第八章脉冲的变与换

第八章脉冲的变与换第1页，共96页，2023年，2月20日，星期三本章内容和要求■主要内容讨论几种脉冲波形的变换和产生电路:单稳态触发器，施密特触发器,多谐振荡器,定时器等。■教学要求掌握多谐振荡器,施密特触发器,单稳态触发器的电路构成和原理。掌握定时器的功能和具体应用。第2页，共96页，2023年，2月20日，星期三8.1单稳态触发器单稳态触发器与前面介绍的触发器不同，它具有下述特点：1、电路有一个稳态、一个暂稳态,没有触发信号作用时电路处于稳态。2、在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态，暂稳态不能长久保持。3、暂稳态维持一段时间后，会自动回到稳态，它的持续时间取决于延时环节RC电路的参数值。

单稳态触发器的这些特点广泛应用于脉冲波形的变换、定时与延时中。第3页，共96页，2023年，2月20日，星期三8.1.1用CMOS门电路组成的微分型单稳态触发器1、电路组成及工作原理

&VO1G1G2VI与非门及非门构成(a)≧1VO1G1G2VI 图8·1·1微分型单稳态触发器或非门及非门构成(b)CdCdRd1VOCRD1VOCRDVDDRd微分型单稳态触发器可由逻辑门和RC电路组成，由于构成单稳态触发器的两个逻辑门是由RC微分电路耦合，故称为微分型单稳态触发器。右图为CMOS门构成的单稳态触发器电路。(a)图有错：Rd下端应接VDD；或不要Cd,直连VI，对TTL门，电路正确。但要求Rd＞RON。第4页，共96页，2023年，2月20日，星期三微分型单稳态触发器(图b)的工作过程及原理⑵外加触发信号，电路由稳态翻转到暂稳态：vI

vo1vDvo设CMOS门电路的电压传输特性理想化，且其反相器的阈值电压VTH≈VDD∕2⑴没有触发信号时，电路处于一种稳态。没有触发信号时，VI为低电平，VD为高电平，电路的稳态是：vo1=VOH,,vo=VOL。注意：

vo即G2门输出vo2正反馈过程达到的暂稳态是：vo=VOH,,vo1

=VOL第5页，共96页，2023年，2月20日，星期三微分型单稳态触发器(图b:或非门及非门构成)的工作过程及原理00011≧1VO1G1G2VICd1VOCRDVDDRd1)没有触发信号时，电路处于一种稳态：vo1=VOH,,vo2=VOL。

(电容端电压近似为0）vO1vO2vDvIvDDvDDvDD+

vthtttttpivthtwt1t2(vo)第6页，共96页，2023年，2月20日，星期三（3）电容充电，电路由暂稳态自动返回至稳态在暂稳态期间，电源经电阻R和门G1的导通工作管对电容C充电，电路发生下述正反馈过程（设此时触发器脉冲已消失）：

C充电vD

vo

vo1☆于是G1门迅速截止，G2门很快导通，电路由暂稳态自动返回至稳态：vo1

=VOH,,vo

=VOL，电容将通过电阻R放电，使其上的电压恢复到初值。第7页，共96页，2023年，2月20日，星期三微分型单稳态触发器(图b:或非门及非门构成)的工作过程及原理≧1VO1G1G2VICd1VOCRDVDDRdvO1vO2vDvIvDDvDDvDD+

vthtttttpivthtwt1t2vD­vO2¯vO1­111003)电容放电，电路由暂稳态自动返回到稳态：vo1=VOH,

vo2=VOLvo1¯v

D­vO2­¯vI2)外加触发信号后，电路进入暂稳态：vo2=VOH,

vo1=VOL；电容开始充电。(vo)第8页，共96页，2023年，2月20日，星期三电路各点的工作波形图8·1·2微分型单稳态触发器各点工作波形vO1vOvIvDDvDDvDD+

