1、第第0606章章 脉冲波形的产生和整形脉冲波形的产生和整形6.1 概述概述矩形脉冲矩形脉冲 图图1-4 1-4 理想的周期性数字信号理想的周期性数字信号 实际波形实际波形 图图1-5 1-5 实际数字信号波形实际数字信号波形 6.1 概述概述获得矩形波的途径一般有两种：获得矩形波的途径一般有两种：一种是直接由各种结构形式的振荡器产生，由于所产生的一种是直接由各种结构形式的振荡器产生，由于所产生的矩形波中含有多种频率（也称为谐波）成分，所以这类振矩形波中含有多种频率（也称为谐波）成分，所以这类振荡器称为多谐振荡器；荡器称为多谐振荡器；另一种是将各种已有的非矩形信号变换为符合要求的矩形另一种是将各
2、种已有的非矩形信号变换为符合要求的矩形波，这类电路统称为脉冲整形电路。波，这类电路统称为脉冲整形电路。6.2 单稳态电路单稳态电路单稳态电路的特点：单稳态电路的特点：（1 1）具有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；）具有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；（2 2）在外界触发脉冲的作用下，电路的状态能从稳）在外界触发脉冲的作用下，电路的状态能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，再自态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，再自动返回稳态；动返回稳态；（3 3）暂稳态维持时间的长短与外界触发脉冲的宽度）暂稳态维持时间的长短与外界触发脉冲的宽度和幅度无关，仅取决于电路本身的参数。和幅度无关，仅
3、取决于电路本身的参数。6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.1 用门电路或触发器组成的单稳态电路用门电路或触发器组成的单稳态电路1 1微分型单稳态电路微分型单稳态电路（1 1）电路组成）电路组成（2 2）工作原理）工作原理以图以图6-1(b)6-1(b)所示电路为例进行分析，说明微分型单稳态电路所示电路为例进行分析，说明微分型单稳态电路的工作原理的工作原理 6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.1 用门电路或触发器组成的单稳态电路用门电路或触发器组成的单稳态电路1 1微分型单稳态电路微分型单稳态电路设定设定CMOSCMOS反相器的阈值电压反相器的阈值电压 C C上无电压上无电压DDTH2VV近似地
4、认为近似地认为 OHDDVVOL0VV 没有外界触发信号时，电路处于稳定状态没有外界触发信号时，电路处于稳定状态0Iv0dvDDIVv20Ov 外加触发信号，电路由稳态翻转到暂稳态外加触发信号，电路由稳态翻转到暂稳态IvIv6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.1 用门电路或触发器组成的单稳态电路用门电路或触发器组成的单稳态电路1 1微分型单稳态电路微分型单稳态电路 外加触发信号，电路由稳态翻转到暂稳态外加触发信号，电路由稳态翻转到暂稳态IvIv 电容电容C C充电，电路自动从暂稳态返回稳态充电，电路自动从暂稳态返回稳态 6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.1 用门电路或触发器组成的单稳态电路用
5、门电路或触发器组成的单稳态电路1 1微分型单稳态电路微分型单稳态电路（3 3）工作波形与参数计算）工作波形与参数计算6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.1 用门电路或触发器组成的单稳态电路用门电路或触发器组成的单稳态电路1 1微分型单稳态电路微分型单稳态电路（3 3）工作波形与参数计算）工作波形与参数计算 输出脉冲宽度输出脉冲宽度Wt电容上的电压电容上的电压 从充、从充、放电开始到变化至某一放电开始到变化至某一数值数值 所经历的时间为：所经历的时间为：CvTHVCCCTH()(0)ln()vvtRCvV 6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.1 用门电路或触发器组成的单稳态电路用门电路或触发器组
6、成的单稳态电路CCCTH()(0)ln()vvtRCvV 电容电容C C上的电压从上的电压从0 0充到充到 的时间就是的时间就是 THVWt代入代入:C(0)0vCDD()vV THDD/2VVDDWDDTH0lnln2VtRCRCVVW0.693tRC6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.1 用门电路或触发器组成的单稳态电路用门电路或触发器组成的单稳态电路1 1微分型单稳态电路微分型单稳态电路（3 3）工作波形与参数计算）工作波形与参数计算 输出脉冲的幅度输出脉冲的幅度 mV输出脉冲的幅度为输出脉冲的幅度为mOHOLDDVVVV 恢复时间恢复时间 ret6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.1
