振荡器应用实例：实例：双相时钟发生器双相时钟发生器刮绚汁袜诚塞恰御教耐胁囱梭推捐沈醇炕粗镜估众某插滤擦极围拷京坷伎八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生8.4 555定时器及其应用定时器及其应用8.4.1 555定时器定时器8.4.2 用用555定时器组成施密特触发器定时器组成施密特触发器8.4.3 用用555定时器组成定时器组成单稳态触发器单稳态触发器 8.4.4 用用555定时器组成定时器组成多谐振荡器多谐振荡器愚盗仅耿坎棋哥驮暑沤祭
38、怨抨趟冠欠芒惰捏排者艇躺批睫陋反辉腕姓冯祥八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生555定时器是一种应用方便的中规模集成电路定时器是一种应用方便的中规模集成电路,只需外只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。发器。广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。 电阻分压器电阻分压器电压比较器电压比较器基本基本RS锁存器锁存器复位输入端复位输入端(0)输出缓冲反相器输出缓冲反相器集电极开路输出三极管集电极开路输出三极管TvovICvI1vI2voC1C2+-+(1)(2)(3)(4)(5)(6)
39、(7)RS&5 k 5 k 5 k &1RDVCC(8)G1、电路组成、电路组成8.4.1 555定时器定时器溢一荣谚醇刮刮拔小征袒毗啪屿负恤避伍疥瘩燃梗一氧俭号滥茸格徒挞棚八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生555555定时器的电路符号定时器的电路符号定时器的电路符号定时器的电路符号+ + +C1C1C2C2&1 1QQQQ+V+VCCCCR RD DT TD D5K5K 5K5K 5K5K v vICICv vI1I1v vI2I2v vOOVoVo 43718256555(Q)8.4.1 555定时器定时器档护酿淮剧舀兑性拌擎宰爽鸟贪滴热湛王褪奥钾牺贤散荤烽小凑陌呸但瞅八章节
40、脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生补充：电压比较器的工作原理补充：电压比较器的工作原理补充：电压比较器的工作原理补充：电压比较器的工作原理+ +C1C1U+U-UOU+ - U-UO电压传输特性电压传输特性电压传输特性电压传输特性U U+ +UU- -，U UOO为高电为高电为高电为高电平平平平U U+ +UU- -，U UOO为低电为低电为低电为低电平平平平8.4.1 555定时器定时器瓷碉削姓透量锈剑羔用捡萨贡恐月赋聂衣诫该折爸情晚研撂逛坪械熔欧逝八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生0 01 10 0TvovICvI1vI2voC1C2+-+(1)(2)(3)(4)(5
41、)(6)(7)RS&5 k 5 k 5 k &1RDVCC(8)G 如果悬空如果悬空0 01 10 01 10 01 10 01 11 10 01 11 11 1保持保持保持保持2、工作原理、工作原理8.4.1 555定时器定时器侣沦头丹渊既币蹈摸睦吧幂氨莆膘蒂颓菩讯锭投镁吵培滔袖牡肖异钦瘦蔼八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生 555定时器功能表定时器功能表不变不变不变不变1导通导通01截止截止11导通导通00放电管放电管T输出输出(VO)复位复位(RD)触发输入触发输入(VI2)阈值输入阈值输入(VI1)输输 出出输输 入入8.4.1 555定时器定时器浙瘦周拦咽顷毡祁婶斡浊骋
42、茄散哨开改磕鹏泰舱莹嗓斥硅躁油囱拳蔡啄榷八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生图图图图842842由由由由555555定时器构定时器构定时器构定时器构成的成的成的成的施密特触发器施密特触发器00VIVOVCCVCCtt(b)波形图波形图 8.4.2 用用555定时器组成定时器组成施密特触发器施密特触发器 不变不变不变不变导通导通0截止截止1导通导通0 T VOVI2VI1输输 出出输输 入入VCC1VIVCCVOVIC8(a) 电路电路图图26153745550.01F狈续腰躺卵拎靴舅林团甄蛛劫奴焚砚周帕朱醉小揍霍灵爷符墓录唬确霖跪八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生不变
43、不变不变不变导通导通0截止截止1导通导通0 T VOVI2VI1输输 出出输输 入入013VCC23VCCvIvOVOH 8.4.2 用用555定时器组成定时器组成施密特触发器施密特触发器 随坛摹幂求区畏氖惰梗莉枫斗铲风来维痹贩厚视扣视扭陌尺降令毗被赵嘛八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生8.4.3 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不可重复触发单稳不可重复触发单稳不变不变不变不变导通导通0截止截止1导通导通0 T VOVI2VI1输输 出出输输 入入 vO vI o v o C t t2 t1 a、接通电源
44、电路进入稳态、接通电源电路进入稳态 O =0t t 2 3 VCC o Vc=0 23 VCC 13 VCC1、工作原理、工作原理1蔽浦铣昏粪氯拧佑砾萧粟告候闻懈赤辙悲乱豫庐瘸般舟挂宝儒派猴槛刘狰八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生 t vO VOH o vI o t vC o 1 3 VCC 2 3 VCC t t2 t1 0 C1_C2+不变不变不变不变导通导通0截止截止1导通导通0 T VOVI2VI1输输 出出输输 入入b、当输入信号下降沿到达时、当输入信号下降沿到达时, 电路进入暂稳态电路进入暂稳态 C1+tWtw=RC1n31.1RC c、电容放电、电容放电, 电路自动
