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1、第第第第8 8章章章章 脉冲的产生与变换脉冲的产生与变换脉冲的产生与变换脉冲的产生与变换 8.1 555 8.1 555定时器电路定时器电路定时器电路定时器电路8.3 8.3 单稳态触发器单稳态触发器单稳态触发器单稳态触发器退退退退 出出出出8.2 8.2 施密特触发器施密特触发器施密特触发器施密特触发器 8.4 8.4 多谐振荡器多谐振荡器多谐振荡器多谐振荡器 8.1 555定时器电路定时器电路 8.1.1 5558.1.1 555定时器电路的组成定时器电路的组成定时器电路的组成定时器电路的组成 8.1.2 5558.1.2 555定时器的工作原理定时器的工作原理定时器的工作原理定时器的工作
2、原理 8.1.1 555定时器电路的组成定时器电路的组成以下图以下图以下图以下图( (a)a)为为为为555555电路的内部结构图，图电路的内部结构图，图电路的内部结构图，图电路的内部结构图，图 ( (b)b)为其引脚图。为其引脚图。为其引脚图。为其引脚图。 由图由图( (a)a)可看出，可看出，555555电路由以下几部分组成：电路由以下几部分组成： 1 1、分压器分压器分压器分压器 。由由由由3 3个个个个5 5kk的电阻组成，这也正是该电路称为的电阻组成，这也正是该电路称为的电阻组成，这也正是该电路称为的电阻组成，这也正是该电路称为555555的原因，它将电源电压的原因，它将电源电压的原
3、因，它将电源电压的原因，它将电源电压V VCCCC分为三等分，作用是为两个由集成分为三等分，作用是为两个由集成分为三等分，作用是为两个由集成分为三等分，作用是为两个由集成运放构成的电压比较器运放构成的电压比较器运放构成的电压比较器运放构成的电压比较器A A、B B提供基准电平。若控制端提供基准电平。若控制端提供基准电平。若控制端提供基准电平。若控制端5 5脚外加脚外加脚外加脚外加控制电压控制电压控制电压控制电压V VMM，则可改变电压比较器则可改变电压比较器则可改变电压比较器则可改变电压比较器A A、B B的基准电平，分别为的基准电平，分别为的基准电平，分别为的基准电平，分别为V VMM和和和
4、和 V VMM；5 5脚不加控制电压时，该引脚不可悬空，一般要通脚不加控制电压时，该引脚不可悬空，一般要通脚不加控制电压时，该引脚不可悬空，一般要通脚不加控制电压时，该引脚不可悬空，一般要通过一个小电容（如过一个小电容（如过一个小电容（如过一个小电容（如0.010.01F F）接地，以防旁路高频干扰，此时基接地，以防旁路高频干扰，此时基接地，以防旁路高频干扰，此时基接地，以防旁路高频干扰，此时基准电平分别为准电平分别为准电平分别为准电平分别为 V VCCCC和和和和 V VCCCC（由由由由3 3个个个个5 5kk的电阻对电源的电阻对电源的电阻对电源的电阻对电源V Vcccc分压分压分压分压得
5、到）；若得到）；若得到）；若得到）；若5 5脚通过一个脚通过一个脚通过一个脚通过一个1010kk的电阻接地，则基准电平将分别的电阻接地，则基准电平将分别的电阻接地，则基准电平将分别的电阻接地，则基准电平将分别为为为为 V VCCCC和和和和 V VCCCC（该该该该1010kk的电阻与下面两个串联的的电阻与下面两个串联的的电阻与下面两个串联的的电阻与下面两个串联的5 5kk电阻并电阻并电阻并电阻并联后的阻值为联后的阻值为联后的阻值为联后的阻值为5 5kk，然后再与上面那个然后再与上面那个然后再与上面那个然后再与上面那个5 5kk电阻一起对电源电阻一起对电源电阻一起对电源电阻一起对电源V VCC
6、CC进行串联分压）。由分析可知，进行串联分压）。由分析可知，进行串联分压）。由分析可知，进行串联分压）。由分析可知，5 5脚非常重要，它将影响整脚非常重要，它将影响整脚非常重要，它将影响整脚非常重要，它将影响整个由个由个由个由555555构成的实用电路的各项指标。构成的实用电路的各项指标。构成的实用电路的各项指标。构成的实用电路的各项指标。 2 2、两个电压比较器两个电压比较器两个电压比较器两个电压比较器A A A A和和和和B B B B 。这是两个高增益差分放大器（运算这是两个高增益差分放大器（运算这是两个高增益差分放大器（运算这是两个高增益差分放大器（运算放大器）。当放大器的同相输入大于
7、它的反相输入时，其输出放大器）。当放大器的同相输入大于它的反相输入时，其输出放大器）。当放大器的同相输入大于它的反相输入时，其输出放大器）。当放大器的同相输入大于它的反相输入时，其输出为高电平为高电平为高电平为高电平1 1信号；反之，其输出为低电平信号；反之，其输出为低电平信号；反之，其输出为低电平信号；反之，其输出为低电平0 0信号。信号。信号。信号。 3 3、基本基本基本基本RSRSRSRS触发器触发器触发器触发器 。由两个带反馈线的或非门构成的基本由两个带反馈线的或非门构成的基本由两个带反馈线的或非门构成的基本由两个带反馈线的或非门构成的基本RSRS触发器显然是高电平触发，即触发器显然是
8、高电平触发，即触发器显然是高电平触发，即触发器显然是高电平触发，即RS RS =10=10时，时，时，时，Q Q=0=0， =1=1；当当当当RS RS =01=01时，时，时，时，Q Q =1 =1， =0=0；当当当当RS RS = 00= 00时，触发器的状态不变。时，触发器的状态不变。时，触发器的状态不变。时，触发器的状态不变。 4 4、功能控制端功能控制端功能控制端功能控制端 （4 4 4 4脚）脚）脚）脚） 。当当当当 = 1 = 1时，或门时，或门时，或门时，或门HH正常工作；当正常工作；当正常工作；当正常工作；当 = = 1 1时，或门的输出恒为时，或门的输出恒为时，或门的输出
9、恒为时，或门的输出恒为1 1，从而使，从而使，从而使，从而使3 3脚输出恒为低电平脚输出恒为低电平脚输出恒为低电平脚输出恒为低电平0 0。可见，。可见，。可见，。可见，正常工作时，正常工作时，正常工作时，正常工作时， 端应接高电平端应接高电平端应接高电平端应接高电平1 1，通常将它与，通常将它与，通常将它与，通常将它与8 8脚的电源接在一脚的电源接在一脚的电源接在一脚的电源接在一起。起。起。起。 5 5、开关放电管开关放电管开关放电管开关放电管VT VT VT VT 。555555定时器在使用中大多与电容器的充放定时器在使用中大多与电容器的充放定时器在使用中大多与电容器的充放定时器在使用中大多