7、用门电路或触发器组成的单稳态电路用门电路或触发器组成的单稳态电路1 1微分型单稳态电路微分型单稳态电路（3 3）工作波形与参数计算）工作波形与参数计算 恢复时间恢复时间 ret在在 返回低电平瞬间，返回低电平瞬间，门门 的输入电压的输入电压 较较高，达到高，达到 ，这时可能会损坏这时可能会损坏CMOSCMOS门。门。Ov2G2IvTHDDVV保护二极管保护二极管D D VVDD7.0被钳制在被钳制在 6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.1 用门电路或触发器组成的单稳态电路用门电路或触发器组成的单稳态电路1 1微分型单稳态电路微分型单稳态电路（3 3）工作波形与参数计算）工作波形与参数计算 恢复
8、时间恢复时间 ret则恢复时间为则恢复时间为CRRRtfONre)/)(53(CRON)53(6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.1 用门电路或触发器组成的单稳态电路用门电路或触发器组成的单稳态电路1 1微分型单稳态电路微分型单稳态电路（3 3）工作波形与参数计算）工作波形与参数计算 分辨时间和最高工作频率分辨时间和最高工作频率maxf分辨时间分辨时间 是指在保证电路能正常工作的前提下，允许是指在保证电路能正常工作的前提下，允许两个相邻脉冲之间的最小时间间隔两个相邻脉冲之间的最小时间间隔 dtreWdttt单稳态触发器的最高工作频率为单稳态触发器的最高工作频率为 reWttTf11minmax
9、6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.1 用门电路或触发器组成的单稳态电路用门电路或触发器组成的单稳态电路1 1微分型单稳态电路微分型单稳态电路为了改善输出波形，一般在图为了改善输出波形，一般在图6-1(b)6-1(b)所示电路的所示电路的输出端再加一级反相器输出端再加一级反相器 6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.1 用门电路或触发器组成的单稳态电路用门电路或触发器组成的单稳态电路2 2积分型单稳态电路积分型单稳态电路（1 1）电路组成）电路组成6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.1 用门电路或触发器组成的单稳态电路用门电路或触发器组成的单稳态电路2 2积分型单稳态电路积分型单稳态电路（2 2
10、）工作原理）工作原理（3 3）工作波形与参数计算）工作波形与参数计算6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.1 用门电路或触发器组成的单稳态电路用门电路或触发器组成的单稳态电路2 2积分型单稳态电路积分型单稳态电路（3 3）工作波形与参数计算）工作波形与参数计算6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.1 用门电路或触发器组成的单稳态电路用门电路或触发器组成的单稳态电路2 2积分型单稳态电路积分型单稳态电路（3 3）工作波形与参数计算）工作波形与参数计算OLOHWOOLTH()lnVVtRRCVVmOHOLVVVreO(3 5)()tRRCdTRrettt6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.1 用门电路
11、或触发器组成的单稳态电路用门电路或触发器组成的单稳态电路（4 4）电路的特点与改进）电路的特点与改进2 2积分型单稳态电路积分型单稳态电路6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.1 用门电路或触发器组成的单稳态电路用门电路或触发器组成的单稳态电路利用触发器也可以构成单稳态电路利用触发器也可以构成单稳态电路 3 3用触发器构成单稳态电路用触发器构成单稳态电路 6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.1 用门电路或触发器组成的单稳态电路用门电路或触发器组成的单稳态电路3 3用触发器构成单稳态电路用触发器构成单稳态电路 W0.693tRC6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.2 集成单稳态电路集成单稳态电路常
