数电脉冲波形变换与产生

1、概概 述述1、单元电路类型、单元电路类型: (1)单稳态触发器单稳态触发器定时、延时，消除噪声定时、延时，消除噪声 (2)施密特触发器施密特触发器滤波整形，波形变换滤波整形，波形变换 (3)多谐振荡器多谐振荡器产生矩形波，时钟脉冲波产生矩形波，时钟脉冲波 (4)555定时器定时器多用途器件多用途器件2、电路结构特点：、电路结构特点： (1)含有开关元件含有开关元件各种门电路各种门电路产生高低电平产生高低电平 (2)含有储能元件含有储能元件阻容延时元件等阻容延时元件等3、电路工作特点：、电路工作特点： 开关元件的状态转换导致电路的过渡过程开关元件的状态转换导致电路的过渡过程4、分析方法、分析方法

2、: 波形图分析法波形图分析法11、门坎电平（阈值电压、门坎电平（阈值电压)：VTHTTL与非门与非门 一般而言，开门电平一般而言，开门电平(VON)和关门电平和关门电平(VOFF)不相等。为分不相等。为分析方便，将其理想化处理，引入门坎电平（或阈值电平析方便，将其理想化处理，引入门坎电平（或阈值电平）的概念，记为）的概念，记为VTH。TTL与非门或反相器的电压传输特性为：与非门或反相器的电压传输特性为：TTL与非门的与非门的VTH=1.4V；预备知识：预备知识：开门电平开门电平VON：使与非门开通的输入高电平的最小值。：使与非门开通的输入高电平的最小值。关门电平关门电平VOFF：使与非门关闭的

3、输入低电平的最大值。：使与非门关闭的输入低电平的最大值。输出高电平（逻辑输出高电平（逻辑1） 与非门关闭与非门关闭输出低电平（逻辑输出低电平（逻辑0） 与非门开通与非门开通2VDDCDAB1/2VDD1/2VDDVDDOv vO Ov vI IVGS(th)PVGS(th)PCMOS反相器反相器CMOS反相器的反相器的VTH= VDD /2。 同样，同样，CMOS反相器也有反相器也有门坎电平门坎电平或（阈值电压或（阈值电压)：VTH32、TTL与非门的输出等效电路：与非门的输出等效电路：&输出为高电平（与非门关闭）时：输出为高电平（与非门关闭）时：3.6VRo100 v vOH输出为低

4、电平（与非门开通）时：输出为低电平（与非门开通）时：0.3Vv vOL输出输出电阻电阻43、 TTL与非门的关门电阻和开门电阻与非门的关门电阻和开门电阻:&Rv vIv vO 输入端悬空，相当于接逻辑高电平；输入端悬空，相当于接逻辑高电平； 输入端经电阻接电源电压，相当于接逻辑高电平；输入端经电阻接电源电压，相当于接逻辑高电平； 输入端经电阻接地，输入端的电平与电阻阻输入端经电阻接地，输入端的电平与电阻阻值大小有关。值大小有关。Rv vI1.0VROFF1.4VRON输出高电平输出高电平 与非门关闭与非门关闭输出低电平输出低电平 与非门开通与非门开通5ROFF=0.85k RON=2.

5、 5k RRON与非门开通，与非门开通，输出低电平。输出低电平。关门电阻关门电阻开门电阻开门电阻 而对于而对于CMOS门电路而言：门电路而言： (1)输入端不许悬空；输入端不许悬空； (2)输入端经电阻接电源时，与接逻辑高电输入端经电阻接电源时，与接逻辑高电平等效；平等效； (3)输入端经电阻接地时，与接逻辑低电平输入端经电阻接地时，与接逻辑低电平等效。等效。74LS系列：系列：RON=9k64、 电容的储能作用：电容的储能作用： (1)电容具有储能作用，当两端电压增大时，储存电场能电容具有储能作用，当两端电压增大时，储存电场能；当两端电压减小时，释放电场能。；当两端电压减小时，释放电场能。