10、与电容器的充放电有关，为了使充放电能够反复进行，电路特别设计了一个放电有关，为了使充放电能够反复进行，电路特别设计了一个放电有关，为了使充放电能够反复进行，电路特别设计了一个放电有关，为了使充放电能够反复进行，电路特别设计了一个放电端电端电端电端D D（7 7脚）。当基本脚）。当基本脚）。当基本脚）。当基本RSRS触发器的触发器的触发器的触发器的 = 1= 1时，放电三极管时，放电三极管时，放电三极管时，放电三极管VTVT导导导导通，外接电容元件可通过通，外接电容元件可通过通，外接电容元件可通过通，外接电容元件可通过VTVT放电。放电。放电。放电。 8.1.2 555定时器的工作原理定时器的工
11、作原理分析如下：分析如下：分析如下：分析如下： 在控制端在控制端在控制端在控制端5 5脚不外加控制电压和其他电阻且功能控制端脚不外加控制电压和其他电阻且功能控制端脚不外加控制电压和其他电阻且功能控制端脚不外加控制电压和其他电阻且功能控制端 R R R R 接高电平接高电平接高电平接高电平的情况下，电压比较器的情况下，电压比较器的情况下，电压比较器的情况下，电压比较器A A的基准电压为的基准电压为的基准电压为的基准电压为 V VCCCC，B B的基准电压为的基准电压为的基准电压为的基准电压为 V VCCCC。 1 1、当当当当6 6脚输入电平脚输入电平脚输入电平脚输入电平V Vi1i1 V VC
12、CCC时时时时，基本，基本，基本，基本RSRS触发器的触发器的触发器的触发器的R R=1=1（因为因为因为因为电压比较器电压比较器电压比较器电压比较器A A的同相输入电压高于反相输入电压）；当的同相输入电压高于反相输入电压）；当的同相输入电压高于反相输入电压）；当的同相输入电压高于反相输入电压）；当2 2脚输脚输脚输脚输入电平入电平入电平入电平V Vi2i2 V VCCCC时，基本时，基本时，基本时，基本RSRS触发器的触发器的触发器的触发器的S S=0=0（因为电压比较器因为电压比较器因为电压比较器因为电压比较器B B的反相输入电压高于同相输入电压），即此时的反相输入电压高于同相输入电压），
13、即此时的反相输入电压高于同相输入电压），即此时的反相输入电压高于同相输入电压），即此时RSRS=10=10，基本基本基本基本RSRS触发器的触发器的触发器的触发器的Q Q = 0 = 0，Q Q Q Q=1=1，由于前提条件功能控制端接高电平，故由于前提条件功能控制端接高电平，故由于前提条件功能控制端接高电平，故由于前提条件功能控制端接高电平，故或门或门或门或门HH的输出仅取决于的输出仅取决于的输出仅取决于的输出仅取决于Q Q Q Q，Q Q Q Q为为为为1 1则或门则或门则或门则或门HH输出也为输出也为输出也为输出也为1 1，再经反相，再经反相，再经反相，再经反相器后使得器后使得器后使得器
14、后使得3 3脚输出脚输出脚输出脚输出V Vo o为低电平为低电平为低电平为低电平0 0，同时三极管，同时三极管，同时三极管，同时三极管VTVT导通。概括地导通。概括地导通。概括地导通。概括地说就是，当说就是，当说就是，当说就是，当6 6脚和脚和脚和脚和2 2脚的输入电平与各自的基准电平相比较都高脚的输入电平与各自的基准电平相比较都高脚的输入电平与各自的基准电平相比较都高脚的输入电平与各自的基准电平相比较都高时，时，时，时，3 3脚输出脚输出脚输出脚输出V Vo o = 0= 0，三极管三极管三极管三极管VTVT导通。导通。导通。导通。 2 2、当当当当6 6脚输入电平脚输入电平脚输入电平脚输入
15、电平V Vi1i1 V VCCCC（即电压比较器即电压比较器即电压比较器即电压比较器A A的同相输入电压的同相输入电压的同相输入电压的同相输入电压低于反相输入电压），低于反相输入电压），低于反相输入电压），低于反相输入电压），2 2脚输入电平脚输入电平脚输入电平脚输入电平V Vi2i2 V VCCCC（即电压比较器即电压比较器即电压比较器即电压比较器B B的同相输入电压高于反相输入电压）时，的同相输入电压高于反相输入电压）时，的同相输入电压高于反相输入电压）时，的同相输入电压高于反相输入电压）时，RSRS=01=01，Q Q=1=1，Q Q Q Q=0=0，或门或门或门或门HH输出为输出为输出
16、为输出为0 0，经反相器后使得，经反相器后使得，经反相器后使得，经反相器后使得3 3脚输出脚输出脚输出脚输出V Vo o为高电平为高电平为高电平为高电平1 1，同，同，同，同时三极管时三极管时三极管时三极管VTVT截止。概括地说就是，当截止。概括地说就是，当截止。概括地说就是，当截止。概括地说就是，当6 6脚和脚和脚和脚和2 2脚的输入电平与脚的输入电平与脚的输入电平与脚的输入电平与各自的基准电平相比较都低时，各自的基准电平相比较都低时，各自的基准电平相比较都低时，各自的基准电平相比较都低时，3 3脚输出脚输出脚输出脚输出V Vo o = 1= 1，三极管三极管三极管三极管VTVT截截截截止。
17、止。止。止。 3 3、当当当当6 6脚输入电平脚输入电平脚输入电平脚输入电平V Vi1i1 V VCCCC（即电压比较器即电压比较器即电压比较器即电压比较器A A的同相输入电压的同相输入电压的同相输入电压的同相输入电压低于反相输入电压），低于反相输入电压），低于反相输入电压），低于反相输入电压），2 2脚输入电平脚输入电平脚输入电平脚输入电平V Vi2i2 V VCCCC（即电压比较器即电压比较器即电压比较器即电压比较器B B的同相输入电压低于反相输入电压）时，的同相输入电压低于反相输入电压）时，的同相输入电压低于反相输入电压）时，的同相输入电压低于反相输入电压）时，RSRS=00=00，Q
18、Q状态不状态不状态不状态不变，变，变，变，3 3脚输出脚输出脚输出脚输出V Vo o也处于保持状态，三极管也处于保持状态，三极管也处于保持状态，三极管也处于保持状态，三极管VTVT也保持原状态。也保持原状态。也保持原状态。也保持原状态。 根据上述分析可总结出根据上述分析可总结出根据上述分析可总结出根据上述分析可总结出555555555555定时器的功能见下表定时器的功能见下表定时器的功能见下表定时器的功能见下表 TH(Vi1) (Vi2)Vo三极管VT00导通 VCC VCC10导通 VCC VCC11截止 VCC VCC1原状态原状态即：都高出低、都低出高、中间保持即：都高出低、都低出高、中
19、间保持即：都高出低、都低出高、中间保持即：都高出低、都低出高、中间保持8.2 施密特触发器施密特触发器8.2.1 8.2.1 施密特触发器的施密特触发器的施密特触发器的施密特触发器的电路组成电路组成电路组成电路组成 及工作原理及工作原理及工作原理及工作原理 8.2.2 8.2.2 施密特触发器的主要应用施密特触发器的主要应用施密特触发器的主要应用施密特触发器的主要应用 8.2.1 施密特触发器的电路组施密特触发器的电路组成及工作原理成及工作原理 施密特触发器具有两个稳定状态，即输出为高电平或低电施密特触发器具有两个稳定状态，即输出为高电平或低电施密特触发器具有两个稳定状态，即输出为高电平或低电