vthttttvthtpitwt1t2VD(vo2)第9页，共96页，2023年，2月20日，星期三2、微分型单稳态触发器主要参数的计算（1）输出脉冲宽度tw输出脉冲宽度tw，也就是暂稳态的维持时间，可以根据VD的波形进行计算。将触发脉冲作用的起始时刻t1作为时间起点，于是有VD(0+)=0,VD(∞)=vDD,τ=RC,代人瞬态过程公式得VD(t)=vDD＋[0－vDD]e－t/τ,当t=tw时，VD(tw)=Vth,代人可求得tw=RC㏑当Vth=VDD/2,则tw≈0.7RC第10页，共96页，2023年，2月20日，星期三⑵恢复时间tre暂稳态结束后，使电路恢复到初始状态所需要的时间称为恢复时间tre。一般要经过（3～5）τ(τ为放电时间常数）的时间，放电才基本结束，故tre≈3τ。τ≈RC.⑶最高工作频率fmax设触发信号的时间间隔（即周期）为T，为使电路正常工作，应满足T＞（tw＋tre）的条件，即最小时间间隔Tmin=tw＋tre,,因此，单稳态触发器的最高工作频率第11页，共96页，2023年，2月20日，星期三3.讨论如图8.1.2所示，在暂稳态结束瞬间（t=t2),门G2的输入电压VD达到VDD＋Vth,为避免CMOS门损坏，器件内部设有保护二极管D。当输入脉冲宽度tpi很宽时，可在单稳态触发器的输入端加入Rd、Cd组成的微分电路。如在G2的输出端加入反相器G3则可改善输出波形。若采用TTL与非门构成如图8.1.1a所示的单稳电路时，电阻R要小于0.7kΩ。如果输入端采用Rd、Cd微分电路时，Rd的数值应大于2kΩ。以保证稳态时G2输入为低电平，G1输入为高电平。如用CMOS门，则电阻值不受此限制。第12页，共96页，2023年，2月20日，星期三图8·1·3宽脉冲触发的单稳电路v0≧111Cdv01v02G2G1RdCvdvIRvDDtpiG3D第13页，共96页，2023年，2月20日，星期三8.1.2集成单稳态触发器

两种单稳态触发器的工作波形如下图所示图a为不可重复触发的单稳态触发器的工作波形图b为可重复触发的单稳态触发器的工波形。两者的区别是：触发器在暂稳态期间，如有触发脉冲作用，前者不受影响，后者会重新被触发，暂稳态从最后触发沿起，继续延长tw时间。图8·1·4两种单稳电路工作波形VIVOtwtw(a)VIVOtwtwt△(b)第14页，共96页，2023年，2月20日，星期三1.不可重复触发的集成单稳态触发器电路A1A2B﹠﹠﹠﹠≥1﹠11Q111Rext/CextRintCextRintaRextG1G2G3G4G8G5G6G7G9触发信号控制电路微分型单稳态触发器输出缓冲器QTTL74121第15页，共96页，2023年，2月20日，星期三不可重复触发的集成单稳态

触发器电路引脚图Rext/Cext4123567141312111098VDDA1A2BCextNCRintQNCGNDNCQNCTTL集成器件74121图第16页，共96页，2023年，2月20日，星期三(1)不可重复触发的集成单稳态触发器电路连接内部定时电阻（2kΩ)，外接定时电阻（1.4kΩ-40kΩ之间)。第17页，共96页，2023年，2月20日，星期三（2）不可重复触发的集成单稳态触发器工作原理①电路由触发信号控制电路、微分型单稳态触发器及输出缓冲电路组成。②电路只有一个稳态：Q=０,Q=１③当图中a点有正脉冲触发时，电路进入暂稳态：Q=1,Q=0④Q为低电平后将G4门封锁，这时即使有触发信号输入，在a点也不会产生微分型单稳态触发器的触发信号，只有等电路返回稳态后，电路才会在输入触发信号作用下被再次触发。⑤74121的输出脉冲宽度tw≈0.7RC。第18页，共96页，2023年，2月20日，星期三表8.1.174121功能表LHLHLHLH