6、(2)微分电路：微分电路： (3)积分电路：积分电路：CRv vIv vdv vc+ 电容上的电压不能突变。电容上的电压不能突变。换路定律：换路定律：v vC(0+)=v vC(0-)CRv vIv vc+ 稳态时，电容相当于开路。稳态时，电容相当于开路。78.1 单稳态触发器单稳态触发器 1) 电路有一个稳态、一个暂稳态电路有一个稳态、一个暂稳态; 2) 在外加触发信号的作用下，电路由稳态翻转到暂稳态；在外加触发信号的作用下，电路由稳态翻转到暂稳态； 3) 经过一段时间，电路将自动由暂稳态返回到稳态；经过一段时间，电路将自动由暂稳态返回到稳态； 4)暂态的持续时间只取决于电路参数，而与所加触

7、发信号的宽度无暂态的持续时间只取决于电路参数，而与所加触发信号的宽度无关。关。与基本与基本SR触发器区别！触发器区别！单稳态触发器的特点：单稳态触发器的特点：注意注意:后者为双稳态电路后者为双稳态电路88.1.1 用用CMOS门电路组成的门电路组成的微分型单稳态触发器微分型单稳态触发器两个与非门两个与非门(或非门或非门)+RC微分电路构成微分电路构成1、电路组成：、电路组成：注意与注意与P389 图的不同：输入端未加微分电路图的不同：输入端未加微分电路11v vO1v vOG2G1v vIVDDRCv vI2v vI2与作业类似与作业类似&v vO1v vOG2G1v vIRC与基本与

8、基本SR锁存器锁存器有何不同？有何不同？输入为窄脉冲，输出为宽脉冲输入为窄脉冲，输出为宽脉冲9v vIv vO1v vI2v vO(1) v vI未加单正脉冲未加单正脉冲 v vI =0稳态时稳态时C开路开路v vI2=1 v vO=00V01012、或非门组成的微分型单稳态触发器的工作原理、或非门组成的微分型单稳态触发器的工作原理电容两端电压相等，电容两端电压相等， v vC=0V电路处于稳态电路处于稳态11v vO1v vOG2G1v vIVDDv vI2RC+v vO1=VDD10v vIv vO1v vI2v vO11v vO1v vOG2G1v vIVDDv vI2(2) v vI加

9、触发单正脉冲加触发单正脉冲,电路进入电路进入暂稳态暂稳态;v vO1=0，电容电压不能突变，电容电压不能突变v vI2下跳变下跳变 v vO=1v vCv vO=1 v vO1=0v vO=1形成正反馈，即使形成正反馈，即使v vI正脉冲消失，正脉冲消失，输出仍能维持输出仍能维持自锁。自锁。010此状态能否一此状态能否一直保持下去？直保持下去？+11v vIv vO1v vI2v vO11v vO1v vOG2G1v vIVDDv vI2(3) VDD经经R向电容向电容C充电，充电，v vI2逐渐升高；逐渐升高；0VTH(4)当当v vI2阈值电压阈值电压Vth时，时，电路状态将发生突变：电路

10、状态将发生突变：+12v vIv vO1v vI2v vO11v vO1v vOG2G1v vIVDDv vI2VDD+VTHVDD+v vO由由1变变0v vO1=1(注意：注意：此此时时v vI的正脉冲已撤消的正脉冲已撤消)电容电压不能突变电容电压不能突变v vC=Vth v vI2上升到上升到VDD+Vthn如果如果G2是是CMOS门，由于保护二极管的钳位作用门，由于保护二极管的钳位作用 v vI2只能上升到只能上升到VDD+VTHVth0001暂态过程结束暂态过程结束+1311v vO1v vOG2G1v vIVDDv vI2VTH+VDD+VDD+VTHv vIv vO1v vI2v