12、用的集成芯片有常用的集成芯片有7412174121、7412274122、74LS22174LS221、74HC12374HC123、MC14098MC14098、MC14528MC14528等。等。集成的单稳态电路，从触发脉冲的连续性来看，集成的单稳态电路，从触发脉冲的连续性来看，可以分为可重复触发和不可重复触发两类可以分为可重复触发和不可重复触发两类 6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.2 集成单稳态电路集成单稳态电路6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.2 集成单稳态电路集成单稳态电路1.1.不可重复触发单稳态电路不可重复触发单稳态电路TTLTTL集成器件集成器件7412174121是一种
13、不可重复触发的集成单稳态电路是一种不可重复触发的集成单稳态电路 6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.2 集成单稳态电路集成单稳态电路1.1.不可重复触发单稳态电路不可重复触发单稳态电路TTLTTL集成器件集成器件7412174121是一种不可重复触发的集成单稳态电路是一种不可重复触发的集成单稳态电路 6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.2 集成单稳态电路集成单稳态电路1.1.不可重复触发单稳态电路不可重复触发单稳态电路输出脉冲的宽度输出脉冲的宽度 extextWRCRCt693.02ln6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.2 集成单稳态电路集成单稳态电路1.1.不可重复触发单稳态电路不可重复触
14、发单稳态电路在下述情况下，电路有正脉冲输出：在下述情况下，电路有正脉冲输出：当当A1A1、A2A2两个输入中有一个或两个为低电平，两个输入中有一个或两个为低电平，B B产生由产生由0 0到到1 1 的正跳变时；的正跳变时；当当B B为高电平，为高电平，A1A1、A2A2中有一个或两个产生由中有一个或两个产生由1 1到到0 0的负跳变时。的负跳变时。6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.2 集成单稳态电路集成单稳态电路1.1.不可重复触发单稳态电路不可重复触发单稳态电路6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.2 集成单稳态电路集成单稳态电路2.2.可重复触发单稳态电路可重复触发单稳态电路CMOSCMO
15、S集成器件集成器件MC14528MC14528是一种可重复触发的集成单稳态电路是一种可重复触发的集成单稳态电路 6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.2 集成单稳态电路集成单稳态电路2.2.可重复触发单稳态电路可重复触发单稳态电路6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.2 集成单稳态电路集成单稳态电路2.2.可重复触发单稳态电路可重复触发单稳态电路6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.2 集成单稳态电路集成单稳态电路2.2.可重复触发单稳态电路可重复触发单稳态电路RCtW693.06.2 单稳态电路单稳态电路6.2.3 单稳态电路的应用单稳态电路的应用1.1.脉冲整形脉冲整形6.2 单稳态电路单稳态电
16、路6.2.3 单稳态电路的应用单稳态电路的应用2.2.构成定时电路构成定时电路6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.3 单稳态电路的应用单稳态电路的应用3.3.构成延时电路构成延时电路Wextext0.693tRC6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.3 单稳态电路的应用单稳态电路的应用4.4.构成多谐振荡器构成多谐振荡器WW1W211220.693()tttR CR C6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.3 单稳态电路的应用单稳态电路的应用5.5.构成高通构成高通/低通滤波器低通滤波器6.2 单稳态电路单稳态电路6.2.3 单稳态电路的应用单稳态电路的应用5.5.构成高通构成高通/低通滤波器低通
17、滤波器6.3 施密特触发器施密特触发器 1.1.输入信号从低电平上升的过程中电路状态转换时对应的输入信号从低电平上升的过程中电路状态转换时对应的 输入电平，与输入信号从高电平下降过程中对应的输入输入电平，与输入信号从高电平下降过程中对应的输入 转换电平不同；转换电平不同；2.2.在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出 电压波形的边沿变得很陡。电压波形的边沿变得很陡。6.3 施密特触发器施密特触发器 6.3 施密特触发器施密特触发器 6.3.1 由门电路组成的施密特触发器由门电路组成的施密特触发器1 1电路组成电路组成6.3 施密特触发器