20、施密特触发器具有两个稳定状态，即输出为高电平或低电平均可稳定，平均可稳定，平均可稳定，平均可稳定， 由由由由555555定时器构成的施密特触发器电路如下图所定时器构成的施密特触发器电路如下图所定时器构成的施密特触发器电路如下图所定时器构成的施密特触发器电路如下图所示：示：示：示： 图中，图中，图中，图中，5 5脚通过一个脚通过一个脚通过一个脚通过一个0.010.01F F的电容接地，所的电容接地，所的电容接地，所的电容接地，所以两个电压比较器以两个电压比较器以两个电压比较器以两个电压比较器A A、B B的基准电压分别为的基准电压分别为的基准电压分别为的基准电压分别为 V VCCCC和和和和 V
21、 VCCCC。 555 已知输已知输已知输已知输入入入入u ui i的波形，的波形，的波形，的波形，根据根据根据根据555555定定定定时器的功能时器的功能时器的功能时器的功能“ “都高出都高出都高出都高出0 0、都低出都低出都低出都低出1 1、中间保持中间保持中间保持中间保持 ”, ”,可画出可画出可画出可画出输出输出输出输出u uo o的的的的波波波波形。形。形。形。施密特触发器电压传输特性：施密特触发器电压传输特性：施密特触发器电压传输特性：施密特触发器电压传输特性： V VTHTH：上限电平（正上限电平（正上限电平（正上限电平（正向阈值电平）向阈值电平）向阈值电平）向阈值电平） V V
22、TLTL：下限电平（负向下限电平（负向下限电平（负向下限电平（负向阈值电平）阈值电平）阈值电平）阈值电平）此时此时此时此时V VTH TH = = V VCCCC，V VTL TL = = V VCCCC，把两者的差把两者的差把两者的差把两者的差称为回差电压称为回差电压称为回差电压称为回差电压U UT T，即即即即UT = VTH - -VTL 施密特触发器存在回差电压的现象称为电路传输的施密特触发器存在回差电压的现象称为电路传输的施密特触发器存在回差电压的现象称为电路传输的施密特触发器存在回差电压的现象称为电路传输的滞后特性滞后特性滞后特性滞后特性。通常。通常。通常。通常回差电压越大，施密特
23、触发器的抗干扰性越强，但灵敏度也会相应降低。回差电压越大，施密特触发器的抗干扰性越强，但灵敏度也会相应降低。回差电压越大，施密特触发器的抗干扰性越强，但灵敏度也会相应降低。回差电压越大，施密特触发器的抗干扰性越强，但灵敏度也会相应降低。 8.2.2 施密特触发器的主要应用施密特触发器的主要应用1 1、波形变换、波形变换、波形变换、波形变换 施密特触发器可以将任何施密特触发器可以将任何施密特触发器可以将任何施密特触发器可以将任何符合特定条件的输入信号变换符合特定条件的输入信号变换符合特定条件的输入信号变换符合特定条件的输入信号变换为矩形波输出。为矩形波输出。为矩形波输出。为矩形波输出。8.2.1
24、8.2.18.2.18.2.1中图就是中图就是中图就是中图就是一个将不规则的模拟信号波形一个将不规则的模拟信号波形一个将不规则的模拟信号波形一个将不规则的模拟信号波形转换为规则的矩形波的实例。转换为规则的矩形波的实例。转换为规则的矩形波的实例。转换为规则的矩形波的实例。施密特触发器还可以将正弦波、施密特触发器还可以将正弦波、施密特触发器还可以将正弦波、施密特触发器还可以将正弦波、三角波等其他波形变换成矩形三角波等其他波形变换成矩形三角波等其他波形变换成矩形三角波等其他波形变换成矩形波，如左图所示。图中矩形波波，如左图所示。图中矩形波波，如左图所示。图中矩形波波，如左图所示。图中矩形波的脉冲宽度
25、可以通过改变回差的脉冲宽度可以通过改变回差的脉冲宽度可以通过改变回差的脉冲宽度可以通过改变回差电压的大小加以调节。电压的大小加以调节。电压的大小加以调节。电压的大小加以调节。 2 2、波形整形、波形整形、波形整形、波形整形 图图图图( (a)a)中，若取中，若取中，若取中，若取V VTL1TL1为下限电平，为下限电平，为下限电平，为下限电平，则整形后的波形如图则整形后的波形如图则整形后的波形如图则整形后的波形如图( (b)b)所示，这样所示，这样所示，这样所示，这样的结果显然不正确。原因是：由于的结果显然不正确。原因是：由于的结果显然不正确。原因是：由于的结果显然不正确。原因是：由于回差电压较
26、小，因而并未完全消除回差电压较小，因而并未完全消除回差电压较小，因而并未完全消除回差电压较小，因而并未完全消除掉输入数字信号顶端的毛刺，只是掉输入数字信号顶端的毛刺，只是掉输入数字信号顶端的毛刺，只是掉输入数字信号顶端的毛刺，只是通过整形使其在输出中表现为三个通过整形使其在输出中表现为三个通过整形使其在输出中表现为三个通过整形使其在输出中表现为三个低电平矩形脉冲。若适当地增大回低电平矩形脉冲。若适当地增大回低电平矩形脉冲。若适当地增大回低电平矩形脉冲。若适当地增大回差电压，如图差电压，如图差电压，如图差电压，如图( (a)a)中取中取中取中取V VTL2TL2为下限电为下限电为下限电为下限电平
27、，则整形后的波形如图平，则整形后的波形如图平，则整形后的波形如图平，则整形后的波形如图( (c)c)所示，所示，所示，所示，显然干扰毛刺已被完全消除，此时显然干扰毛刺已被完全消除，此时显然干扰毛刺已被完全消除，此时显然干扰毛刺已被完全消除，此时只需在输出端接一个反相器，就可只需在输出端接一个反相器，就可只需在输出端接一个反相器，就可只需在输出端接一个反相器，就可以把变了形的以把变了形的以把变了形的以把变了形的数字信号数字信号数字信号数字信号1 1波形整形为波形整形为波形整形为波形整形为整齐的正向矩形波了。整齐的正向矩形波了。整齐的正向矩形波了。整齐的正向矩形波了。 注意：回差电压的大小必须根注
28、意：回差电压的大小必须根注意：回差电压的大小必须根注意：回差电压的大小必须根据实际情况适当调整，此处如据实际情况适当调整，此处如据实际情况适当调整，此处如据实际情况适当调整，此处如果回差电压选择过大，将会导果回差电压选择过大，将会导果回差电压选择过大，将会导果回差电压选择过大，将会导致有效信号被湮没，同样起不致有效信号被湮没，同样起不致有效信号被湮没，同样起不致有效信号被湮没，同样起不到波形整形的目的。到波形整形的目的。到波形整形的目的。到波形整形的目的。 3 3、幅度鉴别、幅度鉴别、幅度鉴别、幅度鉴别 施密特触发器的翻转取决施密特触发器的翻转取决施密特触发器的翻转取决施密特触发器的翻转取决于