11、 vO(5) 恢复过程恢复过程:电路返回稳态电路返回稳态: v vI=0 v vI2= VDD v vO=0 v vO1=1电容放电，电容放电，v vC恢复到稳态值恢复到稳态值 ;等待下一次触发等待下一次触发特点特点: 输入窄脉冲，输入窄脉冲， 输出宽脉冲。输出宽脉冲。14(1)输出脉冲宽度输出脉冲宽度tWVDD+VTHv vI2v vOVTHVDD+11v vO1v vOG2G1v vIVDDv vI20tWtW=0.7RC 只取决于电路参数，与输入只取决于电路参数，与输入脉冲宽度无关。调节脉冲宽度无关。调节R或或C，可改可改变变tW宽度。宽度。tW+3、主要参数计算：、主要参数计算： 根据

12、根据RC电路瞬态分析的电路瞬态分析的三要素法：三要素法：RVTH=VDD/215(2)恢复时间恢复时间tre0tre 一般认为经过一般认为经过(35)RC时间，时间，电容已经放电完毕，即：电容已经放电完毕，即：(3)最大工作频率：最大工作频率： 则，触发脉冲的间隔则，触发脉冲的间隔(周期周期)最小不能小于最小不能小于tw+tre， 即：即：Tmintw+treVDD+VTHv vRv vOVTHVDD+tWtre=(35)RC164 4、讨论：、讨论：11v vO1v vOG2G1v vIVDDv vI2RC (1)为保证触发脉冲为窄脉冲，为保证触发脉冲为窄脉冲，输入端加输入端加RC微分电路微

13、分电路Cdv vIv vdRd (2)为避免在瞬态结束瞬间为避免在瞬态结束瞬间v vI2上跳变上跳变时损坏时损坏CMOS门，在器件内部有二极门，在器件内部有二极管保护电路。管保护电路。 (3)与非门组成的微分型单稳态触发器是负窄脉冲触发与非门组成的微分型单稳态触发器是负窄脉冲触发，输出负宽脉冲！，输出负宽脉冲！ (4)用用TTL与非门组成微分型单稳态触发器与非门组成微分型单稳态触发器(图图8.1.1a)，考虑到，考虑到输入电流，则应输入电流，则应R Roff，而，而Rd Ron。CMOS门组成的单稳态触门组成的单稳态触发器中发器中R、 Rd 不受此限制。不受此限制。17补充：补充： 积分型单稳

14、态触发器积分型单稳态触发器工作原理：工作原理：1) 稳态：稳态： v vI=0，未加触发正脉冲，未加触发正脉冲G1、G2封锁封锁,v vO1=v vO=1；2) v vI加触发正脉冲加触发正脉冲,电路由稳态电路由稳态变为暂态：变为暂态： v vI G1开启开启,v vO1由由1 0v vc=1不能突变，不能突变，G2全全1出出0， v vO由由1 0两个与非门两个与非门+RC积分电路积分电路011100v vIv vOG1G2v vcv vO11&RvO1经经R向向C充电至充电至vc=vO1=118v vIv vOG1G2v vcv vO11&R1003) v vc经经R和导通

15、和导通G1放电，电路自放电，电路自动返回稳态。动返回稳态。v vc c v vthth时时G2封锁封锁v vO由由0 1即使即使 v vI正脉正脉冲仍存在冲仍存在4) 恢复过程恢复过程v vI下跳变下跳变 G1封锁封锁,v vO1由由0 1，v vO1又经又经R向向C充电，经充电，经3RC后，后， v vc=1 稳态稳态vth1119v vIv vO1v vcv vOn稳态稳态n 触发触发n电容放电电容放电n输出翻转输出翻转n输入消失输入消失n电容充电电容充电n恢复稳态恢复稳态tI波形图波形图tWv vIv vOG1G2v vcv vO1&1特点特点: 输入宽脉冲，输入宽脉冲， 输出窄