18、施密特触发器 6.3.1 由门电路组成的施密特触发器由门电路组成的施密特触发器2 2工作原理工作原理根据叠加原理有根据叠加原理有 21I1IO1212RRvvvRRRR6.3 施密特触发器施密特触发器 6.3.1 由门电路组成的施密特触发器由门电路组成的施密特触发器2 2工作原理工作原理2I1THTH12RvVVRR1THTH21RVVR6.3 施密特触发器施密特触发器 6.3.1 由门电路组成的施密特触发器由门电路组成的施密特触发器2 2工作原理工作原理21I1THTHDD1212RRvVVVRRRR1THTH21RVVR11THTHTHTHDD222RRVVVVVRR6.3 施密特触发器施
19、密特触发器 6.3.1 由门电路组成的施密特触发器由门电路组成的施密特触发器3 3工作波形工作波形6.3 施密特触发器施密特触发器 6.3.2 集成施密特触发器集成施密特触发器1 1TTLTTL集成施密特触发器集成施密特触发器74137413TTLTTL集成施密特触发器的典型产品有集成施密特触发器的典型产品有74137413、74327432等，等，CMOSCMOS集成施密特触发器有集成施密特触发器有CC40106CC40106等。等。TTLTTL集成施密特触发器集成施密特触发器74137413是带施密特触发器的双是带施密特触发器的双4 4输输入与非门入与非门 6.3 施密特触发器施密特触发器
20、 6.3.2 集成施密特触发器集成施密特触发器6.3 施密特触发器施密特触发器 6.3.2 集成施密特触发器集成施密特触发器6.3 施密特触发器施密特触发器 6.3.2 集成施密特触发器集成施密特触发器2 2CMOSCMOS集成施密特触发器集成施密特触发器CC40106CC401066.3 施密特触发器施密特触发器 6.3.2 集成施密特触发器集成施密特触发器2 2CMOSCMOS集成施密特触发器集成施密特触发器CC40106CC401066.3 施密特触发器施密特触发器 6.3.3 施密特触发器的应用施密特触发器的应用1 1波形的变换与整形波形的变换与整形6.3 施密特触发器施密特触发器 6
21、.3.3 施密特触发器的应用施密特触发器的应用1 1波形的变换与整形波形的变换与整形6.3 施密特触发器施密特触发器 6.3.3 施密特触发器的应用施密特触发器的应用1 1波形的变换与整形波形的变换与整形6.3 施密特触发器施密特触发器 6.3.3 施密特触发器的应用施密特触发器的应用2 2脉冲幅度鉴别脉冲幅度鉴别6.3 施密特触发器施密特触发器 6.3.3 施密特触发器的应用施密特触发器的应用3 3脉冲展宽电路脉冲展宽电路6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4.1 由门电路组成的多谐振荡器由门电路组成的多谐振荡器多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源以后，不需要多谐振荡器是一种自激振荡
22、器，在接通电源以后，不需要外加触发信号，便能自动地产生一定频率和一定幅值的矩外加触发信号，便能自动地产生一定频率和一定幅值的矩形波，常作为脉冲信号源。形波，常作为脉冲信号源。矩形波中含有丰富的高次谐波分量，所以习惯上又把矩形矩形波中含有丰富的高次谐波分量，所以习惯上又把矩形波振荡器叫做多谐振荡器。波振荡器叫做多谐振荡器。由于多谐振荡器在工作过程中没有稳定状态，由于多谐振荡器在工作过程中没有稳定状态，故又称为无稳态电路。故又称为无稳态电路。6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4.1 由门电路组成的多谐振荡器由门电路组成的多谐振荡器多谐振荡器的结构特点：多谐振荡器的结构特点：电路由开关电路和
23、反馈延时环节组成电路由开关电路和反馈延时环节组成 开关电路可以是逻辑门、电压比较器、定时器等，其作用开关电路可以是逻辑门、电压比较器、定时器等，其作用是产生脉冲信号的高、低电平。是产生脉冲信号的高、低电平。反馈延迟环节一般为反馈延迟环节一般为RCRC电路，电路，RCRC电路将输出电压延迟后，电路将输出电压延迟后，恰当地反馈到开关电路器件输入端，以改变其输出状态。恰当地反馈到开关电路器件输入端，以改变其输出状态。6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4.1 由门电路组成的多谐振荡器由门电路组成的多谐振荡器1 1电路组成及工作原理电路组成及工作原理6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4.