29、输入信号是否高于上限电平于输入信号是否高于上限电平于输入信号是否高于上限电平于输入信号是否高于上限电平V VTHTH和是否低于下限电平和是否低于下限电平和是否低于下限电平和是否低于下限电平V VTLTL。如果希望将幅度大于如果希望将幅度大于如果希望将幅度大于如果希望将幅度大于V VTHTH的波鉴的波鉴的波鉴的波鉴别出来，这时施密特触发器就别出来，这时施密特触发器就别出来，这时施密特触发器就别出来，这时施密特触发器就成为成为成为成为幅度鉴别器（简称鉴幅器）幅度鉴别器（简称鉴幅器）幅度鉴别器（简称鉴幅器）幅度鉴别器（简称鉴幅器）。如左图所示，当输入脉冲幅。如左图所示，当输入脉冲幅。如左图所示，当输
30、入脉冲幅。如左图所示，当输入脉冲幅度大于度大于度大于度大于V VTHTH时，时，时，时，555555定时器的定时器的定时器的定时器的6 6脚脚脚脚和和和和2 2脚电压都高于其基准电压，脚电压都高于其基准电压，脚电压都高于其基准电压，脚电压都高于其基准电压，此时输出端就有负脉冲出现；此时输出端就有负脉冲出现；此时输出端就有负脉冲出现；此时输出端就有负脉冲出现；而当输入脉冲幅度小于而当输入脉冲幅度小于而当输入脉冲幅度小于而当输入脉冲幅度小于V VTLTL时，时，时，时，555555定时器的定时器的定时器的定时器的6 6脚和脚和脚和脚和2 2脚电压都低脚电压都低脚电压都低脚电压都低于其基准电压，输出
31、端为高电于其基准电压，输出端为高电于其基准电压，输出端为高电于其基准电压，输出端为高电平，相当于没有脉冲输出。这平，相当于没有脉冲输出。这平，相当于没有脉冲输出。这平，相当于没有脉冲输出。这样，样，样，样，可以从输出端是否出现负可以从输出端是否出现负可以从输出端是否出现负可以从输出端是否出现负脉冲来判断输入信号幅度是否脉冲来判断输入信号幅度是否脉冲来判断输入信号幅度是否脉冲来判断输入信号幅度是否超过一定值。超过一定值。超过一定值。超过一定值。 8.3 单稳态触发器单稳态触发器8.3.1 8.3.1 单稳态触发器的单稳态触发器的单稳态触发器的单稳态触发器的电路组成电路组成电路组成电路组成 及工作
32、原理及工作原理及工作原理及工作原理 8.3.2 8.3.2 单稳态触发器的主要应用单稳态触发器的主要应用单稳态触发器的主要应用单稳态触发器的主要应用 8.3.1 单稳态触发器的电路组单稳态触发器的电路组成及工作原理成及工作原理 单稳态触发器是输单稳态触发器是输单稳态触发器是输单稳态触发器是输出只有一个稳定状态的出只有一个稳定状态的出只有一个稳定状态的出只有一个稳定状态的电路。它在无外加触发电路。它在无外加触发电路。它在无外加触发电路。它在无外加触发信号时处于信号时处于信号时处于信号时处于稳态稳态稳态稳态，在外，在外，在外，在外加触发信号作用下，电加触发信号作用下，电加触发信号作用下，电加触发信
33、号作用下，电路从稳态进入到路从稳态进入到路从稳态进入到路从稳态进入到暂态暂态暂态暂态。暂态是一个不能长久保暂态是一个不能长久保暂态是一个不能长久保暂态是一个不能长久保持的状态，经过一段时持的状态，经过一段时持的状态，经过一段时持的状态，经过一段时间后，电路又会自动返间后，电路又会自动返间后，电路又会自动返间后，电路又会自动返回到稳态。回到稳态。回到稳态。回到稳态。由由由由555555定时定时定时定时器构成的单稳态触发器器构成的单稳态触发器器构成的单稳态触发器器构成的单稳态触发器电路如右图所示：电路如右图所示：电路如右图所示：电路如右图所示： 下面是单稳态电路内部详图，图中下面是单稳态电路内部详
34、图，图中下面是单稳态电路内部详图，图中下面是单稳态电路内部详图，图中R R、C C是外接定时元件，是外接定时元件，是外接定时元件，是外接定时元件，R Rp p、C Cp p构成了输构成了输构成了输构成了输入回路的微分环节，其作用是使输入信号入回路的微分环节，其作用是使输入信号入回路的微分环节，其作用是使输入信号入回路的微分环节，其作用是使输入信号u ui i的负脉冲宽度的负脉冲宽度的负脉冲宽度的负脉冲宽度t tp p限制在允许的范围内，限制在允许的范围内，限制在允许的范围内，限制在允许的范围内，即经过微分电路后变成尖脉冲信号，如果输入即经过微分电路后变成尖脉冲信号，如果输入即经过微分电路后变成
35、尖脉冲信号，如果输入即经过微分电路后变成尖脉冲信号，如果输入u ui i的宽度小于输出的宽度小于输出的宽度小于输出的宽度小于输出u uo o的宽度的宽度的宽度的宽度T TWW，则则则则R Rp p、C Cp p可以省略。可以省略。可以省略。可以省略。 工工工工作作作作过过过过程程程程1 1、稳态（未加触发信号之前）。稳态（未加触发信号之前）。稳态（未加触发信号之前）。稳态（未加触发信号之前）。当单稳态触发器无当单稳态触发器无当单稳态触发器无当单稳态触发器无触发信号时，触发信号时，触发信号时，触发信号时，u ui i=1=1。接通电源接通电源接通电源接通电源V VCCCC的瞬间，电路有一的瞬间，
36、电路有一的瞬间，电路有一的瞬间，电路有一个稳定的过程，即电源个稳定的过程，即电源个稳定的过程，即电源个稳定的过程，即电源V VCCCC通过电阻通过电阻通过电阻通过电阻R R对电容对电容对电容对电容C C充电，充电，充电，充电，当当当当u uC C上升到上升到上升到上升到 V VCCCC时，比较器时，比较器时，比较器时，比较器A A的输出为的输出为的输出为的输出为1 1（因为其同（因为其同（因为其同（因为其同相输入电压高于反相输入电压），也就是基本相输入电压高于反相输入电压），也就是基本相输入电压高于反相输入电压），也就是基本相输入电压高于反相输入电压），也就是基本RSRS触发触发触发触发器的器
37、的器的器的R R= 1= 1，而比较器而比较器而比较器而比较器B B的输出为的输出为的输出为的输出为0 0（因为（因为（因为（因为u ui i V VCCCC，则则则则其同相输入电压低于反相输入电压），即其同相输入电压低于反相输入电压），即其同相输入电压低于反相输入电压），即其同相输入电压低于反相输入电压），即S S=0=0，此时此时此时此时RSRS=10=10， 这使得基本这使得基本这使得基本这使得基本RSRS触发器的触发器的触发器的触发器的Q Q Q Q=1=1，输出输出输出输出u uo o=0=0（都都都都高出低），同时三极管高出低），同时三极管高出低），同时三极管高出低），同时三极管V
38、 VT T导通，这时电容导通，这时电容导通，这时电容导通，这时电容C C开始通过开始通过开始通过开始通过V VT T放电，直至放电到放电，直至放电到放电，直至放电到放电，直至放电到6 6脚的电平脚的电平脚的电平脚的电平V Vi1i1=0=0 V VCCCC，而由于而由于而由于而由于仍没有触发信号仍没有触发信号仍没有触发信号仍没有触发信号u ui i，故故故故2 2脚电平脚电平脚电平脚电平u ui i仍大于仍大于仍大于仍大于 V VCCCC，即电路即电路即电路即电路处于中间保持状态，故输出处于中间保持状态，故输出处于中间保持状态，故输出处于中间保持状态，故输出u uo o仍保持低电平，电路进仍保