16、脉冲。输出窄脉冲。1 23 4 5 6 7 20输出脉冲宽度输出脉冲宽度tW取决于取决于电容从电容从v vOH=3.6v放电至放电至阈值电平阈值电平1.4V的过渡时的过渡时间。间。v vO1v vcv vO2123 4 5 6 7 tWtpitWRO=100 TTL与非门的输出电阻与非门的输出电阻v vIv vOG1G2v vcv vO11&RC21(1)电路中无反馈电路中无反馈电路状态转电路状态转换过程较慢换过程较慢输出波形上升输出波形上升沿较差，沿较差，(2)电路要正常工作必须电路要正常工作必须tpi tW 适用于宽脉冲触发的电路。适用于宽脉冲触发的电路。v vIv vOG1G2v

17、 vcv vO11&RC两点说明：两点说明：为此，后面再加一级整形电路。为此，后面再加一级整形电路。触发脉冲最小周期触发脉冲最小周期 Tmin5RC v vO1v vcv vO123 4 5 6 7 tWtpitW22积分型单稳态触发器：积分型单稳态触发器：宽脉冲触发，触发脉冲宽度要求宽脉冲触发，触发脉冲宽度要求tpitW，尖峰脉冲干扰不会引，尖峰脉冲干扰不会引起误动作起误动作抗干扰能力较强。抗干扰能力较强。但是由于没有正反馈，输出波形的边沿不理想。但是由于没有正反馈，输出波形的边沿不理想。微分型单稳态触发器：微分型单稳态触发器：窄脉冲触发，容易引起误动作；窄脉冲触发，容易引起误动作；

18、电路中有正反馈，所以输出的边沿比较好。电路中有正反馈，所以输出的边沿比较好。两种单稳态触发器比较：两种单稳态触发器比较：23分为可重复触发和不可重复触发两类。分为可重复触发和不可重复触发两类。不可重复触发型不可重复触发型电路进入暂稳态电路进入暂稳态(被触发状态被触发状态)时，不受触发输入时，不受触发输入影响，只有返回稳态后才可以被再次触发。影响，只有返回稳态后才可以被再次触发。可重复触发型可重复触发型电路在暂稳态中仍然可以接受输入，可以被重复电路在暂稳态中仍然可以接受输入，可以被重复触发，每触发一次，电路暂稳态会继续保持触发，每触发一次，电路暂稳态会继续保持tW。不可重复触发不可重复触发tWt

19、WtWtW可重复触发可重复触发t（74121、74221、74LS221）（74122、74123、74LS122）8.1.2 集成单稳态触发器集成单稳态触发器24 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定时元件的连接：定时元件的连接：R：外接电阻或采用内部电阻：外接电阻或采用内部电阻C：外接电容：外接电容输出缓冲电路输出缓冲电路(1)电路结构：电路结构：25Rext/Cext,Cext,Rint外接电阻外接电阻/电容电容/内接电阻引脚内接电阻引脚QNCA1A2BQGNDVCCNCNCNCR

20、ext/CextCextRint74121741211234567141312111098A1、A2、B触发输入触发输入Q、Q 输出输出74121功能表功能表 HHQA1A2BQL HL LHL LLHHH LHHHHHHL L不可不可触发触发下降沿下降沿触发触发上升沿上升沿触发触发(2)引脚图和功能表引脚图和功能表26(3)工作波形：工作波形：A1A2=0B有上升沿有上升沿B=1, A1A2=1并并A2有下降沿有下降沿B=1, A1A2=1并并A1有下降沿有下降沿27外接电容接在外接电容接在10，11引脚引脚(Cext, Rext/Cext)之间，之间，如果如果C有极性，正极接有极性，正极接