L×H×LH××LHH×H↓H↓HH↓↓HL×↑×L↑QQA1A2B输出输入（3）逻辑功能

第19页，共96页，2023年，2月20日，星期三■触发方式74121集成单稳态触发器有3个触发输入端，由功能表可知，在下列情况下，电路可由稳态翻转到暂稳态（有正脉冲输出）：①若A1,A2两个输入中有一个或两个为低电平，B发生由0到1的正跳变。②若B和A1,A2均为高电平，A输入中有一个或两个产生由1到0的负跳变。第20页，共96页，2023年，2月20日，星期三（4）工作波形第21页，共96页，2023年，2月20日，星期三2、可重复触发的集成单稳态触发器电路

TR-≥1111≥1﹠﹠﹠﹠﹠﹠VDDTPTN11≥11111VDDG12G11G1G2G3G4G8G5G6G7G9G10G13G14G15G16RDTR+V04V12V07CextRextVCQQ图8.1.8集成单稳态MC14528逻辑图控制电路三态门输出缓冲器第22页，共96页，2023年，2月20日，星期三2、可重复触发的集成单稳态触发器电路芯片

2Rext/Cext2TR+1Rext/Cext12345678161514131211109VDD1RD1TR+1TR-2Cext2RD2TR-1CextVSS2Q2Q1Q1Q集成单稳态MC14528引脚图第23页，共96页，2023年，2月20日，星期三表8.1.2MC14528功能表RDTR+TR-Q

Q功能

HHLL

H

稳态HH输入输出LL

H

清除HL

单稳

单稳第24页，共96页，2023年，2月20日，星期三可重复触发的集成单稳态触发器工作原理电路主要由三态门，积分电路、控制电路组成的积分型单稳态触发器及输出缓冲电路组成。分析：②稳态：Q=0,Q=1

令RD=1,无触发信号时，TR＋=1,TR－=0,通电瞬间vc=0使v04一定为高电平即1,TN,TP同时截止,Cext充电至VDD,电路维持稳态不变:Q=0,Q=1①清零：RD=0,Q=0,Q=1；第25页，共96页，2023年，2月20日，星期三可重复触发的集成单稳态触发器工作原理③触发与定时RD=1,TR＋=1,TR－加正触发脉冲或RD=1,TR－=0,TR＋加负触发脉冲,将使G2输出为0,G3输出为1,而原G8输出为1,故v04=0,v10=1,TN导通,Cext放电,vc下降至vth13时使Q=1Q=0而进入暂稳态Vc进一步下降达G9的阈值电压（vth9）时使G9的输出为0,从而使TN截止Cext充电,vc上升至vth13时,电路又回到稳态。注意：vth13＞vth9第26页，共96页，2023年，2月20日，星期三2.可重复触发的集成单稳态触发器MC14528工作波形t1TR+TR-0000VCVth13Vth9t2t3t4t5t6t7twtwt+twtttt脉冲宽度包括电容充电和放电两段。第27页，共96页，2023年，2月20日，星期三本图不含第2种触发方式稳态第28页，共96页，2023年，2月20日，星期三1.定时可使电路在一定脉冲宽度的时间内动作或不动作。图8.1.10单稳态触发器作定时电路的应用twtw8.1.3单稳态触发器的应用(a）逻辑图(b)波形图第29页，共96页，2023年，2月20日，星期三2、延迟图8.1.11由单稳构成的延迟电路VO74121QVCCCextBA1A2Rext/CextC174121QVCCCextBA1A2Rext/CextC2VIVCCQ2Q1(II)(I)R2R1(VO0)第30页，共96页，2023年，2月20日，星期三延迟电路工作波形：vo脉冲的上升沿相对于输入信号vi的上升沿延迟了tw1时间。第31页，共96页，2023年，2月20日，星期三3.组成噪声消除电路

噪声

RCCextCext/Rext74121vovccBA1A2vIC1DRvovIDCP(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。如图b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。第32页，共96页，2023年，2月20日，星期三8.2施密特触发器施密特触发器的电压传输特性:1、电平触发，滞回特性2、上限阈值电压VT+3、下限阈值电压VT-4、回差电压V=VT+-VT-图8·2·1施密特电路的传输特性VT+VT_VT+VT_vovIvovI同相输出反相输出第33页，共96页，2023年，2月20日，星期三8.2.1门电路组成的施密特触发器vI1vovIR1<R2I为三角波