39、持低电平，电路进仍保持低电平，电路进仍保持低电平，电路进入稳定状态。这说明此时单稳态触发器的稳定状态是入稳定状态。这说明此时单稳态触发器的稳定状态是入稳定状态。这说明此时单稳态触发器的稳定状态是入稳定状态。这说明此时单稳态触发器的稳定状态是低电平低电平低电平低电平0 0。 工工工工作作作作过过过过程程程程2 2、暂态（充电过程）。暂态（充电过程）。暂态（充电过程）。暂态（充电过程）。当触发信号当触发信号当触发信号当触发信号u ui i（负脉冲）到来负脉冲）到来负脉冲）到来负脉冲）到来时，时，时，时，R Rp p、C Cp p微分后的负尖脉冲使得微分后的负尖脉冲使得微分后的负尖脉冲使得微分后的负
40、尖脉冲使得2 2脚的电平脚的电平脚的电平脚的电平V Vi2i2低于比低于比低于比低于比较器较器较器较器B B的基准电平，同时由于的基准电平，同时由于的基准电平，同时由于的基准电平，同时由于u uC C为为为为0 0（前面已放电结束）（前面已放电结束）（前面已放电结束）（前面已放电结束），故，故，故，故6 6脚的电平脚的电平脚的电平脚的电平V Vi1i1也低于比较器也低于比较器也低于比较器也低于比较器A A的基准电平，所以输的基准电平，所以输的基准电平，所以输的基准电平，所以输出出出出u uo o=1=1（都低出高），三极管都低出高），三极管都低出高），三极管都低出高），三极管VTVT截止。此时
41、电源截止。此时电源截止。此时电源截止。此时电源V VCCCC开始通过电阻开始通过电阻开始通过电阻开始通过电阻R R向电容向电容向电容向电容C C充电，在充电，在充电，在充电，在u uC C未达到未达到未达到未达到 V VCCCC前，输前，输前，输前，输出出出出u uo o始终为始终为始终为始终为1 1，这个充电过程为电路的暂态过程。，这个充电过程为电路的暂态过程。，这个充电过程为电路的暂态过程。，这个充电过程为电路的暂态过程。 3 3、恢复稳态（放电过程）。恢复稳态（放电过程）。恢复稳态（放电过程）。恢复稳态（放电过程）。随着充电的不断进行，当随着充电的不断进行，当随着充电的不断进行，当随着充
42、电的不断进行，当u uC C略大于略大于略大于略大于 V VCCCC时，时，时，时，6 6脚的电平脚的电平脚的电平脚的电平V Vi1i1高于比较器高于比较器高于比较器高于比较器A A的基准电的基准电的基准电的基准电平；而此时由于平；而此时由于平；而此时由于平；而此时由于2 2脚的负尖脉冲早已过去，即脚的负尖脉冲早已过去，即脚的负尖脉冲早已过去，即脚的负尖脉冲早已过去，即V Vi2i2也高于也高于也高于也高于比较器比较器比较器比较器B B的基准电平，故输出的基准电平，故输出的基准电平，故输出的基准电平，故输出u uo o为为为为0 0（都高出低），三（都高出低），三（都高出低），三（都高出低），
43、三极管极管极管极管VTVT导通，电容导通，电容导通，电容导通，电容C C通过通过通过通过VTVT迅速放电，直至迅速放电，直至迅速放电，直至迅速放电，直至V Vi1i1=0=0，使使使使得输出仍保持为得输出仍保持为得输出仍保持为得输出仍保持为0 0（中间保持），即电路又回到了原先（中间保持），即电路又回到了原先（中间保持），即电路又回到了原先（中间保持），即电路又回到了原先的稳定状态，直到又有负脉冲的稳定状态，直到又有负脉冲的稳定状态，直到又有负脉冲的稳定状态，直到又有负脉冲u ui i到来。到来。到来。到来。 单稳态触发器工作波形单稳态触发器工作波形单稳态触发器工作波形单稳态触发器工作波形 (
44、 (a)a)输入波形；输入波形；输入波形；输入波形；( (b)b)V Vi2i2波形；波形；波形；波形；( (c)c)输出波形；输出波形；输出波形；输出波形；( (d)d)电容电容电容电容C C的充放电波形的充放电波形的充放电波形的充放电波形 T TWW： 暂态持续时间暂态持续时间暂态持续时间暂态持续时间 由以上分析可以看出，暂态持续的时间（也就是输出正由以上分析可以看出，暂态持续的时间（也就是输出正由以上分析可以看出，暂态持续的时间（也就是输出正由以上分析可以看出，暂态持续的时间（也就是输出正脉冲脉冲脉冲脉冲T TWW的宽度）仅取决于电阻的宽度）仅取决于电阻的宽度）仅取决于电阻的宽度）仅取决
45、于电阻R R和电容和电容和电容和电容C C的大小，根据三要的大小，根据三要的大小，根据三要的大小，根据三要素公式素公式素公式素公式u u ( (t t) = ) = u u() + () + u u (0 (0+ +) - ) - u u()e ()e ，可求出时间可求出时间可求出时间可求出时间t t（即即即即暂态持续时间暂态持续时间暂态持续时间暂态持续时间T TWW）的表达式为的表达式为的表达式为的表达式为 t t = = RCRC ln ln 三要素公式中的三要素公式中的三要素公式中的三要素公式中的 为时间常数，它等于为时间常数，它等于为时间常数，它等于为时间常数，它等于RCRC。根据前面
46、对根据前面对根据前面对根据前面对单稳态触发器工作过程的分析，可以得到，单稳态触发器工作过程的分析，可以得到，单稳态触发器工作过程的分析，可以得到，单稳态触发器工作过程的分析，可以得到，u uC C ( (0 0+ +) = 0V) = 0V，u uC C ( () = V) = VCCCC，u uC C (t) = V(t) = VCCCC（即即即即u uC C (T(TWW) = V) = VCCCC），），），），将这将这将这将这些数据带入上式中可得些数据带入上式中可得些数据带入上式中可得些数据带入上式中可得 T TWW = = RCRC ln ln = = RC RC ln3 = 1.1
47、ln3 = 1.1RCRC 即单稳态触发器的暂态正脉冲宽度为即单稳态触发器的暂态正脉冲宽度为即单稳态触发器的暂态正脉冲宽度为即单稳态触发器的暂态正脉冲宽度为 T TWW = 1.1 = 1.1RCRC 8.3.2 单稳态触发器的主要应用单稳态触发器的主要应用1 1、波形整形、波形整形、波形整形、波形整形 在数字信号的采集、传在数字信号的采集、传在数字信号的采集、传在数字信号的采集、传输过程中，经常会遇到不规输过程中，经常会遇到不规输过程中，经常会遇到不规输过程中，经常会遇到不规则的脉冲信号。这时，可将则的脉冲信号。这时，可将则的脉冲信号。这时，可将则的脉冲信号。这时，可将不规则的脉冲信号作为触