21、10脚脚(Cext)若使用内部电阻若使用内部电阻(2k)，把，把9引脚引脚(Rint)接接VCC若使用外部电阻若使用外部电阻(1.440k)，电阻两端分别接，电阻两端分别接11,14脚脚(Rext,VCC)输出脉冲宽度输出脉冲宽度tw=0.7RC(4)定时方式：定时方式：外接电阻外接电阻内部电阻内部电阻+288.1.3 单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用1、定时、定时利用单稳态触发器输出一定宽度的脉冲，控制其它电路，利用单稳态触发器输出一定宽度的脉冲，控制其它电路，使之在使之在tW时间内动作或不动作。时间内动作或不动作。用单稳态触发器控制脉冲的定时通过用单稳态触发器控制脉冲的定时通过&

22、;单稳态单稳态触发器触发器v vIv vAv vBv vOv vAv vIv vBv vOtW29 vI t t1 0 t tw1 tw1 vO1 0 t tw2 tw2 vO 0 v vO的上升沿相对于的上升沿相对于v vI的上升沿延迟了的上升沿延迟了tW1的时间，其宽度由的时间，其宽度由R1、C1决定！决定！2、延时、延时将输入信号延迟一定时间之后输出。将输入信号延迟一定时间之后输出。303、消除噪声电路、消除噪声电路(脉宽鉴别电路脉宽鉴别电路)只要设置只要设置tW，使之小于有用信号宽，使之小于有用信号宽度，而大于噪声宽度。度，而大于噪声宽度。对有用信号，在输入仍保对有用信号，在输入仍保持

23、阶段，持阶段，CP有上升沿，可以有上升沿，可以输出信号；输出信号；对干扰，在对干扰，在CP上升沿到来时上升沿到来时，已经消失，所以被消掉。，已经消失，所以被消掉。VCCA1A2BCext Rext/CextQ1DRC1v vIv vO7412174121(1) v vI =0D=0，R=0，触发器清零触发器清零;(2) v vI =1 D=1，R=1， CP无上升沿，触发器输出不无上升沿，触发器输出不变变;(3) v vI =1 D=1，R=1， CP上升沿，触发器输出上升沿，触发器输出1。v vIQv vOD触发器：触发器：D、R接接v vI；CP接接Q干扰脉冲干扰脉冲tW干扰脉冲干扰脉冲3

24、18.2 施密特触发器施密特触发器n具有两个稳态；具有两个稳态；n电路状态的转换与维持均依赖于外加触电路状态的转换与维持均依赖于外加触 发发电平，输入电压在某一点上会导致输出电平，输入电压在某一点上会导致输出 电压电压的突变；的突变；n输入信号电压上升和下降对应的阈值电输入信号电压上升和下降对应的阈值电 压不压不同。同。VT+VT-v vIv vOv vIv vOVT+VT-输入信号为上升趋势的电压，对应阈值电输入信号为上升趋势的电压，对应阈值电压压VT+输入信号为下降趋势的电压，对应阈值电输入信号为下降趋势的电压，对应阈值电压压VT-电压传输特性具有滞回特性：电压传输特性具有滞回特性：VT+

25、VT-VT=称为回差称为回差电路特点：电路特点：328.2.1 门电路组成的施密特触发器门电路组成的施密特触发器 1、电路组成：图反相器组成的施密特触发器、电路组成：图反相器组成的施密特触发器G1、G2：CMOS反相器；反相器；设阈值电压设阈值电压Vth=VDD/2， R1R2v vIv vOv vO1v vI1R1R211G1G2显然显然, G1门的输入门的输入v vI1决定着电路的状态。决定着电路的状态。状态翻转的临界时刻为状态翻转的临界时刻为v vI1 = Vth根据叠加原理有根据叠加原理有33(1)当当v vI=0V时时 G1门截止，门截止， G2门导通门导通 v vO=0V。设输入为