作如下假定：

1.电路组成由叠加原理得第34页，共96页，2023年，2月20日，星期三vI100只要vI1<Vth，则保持vO=0V当vI1=Vth，电路发生正反馈：

1当vI=0V，vI1≈0V，vO=0V当vI上升，vI1也上升2.工作原理分析：由叠加原理得G1门的VI1VI1↑→V01↓→V0↑vI↑→

第35页，共96页，2023年，2月20日，星期三vI11只要vI1>Vth，则保持vO=VOH当vI1

=Vth，电路产生如下正反馈：

当vI下降，vI1也下降0

vI

vI1

vO

vO1将VDD=2Vth代人可得回差电压第36页，共96页，2023年，2月20日，星期三图8.2.3施密特触发器工作波形及传输特性曲线vIVT+VT_vO00tt0vIvOVT+VT_VOH(a)vO输出工作波形(b)vO输出传输特性曲线vI13.工作波形及电压传输特性VOH第37页，共96页，2023年，2月20日，星期三图8.2.3施密特触发器工作波形及传输特性曲线vI

VT+VT_vO100tt0vIvO1VT+VT_VOH(a)vO1输出工作波形(b)vO1输出传输特性曲线vI13.工作波形及电压传输特性VOH第38页，共96页，2023年，2月20日，星期三例8.2.1在图8.2.2所示的电路中，电源电压VDD=10V,G1，G2选用CC4069反相器，其负载电流最大允许值IOH(max)=1.3mA,门的阈值电压VTH≈(1∕2)VDD=5V,且（R1∕R2)=0.5。（1）求VT+,VT-和△VT。（2）试选择R1,R2值。vI1解：第39页，共96页，2023年，2月20日，星期三vI1解：（1）第40页，共96页，2023年，2月20日，星期三（2）为保证反相器G2输出高电平时不过载，应当选R2＝15kΩ时，R1=(1∕2)R2=7.5kΩ考虑到vI1第41页，共96页，2023年，2月20日，星期三8.2.2集成施密特触发器(CC40106)图8.2.4CMOS集成施密特触发器电路VI1VO(b)逻辑符号OVOVIVT-VT+(c)传输特性曲线TN4VITP1TP2TP3TP7TN8TN6TN5TP9TN10VDDTP11TN12施密特触发器整形级缓冲输出级(a）电路图VOVO，VS5VDD第42页，共96页，2023年，2月20日，星期三(1)施密特电路设P沟道MOS管的开启电压为VTP,N沟道MOS管的开启电压为VTN,输入信号VI为三角波。①当VI=0时，,VO=VOH,vs5≈VDD－VGSN6较高当VI电位逐渐升高到VI

>VTN时，TN4先导通，VI电位逐渐升高,到TP1TP2趋于截止并使VI-vs5

≥VTN时，TN5导通并引起如下正反馈过程：VO′↓→VS5↓→VGS5↑→RON5(TN5导通电阻)↓于是VO′为低电平，VO=0.电路原理分析：第43页，共96页，2023年，2月20日，星期三(1)施密特电路②当VI从高电平逐渐下降到时，电路又转换到VO=VOH的状态。在VDD>>VTN+|VTP|的条件下，VT+远大于VDD／2，且

随着VDD增加而增加。而VT-也要比VDD／2低很多。(2)整形级利用两级反相器的正反馈作用使输出波形有陡直的上升沿和下降沿。(3)输出级—反相器缓冲级第44页，共96页，2023年，2月20日，星期三8.2.3施密特触发器的应用1.波形的变换

图8.2.5利用施密特触发器实现波形变换：正弦波变矩形波第45页，共96页，2023年，2月20日，星期三2.波形的整形和抗干扰8.2.3施密特触发器的应用第46页，共96页，2023年，2月20日，星期三波形的整形和抗干扰