24、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1 1电路组成及工作原理电路组成及工作原理6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4.1 由门电路组成的多谐振荡器由门电路组成的多谐振荡器1 1电路组成及工作原理电路组成及工作原理6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4.1 由门电路组成的多谐振荡器由门电路组成的多谐振荡器2 2振荡周期的计算振荡周期的计算（1 1）T T1 1的计算的计算/()()(0)()etv tvvv(0)()ln()()vvtv tvDD1DDTHlnVTRCVV6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4.1 由门电路组成的多谐振荡器由门电路组成的多谐振荡器
25、2 2振荡周期的计算振荡周期的计算（2 2）T T2 2的计算的计算DD2THlnVTRCV2DD12DDTHTHln()VTTTRCVVVln41.386TRCRC6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4.1 由门电路组成的多谐振荡器由门电路组成的多谐振荡器2 2振荡周期的计算振荡周期的计算6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4.2 环形振荡器环形振荡器环形振荡器就是利用延迟负反馈产生振荡的。环形振荡器就是利用延迟负反馈产生振荡的。它是利用门电路的传输延迟时间将奇数个反相器首尾相接它是利用门电路的传输延迟时间将奇数个反相器首尾相接而构成的。而构成的。6.4 自激多谐振荡器自激多谐振
26、荡器 6.4.2 环形振荡器环形振荡器振荡周期为：振荡周期为：pd2Tnt6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4.2 环形振荡器环形振荡器6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4.2 环形振荡器环形振荡器6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4.2 环形振荡器环形振荡器6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4.2 环形振荡器环形振荡器ETHOHOL1EETH()lnVVVVTR CVVTHOHOLOLOHTHOL2THOLTHOL()2lnlnVVVVVVVTRCRCVVVVEOHCCBEOH1S()RVVVVVRRR1SE1S()R RRRRRR6.4 自激多谐振荡器自激多
27、谐振荡器 6.4.2 环形振荡器环形振荡器OHTH1OHTH2lnVVTRCVVOHTH2THlnVVTRCVOHTHOHTH12OHTHTH2lnVVVVTTTRCVVV2.2TRC6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4.3 用施密特触发器构成的多谐振荡器用施密特触发器构成的多谐振荡器1 1电路组成及工作原理电路组成及工作原理设接通电压瞬间，电容器设接通电压瞬间，电容器C C上的初始电压为零，输出电上的初始电压为零，输出电压压 为高电平。为高电平。Ov01充电充电6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4.3 用施密特触发器构成的多谐振荡器用施密特触发器构成的多谐振荡器1 1电路组成
28、及工作原理电路组成及工作原理当当 充到输入电压为充到输入电压为 时，施密特触发器翻转，时，施密特触发器翻转，输出输出 跳变为低电平，电容器跳变为低电平，电容器C C又经过电阻又经过电阻R R开始放电。开始放电。IvTHIVvOv0放电放电6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4.3 用施密特触发器构成的多谐振荡器用施密特触发器构成的多谐振荡器1 1电路组成及工作原理电路组成及工作原理当放电至当放电至 时，触发器又发生翻转，输出电位时，触发器又发生翻转，输出电位又由低电平跳变为高电平，又由低电平跳变为高电平，C C又被重新充电。又被重新充电。THIVvOv01充电充电6.4 自激多谐振荡器自
29、激多谐振荡器 6.4.3 用施密特触发器构成的多谐振荡器用施密特触发器构成的多谐振荡器1 1电路组成及工作原理电路组成及工作原理6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4.3 用施密特触发器构成的多谐振荡器用施密特触发器构成的多谐振荡器2 2振荡周期的计算振荡周期的计算若采用若采用CMOSCMOS施密特触发器，且施密特触发器，且 DDOHVVVVOL0则由电压波形得到的输出电压的振荡周期为则由电压波形得到的输出电压的振荡周期为 21TTT（1 1）的计算的计算1T 作为时间起点，根作为时间起点，根据据RCRC电路暂态过渡过电路暂态过渡过程公式则有程公式则有 1t6.4 自激多谐振荡器自激多谐