26、三角波设输入为三角波由此求得正阈值电压由此求得正阈值电压VT+2、工作原理：、工作原理：tv vIVTHVT+IIvRRRv2121 VT+VTHv vI1=v vI从从0V逐渐逐渐,只要只要v vI1 VTH，即，即vI VT+时，时，v vO=0V不变。不变。tv vOv vIv vOv vO1v vI1R1R211G1G2vI从从0V逐渐逐渐,当当vI上升到使上升到使vI1=VTH时时34tv vIVTHVT+tv vO(2) v vI继续继续,当使当使v vI1 Vth时，时， 电路发生如下正反馈过程：电路发生如下正反馈过程：v vI1 v vo1 v vo 电路状态很快转换为电路状态

27、很快转换为v vo VDD ，由此负阈值电压由此负阈值电压VT-v vO=VDDVT-VTHVT-(3) v vI，到达最大值后，到达最大值后，只要，只要v vIVT-，v vO保持保持VDD不变。不变。v vIv vOv vO1v vI1R1R211G1G235tv vIVTHVT+tv vOVT-(4) v vI继续继续，当，当v vIVT-时，电路时，电路发生如下正反馈过程：发生如下正反馈过程：v vI1 v vo1 v vo 电路状态很快转换为电路状态很快转换为v vo= 0V 。(5) v vI ，到达最小值后上，到达最小值后上升，只要升，只要v vI vth电容反向充电电容反向充电

28、v vA下降下降在在v vR vth时，时，v vo不翻转。不翻转。v vo=0v vo1=1v vo2=0v vR vthv vC经经R放电放电(或或v vo1向向C反向充电反向充电)v vA0tv vo0tv vo20tv vo10tv vRVth111RRSCAv vov vo1v vo2v vR第一暂态第一暂态55(2)当当v vRv vth时，时，v vo翻转翻转v vo1、v vo2也随着一起翻转。也随着一起翻转。注意注意: 由于电容电压不能突变由于电容电压不能突变, ,当当v vo1o1 发发生下跳变时生下跳变时, ,v vR R下跳变同样的值下跳变同样的值。V111RRSCAv

29、 vov vo1v vo2v vR0tv vo0tv vo20tv vo10tv vRVth56只要只要v vRv vth，v vo就就不不翻转。翻转。(3)(3)由于由于v vo1R，忽略与非门输出电阻，且，忽略与非门输出电阻，且VOL0 ，则有则有60补充补充:实验电路实验电路2积分型单稳态触发器积分型单稳态触发器11v vIv vo1v vCRv voCv vIv vcv vo1v vo输入宽脉冲，输入宽脉冲，输出窄脉冲。输出窄脉冲。61补充补充:实验电路实验电路3微分型单稳态触发器微分型单稳态触发器G1G2G3整形作用整形作用稳态：稳态：V Vi未加触发负脉冲，未加触发负脉冲，C断路，

30、断路，R=510 Ron(相当于输入高电平相当于输入高电平)G1开通开通v vo1=0为什么为什么?R1为什么取为什么取10K?微分电路微分电路将宽脉冲变为将宽脉冲变为窄脉冲窄脉冲注意注意两个微分电路的不同！两个微分电路的不同！62v vIttv vdttttv vo1v vRv vo2v voG1G2G3波形图波形图tW100oR其中其中638.4 555定时器及其应用定时器及其应用预备知识：电压比较器预备知识：电压比较器模拟电子中有详述模拟电子中有详述电压比较器是运算放大器的非线性应用（开环）电压比较器是运算放大器的非线性应用（开环） 运算放大器是一种高输入阻抗、低输出阻抗、高增益、运算放

31、大器是一种高输入阻抗、低输出阻抗、高增益、低漂移的直耦式多级放大器。低漂移的直耦式多级放大器。C+v vI+v vI-v vO符号符号同相同相输入端输入端反相反相输入端输入端当当v vI+ v vI-时，时，v vO= +VOmax输出为逻辑输出为逻辑1；当当v vI+V-输出输出1V-V+输出输出0门控放电管：受门控放电管：受Q控制的放电开关控制的放电开关RD输出缓冲级：提高带负载能力，隔离输出缓冲级：提高带负载能力，隔离负载的影响负载的影响RS控制电压控制电压阈值输入阈值输入触发输入触发输入放电端放电端复位端复位端电源电源接地接地输出端输出端1、电路结构、电路结构:芯片有八个管脚芯片有八个

