1、第第6章章 脉冲的产生与整形电路脉冲的产生与整形电路6.5 5556.5 555定时器及其应用定时器及其应用6.1 6.1 概述概述6.2 6.2 施密特触发器施密特触发器6.3 6.3 单稳态触发器单稳态触发器6.4 6.4 多谐振荡器多谐振荡器6.1 6.1 概概 述述 数字电路中，为了控制和协调整个系统的工作，常常需要时钟脉冲信号。获得时钟脉冲的方法有：1. 利用多谐振荡器直接产生。2. 通过整形电路变换而成。整形电路又分为两类：施密特触发器和单稳态触发器。整形电路可以使脉冲的边沿变陡峭，或形成规定的矩形脉冲。Um0.9Um0.5Um0.1UmTwTtrtf表述矩形脉冲性能指标的主要参数
2、：周期T周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲间的时间间隔频率f = 1/T， 代表单位时间内脉冲重复的次数。下降时间tf 脉冲从0.9Um下降到0.1Um所需的时间Um0.9Um0.5Um0.1UmTwTtrtf脉冲幅度Um脉冲电压最大变化的幅值脉冲宽度Tw从脉冲前沿0.5Um始，到脉冲后沿0.5Um止的一段时间上升时间tr 脉冲从0.1Um上升到0.9Um所需的时间6.2 6.2 施密特触发器施密特触发器 UT= UT+- UT-称为回差电压 施密特触发器是一种重要的脉冲整形电路，施密特触发器能把变化缓慢的波形变换成矩形脉冲。输入电压上升的翻转电平为上限阈值电平UT+输入电压下降的翻转电平为
3、下限阈值电平UT-1. 基本概念 输入和输出为同相关系的称为同相施密特触发器 输入和输出为反相关系的称为反相施密特触发器2. 施密特触发器的传输特性 6.2.1 6.2.1 门电路构成的施密特触发器门电路构成的施密特触发器设UTVDD/2，且R1rd，所以恢复期很短。 TH(6)RDTR(2)GNDOUTCUVCCC+VCCuO555DIS(7)RuIuC+- 输出脉冲宽度tW是暂稳态的停留时间，根据电容C的充电过程可知： 3. 输出脉冲宽度tW0)0(CuRC CC)(VuC CCW32)(VtuC RCRCUUUURCtCCC1 . 13n1)()0()(n1TW tW充电放电OuIuOt
4、O2/3VCC1/3VCCuCOtt一、延时与定时1. 延时1uIuO&uOuFuIuOtW2. 定时选通uFuO二、整形uIuO6.5.4 555定时器构成的多谐振荡器定时器构成的多谐振荡器1. 电路组成TH(6)RDTR(2)GNDOUTCUVCCC+VCCuO555DIS(7)R1uCR2+TH(6)RDTR(2)GNDOUTCUVCCC+VCCuO555DIS(7)R1uCR2+TH(6)RDTR(2)GNDOUTCUVCCC+VCCuO555DIS(7)R1uCR2+TH(6)RDTR(2)GNDOUTCUVCCC+VCCuO555DIS(7)R1uCR2+TH(6)RDTR(2)G
5、NDOUTCUVCCC+VCCuO555DIS(7)R1uCR2+2. 工作原理(1) 由于接通电源前，电容器两端电压uC=0，电源刚接通时uO输出高电平，放电端截止，电源VCC通过R1、R2 给电容C充电， uC逐渐增高。 其暂态过程为 CRRVuuCCCC)(0)0(21（充充 当 时CCCCCVuV3231 输出电压uO一直保持高电平不变，这就是第一个暂稳态。 TH(6)RDTR(2)GNDOUTCUVCCC+VCCuO555DIS(7)R1uCR2+(2) 当uC略微超过 (即u6和u2均大于等于 )时CCV32此时电容C通过R2和T放电。uO从高电平翻转到低电平，即uO =0，放电管
6、T饱和导通。随着电容C放电，uC下降。CCV31当当 时时CCCVu32 uO持低电平，这是第二个暂稳态。(3) 当uC下降到略微低于 时，电路输出又变为uO=1。CCCVu31 T截止，电容C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。TH(6)RDTR(2)GNDOUTCUVCCC+VCCuO555DIS(7)R1uCR2+T1、2分别为电容C的充电时间和放电时间。T1OuO2/3VCC1/3VCCuCOttt1t2t3t4T23. 振荡周期T的计算T=T1+T2充电时间T1T1 = (R1+R2)C ln2 0.7 (R1+R2)C 放电时间T2T2= R2C ln2 0.
7、7R2C振荡周期 CRRTTT)2(7 . 02121 占空比%50221211 RRRRTTq 只要调节可调电阻，就会改变RA与RB的比值，从而改变输出脉冲的占空比。 THRDTRGNDOUTCUVCCC+VCCuO555DISD2D1RARB0.01F4. 占空比可调的多谐振荡器 工作原理：a. 放电管T截止时，电源通过RA、D1对电容C充电；b. 放电管T导通时，电容通过D2、RB、T进行放电。T1=0.7RACT2=0.7RBC图中振荡周期CRRTTT)(7 . 0BA21 占空比为 BAA1RRRTTq THRDTRGNDOUTCUVCCC+VCCuO555DISD2D1RARB0.01F(1) 电路组成5. 多谐振荡器应用举例用 555 定时器构成模拟声响发生器例1(2) 工作原理 适当选择定时元件，使振荡器A的振荡频率fA=1Hz，振荡器B的振荡频率fB= 1kHz。 由于低频振荡器A的输出接至高频振荡器B的复位端(4脚)，当uO1输出高电平时，B振荡器才能振荡；uO1输出低电平时，B振荡器被复位，停止振荡，因此使扬声器发出 1kHz的间歇声响。(3) 工作波形(a) 电路图 (b) 波形图60谢谢！谢谢！