30、振荡器 6.4.3 用施密特触发器构成的多谐振荡器用施密特触发器构成的多谐振荡器（1 1）的计算的计算1T 作为时间起点，根作为时间起点，根据据RCRC电路暂态过渡过电路暂态过渡过程公式则有程公式则有 1tITH(0)vVIDD()vV I1TH()v TVRCDDTH1DDTHlnVVTRCVV6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4.3 用施密特触发器构成的多谐振荡器用施密特触发器构成的多谐振荡器（2 2）的计算的计算 作为时间起点，作为时间起点，则有则有 2T2TITH(0)vVI()0Vv I2TH()v TVRCTH2THlnVTRCV6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4
31、.3 用施密特触发器构成的多谐振荡器用施密特触发器构成的多谐振荡器（3 3）振荡周期）振荡周期T T 的计算的计算DDTHTHDDTHTH12DDTHTHDDTHTHlnlnlnVVVVVVTTTRCRCVVVVVV通过调节通过调节R R和和C C的大小，即可改变振荡周期。的大小，即可改变振荡周期。6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4.3 用施密特触发器构成的多谐振荡器用施密特触发器构成的多谐振荡器脉冲占空比可调的多谐振荡器脉冲占空比可调的多谐振荡器 在这个电路中，因为电容的充电和放电分别经过两个电阻在这个电路中，因为电容的充电和放电分别经过两个电阻 和和 ,所以只要改变所以只要改变
32、和和 的比值，就能改变占空比。的比值，就能改变占空比。2R1R2R1R6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4.3 用施密特触发器构成的多谐振荡器用施密特触发器构成的多谐振荡器【例【例6-16-1】在图在图6-466-46所示的电路中，所示的电路中，R R=10k=10k，C C=0.022=0.022 F F，施，施密特触发器为密特触发器为CMOSCMOS电路电路CC40106CC40106，V VDDDD=10V=10V，试求该电路的振荡，试求该电路的振荡周期和占空比。周期和占空比。解：当解：当V VDDDD=10V=10V时，时，CC40106CC40106的阈值电压为的阈值电压为
33、TH6.3VVTH2.7VVDDTH1DDTH102.7ln10k0.022 F ln149.5 s106.3VVTRCVV TH2TH6.3ln10k0.022 F ln186.4 s2.7VTRCV 12149.5 186.4335.9 sTTT1149.5100%44.5%335.9TqT6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4.4 石英晶体多谐振荡器石英晶体多谐振荡器门电路组成的多谐振荡器的振荡周期与下列因数有关：门电路组成的多谐振荡器的振荡周期与下列因数有关：时间常数时间常数RCRC、THV1.1.石英晶体的选频特性石英晶体的选频特性石英晶体的选频特性非常石英晶体的选频特性非常好
34、，它有一个极为稳定的好，它有一个极为稳定的串联谐振频率，它的谐振串联谐振频率，它的谐振频率由石英晶体的结晶方频率由石英晶体的结晶方向和外形尺寸所决定，具向和外形尺寸所决定，具有极高的频率稳定性。有极高的频率稳定性。6.4 自激多谐振荡器自激多谐振荡器 6.4.3 用施密特触发器构成的多谐振荡器用施密特触发器构成的多谐振荡器2 2石英晶体多谐振荡器石英晶体多谐振荡器6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.1 555 555定时器原理定时器原理1 1555555定时器简介定时器简介555555定时器是一种集模拟、数字于一体的中规模集成电路。定时器是一种集模拟、数字于一体的中规模
35、集成电路。大量应用于电子控制、电子检测、仪器仪表、家用电器、大量应用于电子控制、电子检测、仪器仪表、家用电器、音响报警、电子玩具等诸多方面。音响报警、电子玩具等诸多方面。6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.1 555 555定时器原理定时器原理1 1555555定时器简介定时器简介555555定时器的特点：定时器的特点：555 555在电路结构上是由模拟电路和数字电路组合而成，在电路结构上是由模拟电路和数字电路组合而成，它将模拟功能与逻辑功能兼容为一体，它将模拟功能与逻辑功能兼容为一体，该电路采用单电源。双极型该电路采用单电源。双极型555555的电压范围为的电压范围为
36、5 516V16V；而而CMOSCMOS型的电源适应范围更宽，为型的电源适应范围更宽，为3V3V18V18V。555 555可独立构成一个定时电路，且定时精度高。可独立构成一个定时电路，且定时精度高。双极型双极型555555的最大输出电流达的最大输出电流达200mA200mA，带负载能力强，带负载能力强,可直接驱动小电机、喇叭、继电器等负载可直接驱动小电机、喇叭、继电器等负载;CMOS CMOS型型75557555的最大输出电流在的最大输出电流在4mA4mA以下。以下。6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.1 555 555定时器原理定时器原理2 2电路结构电路结构由分压