32、管脚阈值输入阈值输入触发输入触发输入控制电压控制电压放电端放电端输出端输出端复位端复位端电源电源接地接地65(2)v vI12/3VCC;v vI21/3VCCR=0,S=0Q=1v vO=1，TD截止截止;(3)v vI11/3VCCR=1,S=1Q保持保持v vO保持，保持，TD保持保持;(4)v vI12/3VCC;v vI22/3VCC;v vI21/3VCC R=0,S=1Q=0 v vO=0，TD导通导通2、工作原理工作原理RD=0时，时，TD导通，导通，v vO=0RD1/3VCC2/3VCC设设RD=1、VCO悬空，悬空，由于三个电阻的分压关由于三个电阻的分压关系，系，RS66

33、输输 入入输输 出出RDv vI1v vI2v vOTD状态状态0低电平低电平导通导通1低电平低电平导通导通1不变不变不变不变1高电平高电平截止截止CCV32CCV31CCV32CCV31CCV32CCV311高电平高电平截止截止CCV32CCV31555 定时器的功能表定时器的功能表则电路相应的所有阈值都发生变化。则电路相应的所有阈值都发生变化。思考：思考：RD=1时，若加控制电压时，若加控制电压VCO，如何？，如何？阈值输入阈值输入触发输入触发输入R=0S=1R=1S=0R=1S=1R=0S=067则电路相应的所有阈值都发生变化。则电路相应的所有阈值都发生变化。思考：思考：RD=1时，若加

34、控制电压时，若加控制电压VCO，如何？，如何？vI1=VCOvI2=1/2VCO683、555定时器的应用定时器的应用a. v. vI1/3VCC时，时，C1输出高电平，输出高电平，C2输出低电平，输出低电平，v vO1=1c. 1/3VCC v vI2/3VCC时，时，C1输出低电平输出低电平，C2输出高电平，输出高电平，v vO1=0RS69如果如果v vI从小变大，从小变大，v vI1/3VCCv vO1=11/3VCC v vI2/3VCCv vO1=0如果如果v vI从大变小，从大变小，v vI2/3VCCv vO1=01/3VCCv vI2/3VCCv vO1=0 v vI1/3V

35、CCv vO1=1设设v vI输入为三角波输入为三角波v vIv vO1VCC12348765VCOVCC1v vO2VT+=2/3VCC; VT-=1/3VCC反相输出的施密特触发器反相输出的施密特触发器RS70v vIv vO1 若在若在5引脚上加控制电压，引脚上加控制电压，可以改变可以改变VT+,VT-电压传输特性：电压传输特性：VT+VT-v vO1=0时，时，v vO2=0V; v vO1=1时，时，v vO2=VCC1v vIv vO1VCC12348765VCOVCC1v vO2RS71tv vOVT+2/3 VCCVT-1/3 VCCv vIt波形图波形图三角波三角波矩形波矩形

36、波波形变换波形变换72v vOVCCR1Cv vC0.01uF12348765R2(2)构成构成多谐振荡器多谐振荡器:a.初始初始Vc=0，电源合闸，电源合闸，VCC经经R1、 R2向向C充电，充电， v vC增大，在增大，在v vC2/3 VCC时，时， v vO=1，放电管放电管TD截止；截止；b. v vC继续增大，当继续增大，当v vC2/3 VCC时，时， v vO=0，放电管，放电管TD导通；导通；c. v vC经经R2 和放电管和放电管TD放电，放电， v vC下降，当下降，当v vC1/3 VCC时，时， v vO=1，放电管，放电管TD又截止；又截止；d. VCC又经又经R1