48、发不规则的脉冲信号作为触发不规则的脉冲信号作为触发不规则的脉冲信号作为触发信号信号信号信号u ui i加到单稳态触发器的加到单稳态触发器的加到单稳态触发器的加到单稳态触发器的输入端，合理选择定时元件输入端，合理选择定时元件输入端，合理选择定时元件输入端，合理选择定时元件R R和和和和C C的参数，即可在其输的参数，即可在其输的参数，即可在其输的参数，即可在其输出端产生标准的脉冲信号，出端产生标准的脉冲信号，出端产生标准的脉冲信号，出端产生标准的脉冲信号，从而实现了波形整形。从而实现了波形整形。从而实现了波形整形。从而实现了波形整形。 2 2、定时、定时、定时、定时 由于单稳态触发器能根据需要产
49、生一定宽度由于单稳态触发器能根据需要产生一定宽度由于单稳态触发器能根据需要产生一定宽度由于单稳态触发器能根据需要产生一定宽度T TWW的正脉的正脉的正脉的正脉冲输出，因此常用作定时电路使用。即用计时开始信号去触冲输出，因此常用作定时电路使用。即用计时开始信号去触冲输出，因此常用作定时电路使用。即用计时开始信号去触冲输出，因此常用作定时电路使用。即用计时开始信号去触发单稳态触发器，经发单稳态触发器，经发单稳态触发器，经发单稳态触发器，经T TWW时间后，单稳态触发器便可给出到时间后，单稳态触发器便可给出到时间后，单稳态触发器便可给出到时间后，单稳态触发器便可给出到时信号，从而实现时信号，从而实现
50、时信号，从而实现时信号，从而实现T TWW时间的定时。例如用单稳态触发器去时间的定时。例如用单稳态触发器去时间的定时。例如用单稳态触发器去时间的定时。例如用单稳态触发器去控制某个照明电路的通电时间或控制某个加热电路的加热时控制某个照明电路的通电时间或控制某个加热电路的加热时控制某个照明电路的通电时间或控制某个加热电路的加热时控制某个照明电路的通电时间或控制某个加热电路的加热时间等。间等。间等。间等。 3 3、延时、延时、延时、延时 单稳态触发器的输出脉冲宽度单稳态触发器的输出脉冲宽度单稳态触发器的输出脉冲宽度单稳态触发器的输出脉冲宽度T TWW也称为延迟时间。如也称为延迟时间。如也称为延迟时间
51、。如也称为延迟时间。如在单稳态触发器的输入端加一个负尖脉冲，输出接一微分电在单稳态触发器的输入端加一个负尖脉冲，输出接一微分电在单稳态触发器的输入端加一个负尖脉冲，输出接一微分电在单稳态触发器的输入端加一个负尖脉冲，输出接一微分电路（其作用是将输出脉冲变为尖脉冲），则根据前面对单稳路（其作用是将输出脉冲变为尖脉冲），则根据前面对单稳路（其作用是将输出脉冲变为尖脉冲），则根据前面对单稳路（其作用是将输出脉冲变为尖脉冲），则根据前面对单稳态触发器工作原理的分析，可知，该输入负尖脉冲经过态触发器工作原理的分析，可知，该输入负尖脉冲经过态触发器工作原理的分析，可知，该输入负尖脉冲经过态触发器工作原理的
52、分析，可知，该输入负尖脉冲经过T TWW时间的延迟后，从单稳态触发器的输出端输出，即实现了延时间的延迟后，从单稳态触发器的输出端输出，即实现了延时间的延迟后，从单稳态触发器的输出端输出，即实现了延时间的延迟后，从单稳态触发器的输出端输出，即实现了延时功能。时功能。时功能。时功能。 8.4 多谐振荡器多谐振荡器8.4.1 8.4.1 多谐振荡器的多谐振荡器的多谐振荡器的多谐振荡器的电路组成电路组成电路组成电路组成 及工作原理及工作原理及工作原理及工作原理 8.4.2 8.4.2 石英晶体振荡器（晶振）石英晶体振荡器（晶振）石英晶体振荡器（晶振）石英晶体振荡器（晶振） 8.4.1 多谐振荡器多谐振
53、荡器的电路组成的电路组成及工作原理及工作原理 多谐振荡器是一种多谐振荡器是一种多谐振荡器是一种多谐振荡器是一种无无无无稳态电路稳态电路稳态电路稳态电路，即其输出状态，即其输出状态，即其输出状态，即其输出状态不断在不断在不断在不断在1 1和和和和0 0之间变换，因之间变换，因之间变换，因之间变换，因而它无需外加触发信号，而它无需外加触发信号，而它无需外加触发信号，而它无需外加触发信号，便可自动产生一定频率的便可自动产生一定频率的便可自动产生一定频率的便可自动产生一定频率的矩形波。它内含丰富的高矩形波。它内含丰富的高矩形波。它内含丰富的高矩形波。它内含丰富的高次谐波分量，故称为多谐次谐波分量，故称
54、为多谐次谐波分量，故称为多谐次谐波分量，故称为多谐振荡器。由振荡器。由振荡器。由振荡器。由555555555555定时器构定时器构定时器构定时器构成的多谐振荡器右如图所成的多谐振荡器右如图所成的多谐振荡器右如图所成的多谐振荡器右如图所示。示。示。示。 多谐振荡器工作波形图多谐振荡器工作波形图多谐振荡器工作波形图多谐振荡器工作波形图多谐振荡器工作原理：多谐振荡器工作原理：多谐振荡器工作原理：多谐振荡器工作原理： 在电路接通的瞬间，在电路接通的瞬间，在电路接通的瞬间，在电路接通的瞬间，u uC C =0=0，6 6脚和脚和脚和脚和2 2脚的电位都低于两脚的电位都低于两脚的电位都低于两脚的电位都低于
55、两个电压比较器的基准电平，所以输出个电压比较器的基准电平，所以输出个电压比较器的基准电平，所以输出个电压比较器的基准电平，所以输出u uo o=1=1（都低出高），都低出高），都低出高），都低出高），三极管三极管三极管三极管VTVT截止，此时电源截止，此时电源截止，此时电源截止，此时电源V VCCCC开始通过电阻开始通过电阻开始通过电阻开始通过电阻R R1 1和和和和R R2 2向电容向电容向电容向电容C C充电。充电。充电。充电。 当当当当C C C C充充充充电电电电到到到到u u u uC C C C略略略略大大大大于于于于 V V V VCCCCCCCC时时时时，6 6 6 6脚脚脚脚
56、和和和和2 2 2 2脚脚脚脚的的的的电电电电位位位位都都都都高高高高于于于于两两两两个个个个电电电电压压压压比比比比较较较较器器器器的的的的基基基基准准准准电电电电平平平平，此此此此时时时时输输输输出出出出u u u uo o o o=0=0=0=0（都都都都高高高高出出出出低低低低），三三三三极极极极管管管管导导导导通通通通，电电电电容容容容C C C C将将将将通通通通过过过过R R R R2 2 2 2和和和和VTVTVTVT进进进进行行行行放放放放电电电电。在在在在u u u uC C C C低低低低于于于于 V V V VCCCCCCCC之之之之前前前前，输输输输出出出出u u u