37、器、比较器由分压器、比较器C1C1和和C2C2、SRSR锁存器（由锁存器（由G1G1、G2G2构成）、构成）、集电极开路的放电三极管集电极开路的放电三极管T T以及驱动器以及驱动器G4G4组成。组成。6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.1 555 555定时器原理定时器原理三个误差极小的电阻串联组成分压器，这也是三个误差极小的电阻串联组成分压器，这也是555555名称名称的由来。分压器为比较器的由来。分压器为比较器C1C1、C2C2提供参考电压。提供参考电压。6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.1 555 555定时器原理定时器原理悬空时悬空时C
38、CV32CCV316.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.1 555 555定时器原理定时器原理COVCOV21接固定电压接固定电压6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.1 555 555定时器原理定时器原理在输出端设置驱动器在输出端设置驱动器G4G4是为了提高电路的带负载能力。是为了提高电路的带负载能力。为高电平时为高电平时 也一定为高电平，也一定为高电平，为低电平时为低电平时 也一定为低电平。也一定为低电平。OvOvODvODv6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.1 555 555定时器原理定时器原理双极型双极型555555
39、定时器的电源电压范围为定时器的电源电压范围为5 516V16V，最大的负载电流达最大的负载电流达200mA200mA。CMOSCMOS型型75557555定时器的电源电压范围为定时器的电源电压范围为3 318V18V，但最大负载电流在但最大负载电流在4mA4mA以下。以下。6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.1 555 555定时器原理定时器原理3 3555555定时器功能定时器功能6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.2 用用555555定时器构成施密特触发器定时器构成施密特触发器1 1电路组成电路组成将将555555定时器的阈值输入端定时器的阈
40、值输入端 和触发输入端和触发输入端 连在一起连在一起作为信号输入端，即可得到施密特触发器。作为信号输入端，即可得到施密特触发器。1Iv2Iv6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.2 用用555555定时器构成施密特触发器定时器构成施密特触发器2 2工作原理工作原理如果如果 从从0V0V开始逐渐增大开始逐渐增大,Iv当当 时，时，3CCIVv 1 16.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.2 用用555555定时器构成施密特触发器定时器构成施密特触发器2 2工作原理工作原理如果如果 继续增加，继续增加，Iv当当 时，时，323CCICCVvV保持为保持为
41、1 1不变不变6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.2 用用555555定时器构成施密特触发器定时器构成施密特触发器2 2工作原理工作原理如果如果 再增加，再增加，Iv当当 时，时，32CCIVv 0 06.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.2 用用555555定时器构成施密特触发器定时器构成施密特触发器2 2工作原理工作原理之后之后 再增加，再增加，Iv保持为保持为0 06.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.2 用用555555定时器构成施密特触发器定时器构成施密特触发器2 2工作原理工作原理如果如果 由大于由大于 的电压值逐
42、渐下降，只要的电压值逐渐下降，只要Iv32CCV保持保持0 0不变不变323CCICCVvV6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.2 用用555555定时器构成施密特触发器定时器构成施密特触发器2 2工作原理工作原理只有当只有当 时，时，1 13CCIVv 6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.2 用用555555定时器构成施密特触发器定时器构成施密特触发器3 3工作波形工作波形CCTHVV32正向阈值电压正向阈值电压 负向阈值电压负向阈值电压 CCTHVV31回差电压回差电压 CCTHTHTVVVV316.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和
43、应用 6.5.2 用用555555定时器构成施密特触发器定时器构成施密特触发器3 3工作波形工作波形CCTHVV32正向阈值电压正向阈值电压 负向阈值电压负向阈值电压 CCTHVV31回差电压回差电压 CCTHTHTVVVV31如果将施密特触发器的控制电压端如果将施密特触发器的控制电压端5 5接接 ，COVCOTHVVCOTHVV216.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.3 用用555555定时器构成单稳态电路定时器构成单稳态电路1 1用用555555定时器构成不可重复触发的单稳态电路定时器构成不可重复触发的单稳态电路（1 1）电路组成）电路组成6.5 555定时器的原理