8.2.3施密特触发器的应用(a)具有顶部干扰的输入波形（b)回差电压小时的输出波形(c)回差电压大时的输出波形图8.2.7利用回差电压抗干扰vovIvovT2vT1ttt合理选择回差电压，可消除干扰信号。

(a)(b)(c)第47页，共96页，2023年，2月20日，星期三3.幅度鉴别※幅度超过vth(可设置vth＝vT+）的脉冲使电路有脉冲输出；幅度小于vth的脉冲则电路没有脉冲输出。从而达到幅度鉴别的目的。第48页，共96页，2023年，2月20日，星期三8.3.1门电路组成的多谐振荡器8.3.2用施密特触发器构成波形产生电路8.3多谐振荡器电路的组成及工作原理振荡周期的计算8.3.3石英晶体振荡器第49页，共96页，2023年，2月20日，星期三

多谐振荡器是一种自激振荡器，电路在接通电源后无需外接触发信号就能产生一定频率和幅值的矩形脉冲波或方波。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。

多谐振荡器

VCC8.3多谐振荡器

概述第50页，共96页，2023年，2月20日，星期三

开关电路

延时环节8.3多谐振荡器开关器件：如门电路、电压比较器、BJT管；作用是产生高、低电平；

多谐振荡器电路应由哪几部分组成？反馈延迟环节：利用RC电路的充放电特性实现延时，将输出电压恰当地反馈给开关器件使之改变输出状态，以获得所需要的振荡频率。

概述第51页，共96页，2023年，2月20日，星期三8.3.1门电路组成的多谐振荡器

1.电路组成开关器件：反馈延迟环节：由CMOS门电路组成的多谐振荡器逻辑门电路R、C电路第52页，共96页，2023年，2月20日，星期三

2.工作原理假定vO1

=1，vO2

=0

注意：Vth=VON=VOFF=VDD/2VCvIvO1¯vO2­­vO1VDD0vIVDDVth0vO2VDD0(1)第一暂稳态及电路自动翻转过程

01

vO＝vO2;vOH≈vDDvO1

=0，vO

=1进入第二暂稳态：当vI达到Vth时，电路发生下述正反馈过程：第53页，共96页，2023年，2月20日，星期三VCvO1

=0，vO2

=1

(2)第二暂稳态及电路自动翻转过程

二vO1VDD0vIVDDVth0vO2VDD0T1T2vI¯vO1­vO2¯10

进入第二暂稳态瞬间，vI将升至VOH+△V+(本应升至VOH+Vth,但由于保护二极管的钳位作用仅升（VOH+△V+）电路又回到第一暂稳态。第二暂稳态：随后，电容C放电使vI下降至Vth后，电路又发生下述正反馈过程：第54页，共96页，2023年，2月20日，星期三3.振荡周期T的计算:vO1VDD0vIVDDVth0vO2VDD0T1T2T=T1(充)+T2(放)运用求解暂态过程的三要素法：对于第一暂稳态，以t1作为时间的起点，t为T1=t2－t1,vI(0+)≈0V,vI(∞)=VDD,τ=RC,代人暂态公式求得第55页，共96页，2023年，2月20日，星期三vO1VDD0vIVDDVth0vO2VDD0T1T2T＝RC1n4≈1.4RC

在第二暂稳态，将t2作为时间的起点，则有vI(0+)≈VDD，vI(∞)=0，τ=RC，代人暂态公式求得将Vth=VDD/2代入得第56页，共96页，2023年，2月20日，星期三4、加补偿电阻的CMOS多谐振荡器

1

1

vI

vO1

vO

C

R

G1

G2

RS，有Rs>>R(一般取Rs=10R)。

当式T=RC㏑4≈1.4RC仅适于R>>RON(P)+RON(N)[RON(P)、RON(N)分别为CMOS门中NMOS、PMOS管的导通电阻]、CC分布（分布电容）的情况。一般的电路还在上图中增加一个补偿电阻Rs如上图，Rs可减少电源电压变化对振荡频率的影响电源电压波动时，会使振荡频率不稳定。第57页，共96页，2023年，2月20日，星期三8.3.2用施密特触发器构成波形产生电路对于典型值：VT+=2VT=1.6V,输出电压摆幅为3V时，