45、返回到稳态电路自动返回到稳态 1、工作原理、工作原理8.4.3 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请卖昼掺辨猎埃淘援督袱驳第虞庚日羔榷龚氏炉棒稽练磋凹蛙逃透温疑圣八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生 工作原理归纳工作原理归纳工作原理归纳工作原理归纳1 1、没有触发信号时、没有触发信号时、没有触发信号时、没有触发信号时 电路的工作状态电路的工作状态电路的工作状态电路的工作状态Q=0Q=0，V VOO=V=VOLOL，T TD D导导导导通此时电路处于稳态通此时电路处于稳态通此时电路处于稳态通此时电路处于稳态稳态稳态稳态稳态2 2、触发信号到来、触发信号到来、触发信
46、号到来、触发信号到来Q=1Q=1，V VOO=V=VOHOH，T TD D截截截截止此时电路进入暂稳态，止此时电路进入暂稳态，止此时电路进入暂稳态，止此时电路进入暂稳态，暂稳态维持时间为电容暂稳态维持时间为电容暂稳态维持时间为电容暂稳态维持时间为电容充电到充电到充电到充电到2V2VCCCC/3/3的时间的时间的时间的时间3 3、自动返回稳态、自动返回稳态、自动返回稳态、自动返回稳态充电使充电使充电使充电使V VC C= 2V= 2VCCCC/3/3时，时，时，时，电路返回到稳态电路返回到稳态电路返回到稳态电路返回到稳态暂稳态暂稳态暂稳态暂稳态vc0tVOtw00ttvIVcc履盾符瑚呐爵谜陛蹋
47、粒淑矣说妆庚垣吃都觉言辕尔艺烬峙器慈垛能正吱桃八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生55576218435RR1CT+-vovIVCC0.01 FvIvCvO00 0tttVCCVCCtW8.4.3 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可重复触发单稳可重复触发单稳打娇肯碱眠薛鞍寨愤盘志凶吱命浇桑命紊瑟掩脸楔线闹劫恫哟稠茶揪傲貌八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生脉冲宽度调节器脉冲宽度调节器通过在通过在5脚加一个变化电压实现脚加一个变化电压实现v vOO5555551 12 26 67 73 34 48
48、 85 5C CV VCCCCV VI IV VICICR R00VICVIVCCVCCtt(b)波形图波形图0tVOVCC(a)逻辑图逻辑图梅轩跨混肤囱酋虱印诡俐综客襄竹祁螺蜜纹谴撮头晦蹿猪贷洋次巩器钟铱八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生8.4.4 用用555定时器组成多谐振荡器定时器组成多谐振荡器R1R2v 2 3 VCC 1 3 VCC vC 0 t1 t2 tPLtPHtPL=R2C1n20.7R2C tpH = (R1+R2)C1n20.7(R1+R2)C 不变不变不变不变导通导通0截止截止1导通导通0 T VOVI2VI1输输 出出输输 入入截止截止导通导通表皮老抹痒
49、辫腻辖器叔邓岛愈倔脱醛疼颤澄额畅军房祭芝惟碎仓思端递骄八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生用用555定时器组成多谐振荡器定时器组成多谐振荡器tPL=RBC1n20.7RBC tpH = RAC1n20.7RAC 占空比可调占空比可调8.4.4 用用555定时器组成多谐振荡器定时器组成多谐振荡器践搀薯辅皖嗓嘲痴桑遭窝岿莆混藉松违矢簧石燕津储靡坟蝎洼旗奴疾徘廷八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生集成单稳态触发器分为集成单稳态触发器分为非重复触发和可重复触发两大类非重复触发和可重复触发两大类，在暂稳态期间，在暂稳态期间， 出现的触发信号对非重复触发单稳电路没出现的触发信号对非
50、重复触发单稳电路没有影响，而对可重复触发单稳电路可起到连续触发作用。有影响，而对可重复触发单稳电路可起到连续触发作用。在数字电路中，在数字电路中，施密特触发器实质上是具有滞后特性的逻施密特触发器实质上是具有滞后特性的逻辑门辑门， 它有两个阈值电压。电路状态与输入电压有关，它有两个阈值电压。电路状态与输入电压有关，不不具备记忆功能具备记忆功能。除施密特反相器外还有施密特与非门、或非。除施密特反相器外还有施密特与非门、或非门等。门等。小结小结在多谐振荡器中，在多谐振荡器中， 电路从暂稳态过渡到另一个状态，其电路从暂稳态过渡到另一个状态，其“触发触发”信号是由电路内部电容充信号是由电路内部电容充(放
51、放)电提供的，因此无需外电提供的，因此无需外部触发脉冲。暂稳态持续的时间是脉冲电路的主要参数部触发脉冲。暂稳态持续的时间是脉冲电路的主要参数, 它它与电路的阻容元件取值有关。与电路的阻容元件取值有关。 电路中电路中RC电路充、放电过程电路充、放电过程对相应门输入电平的影响是分析电路的关键。对相应门输入电平的影响是分析电路的关键。小结小结冀铲昆客溃梯鸿句景萎钨种毗口堰怪匀轧前扶淋蓬短刮巷祈毋沏轿廊书社八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生多谐振荡器无需外加输入信号就能在接通电源后自行产生多谐振荡器无需外加输入信号就能在接通电源后自行产生矩形波输出。在频率稳定性要求较高的场合通常采用石英晶矩形波输出。在频率稳定性要求较高的场合通常采用石英晶体振荡器。体振荡器。小结小结定时器是一种应用广泛的集成器件，多用于脉冲产生、整定时器是一种应用广泛的集成器件，多用于脉冲产生、整形及定时等。除形及定时等。除555定时器外，定时器外， 目前还有目前还有556(双定时器双定时器)、558(四定时器四定时器)等。等。袭宛衙党竹态伯困昔选瓷写汛诗伍罐阻保团扇棠仰八什沉砷哲陕窖踪刷脸八章节脉冲波形变换与产生八章节脉冲波形变换与产生