37、、 R2向向C充电，充电， v vC增大增大周而复始，周而复始，v vO输出矩形波。输出矩形波。RS73VT+VT-v vCv vOtPLtPH占空比：占空比：q(%)=tPH/(tPL+tPH) * 100%=(R2+R1)/(2R2+R1) * 100%VCC经经R1 、R2向向C充电充电VC经经R2和放电管和放电管TD放电放电可见占空比只与电阻有关系可见占空比只与电阻有关系74vOVCCR1C0.01uF12348765R2R3RARB充电路径：充电路径：tPH=RACln2放电路径：放电路径：tPL=RBCln2占空比：占空比：q(%)=tPH/(tPL+tPH) * 100%=RA/

38、(RA+RB) * 100%占空比可调的方波发生器占空比可调的方波发生器 利用利用D单向导电特性，将充单向导电特性，将充、放电回路分开，再加上电、放电回路分开，再加上电位器调节，便构成了占空比位器调节，便构成了占空比可调的多谐振荡器可调的多谐振荡器75VCC 5k vIC vI1 C1 5k vI2 C2 5k v O T S R RD & & & 1 G vO vI(3)构成单稳态触发器构成单稳态触发器v vIv vOVCCRCv vC0.01uF12348765电路组成：电路组成：触发信号从触发输入端触发信号从触发输入端v vI2 (2) 输入，输入，将放电端将放电

39、端(7)与阈值输入端与阈值输入端(6)v vI1相连，相连，同时对电源和对地分别接入同时对电源和对地分别接入R和和C，76VCC 5k vIC vI1 C1 5k vI2 C2 5k v O T S R RD & & & 1 G vO vI(3)构成单稳态触发器构成单稳态触发器v vIv vOVCCRCv vC0.01uF12348765a.电路的稳态电路的稳态:vc=0，vo=0， R=S=1v vI=1(未加触发负脉冲未加触发负脉冲)：1 1）v vO=0， TD导通导通，vC迅速放电至迅速放电至0V， R=S=1 v vO保持低电平不变保持低电平不变 2）v vO

40、=1，TD截止，截止，VCC经经R向向C充电，充电，当当v vC2/3 VCC时，时，R=0，S=1 v vO=0VTD导通，导通， v vC迅速放电至迅速放电至0V R=S=1 v vO保持低电平不变保持低电平不变 。b. v vI加触发负脉冲，电路翻转为加触发负脉冲，电路翻转为暂态：暂态： v vI下跳变，当下跳变，当v vI 1/3 VCC时，时，S=0，R=1 Q=1, v vO跳变为高跳变为高电平，与此同时，电平，与此同时， TD截止，电截止，电容被充电容被充电 。77VCC 5k vIC vI1 C1 5k vI2 C2 5k v O T S R RD & & &a

41、mp; 1 G vO vI(3)构成单稳态触发器构成单稳态触发器v vIv vOVCCRCv vC0.01uF12348765c. 当当C充电至充电至2/3VCC时，时， R=0。如输。如输入端触发负脉冲已消失，即入端触发负脉冲已消失，即S=1 Q=0，于是，于是v vO跳变为低电平，同时跳变为低电平，同时TD导通，电容迅速放电至导通，电容迅速放电至0V，电路恢，电路恢复到稳态。复到稳态。78波形图：波形图：v vItv vCtVTHVCCv vOttW该触发器是不可重复触发型该触发器是不可重复触发型因为触发器回因为触发器回0的唯一条件是的唯一条件是v vC上升至上升至2/3VCC时，时，R=0。79在暂态过程中，在暂态过程中，即使即使v vI有新的负脉冲，有新的负脉冲，vo仍保持为仍保持为1，电路状态，电路状态不变，不变，直至暂态结束。直至暂态结束。2/3VCCRv vCv vI(S)v v