44、和应用定时器的原理和应用 6.5.3 用用555555定时器构成单稳态电路定时器构成单稳态电路1 1用用555555定时器构成不可重复触发的单稳态电路定时器构成不可重复触发的单稳态电路（2 2）工作原理）工作原理设起始状态，触发脉冲设起始状态，触发脉冲 处于高电平处于高电平 IvCCVCCIVv31即：即：CCV6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.3 用用555555定时器构成单稳态电路定时器构成单稳态电路1 1用用555555定时器构成不可重复触发的单稳态电路定时器构成不可重复触发的单稳态电路（2 2）工作原理）工作原理若接通电源时若接通电源时Q=0Q=00 01 1
45、0 0导通导通放电放电0 01 11 1保持保持CCV6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.3 用用555555定时器构成单稳态电路定时器构成单稳态电路1 1用用555555定时器构成不可重复触发的单稳态电路定时器构成不可重复触发的单稳态电路（2 2）工作原理）工作原理0 01 10 01 11 1CCV保持保持放电放电若接通电源时若接通电源时Q=1Q=1导通导通当当CCCVv32时时6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.3 用用555555定时器构成单稳态电路定时器构成单稳态电路1 1用用555555定时器构成不可重复触发的单稳态电路定时器构成不可
46、重复触发的单稳态电路（2 2）工作原理）工作原理所以起始状态下，触发脉冲所以起始状态下，触发脉冲 处于高电平，无触发信号时，处于高电平，无触发信号时，电路输出为电路输出为0 0 IvCCV0 00 01 16.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.3 用用555555定时器构成单稳态电路定时器构成单稳态电路1 1用用555555定时器构成不可重复触发的单稳态电路定时器构成不可重复触发的单稳态电路（2 2）工作原理）工作原理Iv输入负跳变时输入负跳变时 CCIVv310 01 10 00 01 10 01 1截止截止6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 6.5.3
47、 用用555555定时器构成单稳态电路定时器构成单稳态电路1 1用用555555定时器构成不可重复触发的单稳态电路定时器构成不可重复触发的单稳态电路（2 2）工作原理）工作原理Iv输入负跳变时输入负跳变时 CCIVv311 10 01 10 01 1截止截止充电充电6.5.3 用用555555定时器构成单稳态电路定时器构成单稳态电路1 1用用555555定时器构成不可重复触发的单稳态电路定时器构成不可重复触发的单稳态电路6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 （2 2）工作原理）工作原理Iv输入负跳变时输入负跳变时 CCIVv311 10 01 1导通导通当电容当电容C C上的电压
48、充到上的电压充到CCCVv32而而Iv回到高电平回到高电平 时，时，CCV 0 1 0电路回到稳定状态电路回到稳定状态6.5.3 用用555555定时器构成单稳态电路定时器构成单稳态电路1 1用用555555定时器构成不可重复触发的单稳态电路定时器构成不可重复触发的单稳态电路6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 （3 3）工作波形）工作波形输出脉冲的宽度输出脉冲的宽度 等于暂稳态的持续时间，而暂稳态的等于暂稳态的持续时间，而暂稳态的持续时间取决于外接电阻持续时间取决于外接电阻R R和电容和电容C C的大小。的大小。Wt6.5.3 用用555555定时器构成单稳态电路定时器构成单稳
49、态电路1 1用用555555定时器构成不可重复触发的单稳态电路定时器构成不可重复触发的单稳态电路6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 （3 3）工作波形）工作波形输出脉冲的宽度输出脉冲的宽度 等于暂稳态的持续时间，而暂稳态的等于暂稳态的持续时间，而暂稳态的持续时间取决于外接电阻持续时间取决于外接电阻R R和电容和电容C C的大小。的大小。Wt6.5.3 用用555555定时器构成单稳态电路定时器构成单稳态电路1 1用用555555定时器构成不可重复触发的单稳态电路定时器构成不可重复触发的单稳态电路6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 （3 3）工作波形）工作波形 从
50、零电平上升到从零电平上升到CvCCV32OvWtCCCCCCWVVVRCt320lnRCRC1.13ln脉冲宽度的计算：脉冲宽度的计算：的时间，即为的时间，即为输出电压输出电压 的脉宽的脉宽6.5.3 用用555555定时器构成单稳态电路定时器构成单稳态电路1 1用用555555定时器构成不可重复触发的单稳态电路定时器构成不可重复触发的单稳态电路6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 （3 3）工作波形）工作波形通常通常R R的取值在几百的取值在几百欧姆到几兆欧姆之欧姆到几兆欧姆之间，电容的取值为间，电容的取值为几百皮法到几百微几百皮法到几百微法，法，的范围为几的范围为几微秒到几分