57、 uo o o o始始始始终终终终为为为为0 0 0 0（中中中中间间间间保保保保持持持持），若若若若这这这这段段段段放放放放电电电电时时时时间间间间（即即即即u u u uC C C C从从从从 V V V VCCCCCCCC下降到下降到下降到下降到 V V V VCCCCCCCC所需时间）用所需时间）用所需时间）用所需时间）用T T T T2 2 2 2表示，则有表示，则有表示，则有表示，则有 T T T T2 2 2 2 = = = = R R R R2 2 2 2C C C C ln ln ln ln 将将将将u uC C ( (0 0+ +)= )= V VCCCC，u uC C (
58、 ) =0( ) =0，u uC C ( (t t) = ) = V VCCCC（即即即即u uC C ( (T T2 2) ) ），），），），带入上式可求得带入上式可求得带入上式可求得带入上式可求得放电时间放电时间放电时间放电时间 T T2 2 = = R R2 2C C ln ln = = R R2 2C C ln2 = 0.7 ln2 = 0.7 R R2 2C C 当当当当C C放电到放电到放电到放电到u uC C略小于略小于略小于略小于 V VCCCC时，时，时，时，6 6脚和脚和脚和脚和2 2脚的电位都低于两个脚的电位都低于两个脚的电位都低于两个脚的电位都低于两个电压比较器的基准
59、电平，输出电压比较器的基准电平，输出电压比较器的基准电平，输出电压比较器的基准电平，输出u uo o=1=1，三极管截止，此时电源三极管截止，此时电源三极管截止，此时电源三极管截止，此时电源V VCCCC又通过电阻又通过电阻又通过电阻又通过电阻R R1 1和和和和R R2 2向电容向电容向电容向电容C C充电。当充电到充电。当充电到充电。当充电到充电。当充电到u uC C略大于略大于略大于略大于 V VCCCC时，时，时，时，6 6脚和脚和脚和脚和2 2脚的电位都高于两个电压比较器的基准电平，使得脚的电位都高于两个电压比较器的基准电平，使得脚的电位都高于两个电压比较器的基准电平，使得脚的电位都
60、高于两个电压比较器的基准电平，使得输出输出输出输出u uo o=0=0，三极管导通，又开始重复上述放电过程，如此反复三极管导通，又开始重复上述放电过程，如此反复三极管导通，又开始重复上述放电过程，如此反复三极管导通，又开始重复上述放电过程，如此反复在输出端输出矩形波。若在输出端输出矩形波。若在输出端输出矩形波。若在输出端输出矩形波。若充电时间充电时间充电时间充电时间（即（即（即（即u uC C从从从从 V VCCCC上升到上升到上升到上升到 V VCCCC所需时间）用所需时间）用所需时间）用所需时间）用T T1 1表示，同理可近似求得表示，同理可近似求得表示，同理可近似求得表示，同理可近似求得
61、 T T1 1 = 0.7( = 0.7(R R1 1+ +R R2 2) )C C 综上所述，可求得多谐振荡器的综上所述，可求得多谐振荡器的综上所述，可求得多谐振荡器的综上所述，可求得多谐振荡器的振荡周期振荡周期振荡周期振荡周期为为为为 T = TT = T1 1 + T + T2 2 = 0.7(R = 0.7(R1 1+2R+2R2 2)C )C 占空比：占空比：占空比：占空比：是指一个周期内高电平所占的比值是指一个周期内高电平所占的比值是指一个周期内高电平所占的比值是指一个周期内高电平所占的比值。由前面分析。由前面分析。由前面分析。由前面分析知道，充电时间知道，充电时间知道，充电时间知
62、道，充电时间T T1 1对应输出为高电平的时间，所以多谐振荡器对应输出为高电平的时间，所以多谐振荡器对应输出为高电平的时间，所以多谐振荡器对应输出为高电平的时间，所以多谐振荡器输出矩形波的占空比输出矩形波的占空比输出矩形波的占空比输出矩形波的占空比D D为为为为 D D = = = = （只能产生占空比大于只能产生占空比大于只能产生占空比大于只能产生占空比大于50%50%的矩形波的矩形波的矩形波的矩形波 ） 改进后的右图所示电路改进后的右图所示电路改进后的右图所示电路改进后的右图所示电路通过调节电位器通过调节电位器通过调节电位器通过调节电位器R RWW可以产可以产可以产可以产生占空比处于生占空
63、比处于生占空比处于生占空比处于0 01 1的任意的任意的任意的任意矩形波，其占空比可计算矩形波，其占空比可计算矩形波，其占空比可计算矩形波，其占空比可计算为为为为 D D = = 多谐振荡器的应用多谐振荡器的应用多谐振荡器的应用多谐振荡器的应用 多谐振荡器可以产生具有一定占空比的矩形方波，这个方波可用作多谐振荡器可以产生具有一定占空比的矩形方波，这个方波可用作多谐振荡器可以产生具有一定占空比的矩形方波，这个方波可用作多谐振荡器可以产生具有一定占空比的矩形方波，这个方波可用作时序电路中的时钟脉冲时序电路中的时钟脉冲时序电路中的时钟脉冲时序电路中的时钟脉冲CPCP，这是多谐振荡器最基本的用途。在实
64、际中，这是多谐振荡器最基本的用途。在实际中，这是多谐振荡器最基本的用途。在实际中，这是多谐振荡器最基本的用途。在实际中，多谐振荡器还有很多用处，例如下图所示的模拟声响发生器。多谐振荡器还有很多用处，例如下图所示的模拟声响发生器。多谐振荡器还有很多用处，例如下图所示的模拟声响发生器。多谐振荡器还有很多用处，例如下图所示的模拟声响发生器。8.4.2 石英晶体振荡器（晶振）石英晶体振荡器（晶振） 由由由由555555定时器构成的方波发生器定时器构成的方波发生器定时器构成的方波发生器定时器构成的方波发生器虽然工作可靠、调节方便，但振荡频虽然工作可靠、调节方便，但振荡频虽然工作可靠、调节方便，但振荡频虽
65、然工作可靠、调节方便，但振荡频率不能太高，一般不超过几百千赫兹，率不能太高，一般不超过几百千赫兹，率不能太高，一般不超过几百千赫兹，率不能太高，一般不超过几百千赫兹，且这种电路是靠电容的充放电形成振且这种电路是靠电容的充放电形成振且这种电路是靠电容的充放电形成振且这种电路是靠电容的充放电形成振荡的，易受温度、电源电压等外界条荡的，易受温度、电源电压等外界条荡的，易受温度、电源电压等外界条荡的，易受温度、电源电压等外界条件的影响，因而所产生振荡信号的频件的影响，因而所产生振荡信号的频件的影响，因而所产生振荡信号的频件的影响，因而所产生振荡信号的频率稳定性较差。在频率要求高、且对率稳定性较差。在频
66、率要求高、且对率稳定性较差。在频率要求高、且对率稳定性较差。在频率要求高、且对频率稳定性要求也较高的场合，常采频率稳定性要求也较高的场合，常采频率稳定性要求也较高的场合，常采频率稳定性要求也较高的场合，常采用由石英晶体构成的振荡电路（简称用由石英晶体构成的振荡电路（简称用由石英晶体构成的振荡电路（简称用由石英晶体构成的振荡电路（简称晶振电路）来生成振荡信号。石英晶晶振电路）来生成振荡信号。石英晶晶振电路）来生成振荡信号。石英晶晶振电路）来生成振荡信号。石英晶体的符号如图体的符号如图体的符号如图体的符号如图( ( ( (a)a)a)a)所示，它是将切成所示，它是将切成所示，它是将切成所示，它是将
67、切成薄片的石英晶体置于两平板之间构成薄片的石英晶体置于两平板之间构成薄片的石英晶体置于两平板之间构成薄片的石英晶体置于两平板之间构成的，这种特殊的物质结构使它具有图的，这种特殊的物质结构使它具有图的，这种特殊的物质结构使它具有图的，这种特殊的物质结构使它具有图 ( ( ( (b)b)b)b)所示的频率特性（图中所示的频率特性（图中所示的频率特性（图中所示的频率特性（图中f f f f0 0 0 0是石英晶是石英晶是石英晶是石英晶体的体的体的体的固有谐振频率固有谐振频率固有谐振频率固有谐振频率，X X X X指石英晶体的指石英晶体的指石英晶体的指石英晶体的阻抗）。阻抗）。阻抗）。阻抗）。 由频率
68、特性图可以看出，当外加电压信号的频率等于石英由频率特性图可以看出，当外加电压信号的频率等于石英由频率特性图可以看出，当外加电压信号的频率等于石英由频率特性图可以看出，当外加电压信号的频率等于石英晶体的晶体的晶体的晶体的固有谐振频率固有谐振频率固有谐振频率固有谐振频率f f f f0 0 0 0时，石英晶体的阻抗最小，也就是说频时，石英晶体的阻抗最小，也就是说频时，石英晶体的阻抗最小，也就是说频时，石英晶体的阻抗最小，也就是说频率为率为率为率为f f f f0 0 0 0的电压信号最容易通过石英晶体，而其他频率的信号则的电压信号最容易通过石英晶体，而其他频率的信号则的电压信号最容易通过石英晶体，
69、而其他频率的信号则的电压信号最容易通过石英晶体，而其他频率的信号则被大大衰减，因而由石英晶体构成的振荡电路所产生的振荡信被大大衰减，因而由石英晶体构成的振荡电路所产生的振荡信被大大衰减，因而由石英晶体构成的振荡电路所产生的振荡信被大大衰减，因而由石英晶体构成的振荡电路所产生的振荡信号的频率主要取决于石英晶体本身的谐振频率号的频率主要取决于石英晶体本身的谐振频率号的频率主要取决于石英晶体本身的谐振频率号的频率主要取决于石英晶体本身的谐振频率f f f f0 0 0 0，而与外接的而与外接的而与外接的而与外接的电阻、电容无关，从而使振荡信号具有很高的频率稳定性，不电阻、电容无关，从而使振荡信号具有
70、很高的频率稳定性，不电阻、电容无关，从而使振荡信号具有很高的频率稳定性，不电阻、电容无关，从而使振荡信号具有很高的频率稳定性，不易受温度、电源电压等外界条件的影响。一般将石英晶体接入易受温度、电源电压等外界条件的影响。一般将石英晶体接入易受温度、电源电压等外界条件的影响。一般将石英晶体接入易受温度、电源电压等外界条件的影响。一般将石英晶体接入振荡电路的反馈回路中，构成正反馈，以形成自激振荡。振荡电路的反馈回路中，构成正反馈，以形成自激振荡。振荡电路的反馈回路中，构成正反馈，以形成自激振荡。振荡电路的反馈回路中，构成正反馈，以形成自激振荡。 图图图图 ( (c)c)图图图图 ( (f) f)所示
71、的是一些比较典型的石英晶体振荡电所示的是一些比较典型的石英晶体振荡电所示的是一些比较典型的石英晶体振荡电所示的是一些比较典型的石英晶体振荡电路，可作为了解性内容。路，可作为了解性内容。路，可作为了解性内容。路，可作为了解性内容。 不论石英晶体振荡电路采用哪种电路形式，通常选择输不论石英晶体振荡电路采用哪种电路形式，通常选择输不论石英晶体振荡电路采用哪种电路形式，通常选择输不论石英晶体振荡电路采用哪种电路形式，通常选择输出信号频率为出信号频率为出信号频率为出信号频率为32768327683276832768HzHzHzHz，因为因为因为因为32768 = 232768 = 232768 = 23
72、2768 = 215151515，因而将此频率的输，因而将此频率的输，因而将此频率的输，因而将此频率的输出信号经出信号经出信号经出信号经15151515分频后可得到分频后可得到分频后可得到分频后可得到1 1 1 1HzHzHzHz的时钟脉冲信号，作为计时或测的时钟脉冲信号，作为计时或测的时钟脉冲信号，作为计时或测的时钟脉冲信号，作为计时或测量的基准信号。分频器可利用量的基准信号。分频器可利用量的基准信号。分频器可利用量的基准信号。分频器可利用D D D D触发器来构成。触发器来构成。触发器来构成。触发器来构成。 典型石英晶体振荡电路典型石英晶体振荡电路典型石英晶体振荡电路典型石英晶体振荡电路
73、精品课件精品课件！精品课件精品课件！本章本章小结小结555555定定时时器器主主要要由由分分压压器器、电电压压比比较较器器、基基本本RSRS触触发发器器、门门电电路路构构成成。555555定定时时器器的的功功能能可可归归结结为为三三种种情情况况，将将6 6脚脚和和2 2脚脚电电平平与与各各自自的的基基准准电电平平相相比较：都高出低，三级管比较：都高出低，三级管VTVT导通；都低出高，三级管导通；都低出高，三级管VTVT截止；中间保持。截止；中间保持。 555555定定时时器器是是一一种种多多用用途途电电路路，只只需需外外接接少少量量阻阻容容元元件件便便可可组组成成施施密密特特触触发器、单稳态触
74、发器、多谐振荡器及其他实用电路。发器、单稳态触发器、多谐振荡器及其他实用电路。 施施密密特特触触发发器器有有两两个个稳稳定定状状态态，这这两两个个稳稳态态要要靠靠输输入入电电平平来来维维持持，因因此此具具有有回回差差特特性性。施施密密特特触触发发器器能能够够将将不不规规则则的的输输入入波波形形变变成成良良好好的的矩矩形形波波，调调节回差电压的大小，可改变输出脉冲的宽度。节回差电压的大小，可改变输出脉冲的宽度。 单单稳稳态态触触发发器器只只有有一一个个稳稳定定状状态态。在在外外加加触触发发信信号号的的作作用用下下，电电路路进进入入暂暂态态，暂暂态态的的持持续续时时间间只只取取决决于于R R、C
75、C定定时时元元件件的的参参数数，而而与与输输入入信信号号无无关关。改改变变R R、C C定定时时元元件件的的参参数数值值可可调调节节输输出出脉脉冲冲的的宽宽度度。单单稳稳态态触触发发器器和和施施密密特特触触发器主要用于对波形进行整形和变换。发器主要用于对波形进行整形和变换。 多多谐谐振振荡荡器器没没有有稳稳定定状状态态，其其接接通通电电源源后后就就能能输输出出周周期期性性的的矩矩形形脉脉冲冲。由由于于其其振振荡荡完完全全靠靠电电路路本本身身电电容容的的充充放放电电来来完完成成，因因而而振振荡荡频频率率的的稳稳定定性性不不高高。在在对对振振荡荡频频率率稳稳定定度度要要求求很很高高的的情情况况下下，可可采采用用石石英英晶晶体体振振荡荡器器，它它有有多种电路形式，应用非常广泛。多种电路形式，应用非常广泛。