振荡频率f≈0.7/RC1RvovCC0110用施构成的多谐振荡器vC00VOtVT+VT-VOHVOLT1T2t第58页，共96页，2023年，2月20日，星期三1RvovCC0110例8.3.1：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。

解：把数据代入公式即可占空比为第59页，共96页，2023年，2月20日，星期三8.3.3石英晶体振荡器由门电路组成的多谐振荡器，周期T取决于RC和Vth，频率稳定性较差。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石英晶体振荡器。

X

0

fs

fp

电感性

电容性

f

电路符号

阻抗频率特性

R：使反相器工作在线性放大区C1：两个反相器间的耦合

C2：抑制高次谐波，以保证稳定的频率输出。

1

1

G1

G2

C1

R

R

C2

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1.石英晶体振荡器电路第60页，共96页，2023年，2月20日，星期三图8·3·8双相时钟发生器的逻辑图和波形图11﹥11&&1J1KC1QQA12AQ122.石英晶体振荡器应用实例：双相时钟发生器第61页，共96页，2023年，2月20日，星期三

8.4.1555定时器定时器应用举例8.4555定时器及其应用电路的组成

8.4.3

用555定时器组成单稳态触发器

8.4.4用555定时器组成多谐振荡器

8.4.2用555定时器组成施密特触发器

工作原理第62页，共96页，2023年，2月20日，星期三8.4.1555定时器1、电路组成第63页，共96页，2023年，2月20日，星期三555定时器是一种应用方便的中规模集成电路,只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。电阻分压器电压比较器基本RS触发器复位输入端(0)输出缓冲反相器集电极开路输出三极管C1C2&&&1TvovICvI1vI2vo’(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)RS5k

5k

5k

RDVCC(8)G+--+555定时器结构用方框图表示如下：电压比较器分压电路参考电压VI1/VI2RS

触发器输出放电管状态输入电压第64页，共96页，2023年，2月20日，星期三555定时器的电路符号++C1C2&&1QQ+VCCRDTD5K5K5KvICvI1vI2vOVo’43718256555(Q)第65页，共96页，2023年，2月20日，星期三附：电压比较器的工作原理+C1U+U-UOU+-U-UO电压传输特性U+>U-，UO为高电平U+<U-，UO为低电平第66页，共96页，2023年，2月20日，星期三010TvovICvI1vI2vo’C1C2+--+(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)RS&5k

5k

5k

&&1RDVCC(8)G

如果悬空0101010110111保持保持2.工作原理第67页，共96页，2023年，2月20日，星期三阈值输入(VI1)6触发输入(VI2)2复位(RD)4输出(VO)3放电管T集电极7××00导通＜2VCC/3＜VCC/311截止＞2VCC/3＞VCC/310导通＜2VCC/3＞VCC/31不变不变输入输出3.表8.4.1555定时器功能表第68页，共96页，2023年，2月20日，星期三图8·4·2由555定时器构成的施密特触发器00VIVOVCCVCCtt(b)波形图

8.4.2用555定时器组成施密特触发器

不变不变导通0截止1导通0××TVOVI2VI1输出输

入VCC1VIVCCVOVIC8(a)电路图26153745550.01μF第69页，共96页，2023年，2月20日，星期三用555定时器组成施密特触发器对近似正弦波的变换不变不变导通0截止1导通0××TVOVI2VI1输出输

入013VCC23VCCvIvOVOH第70页，共96页，2023年，2月20日，星期三8.4.3

用555定时器组成单稳态触发器用555定时器组成单稳态触发器——不可重复触发单稳不变不变导通0截止1导通0××TVOVI2VI1输出输

入

vO

vI

o

v

o

C

t

t2

t1

)(-CCVa、接通电源电路进入稳态O=0t

t

2

3

VCC

o

Vc=0

23

VCC

13

VCC1、工作原理第71页，共96页，2023年，2月20日，星期三C1_C2+用555定时器组成单稳态触发器不变不变导通0截止1导通0××TVOVI2VI1输出输

入b、当输入信号下降沿到达时,电路进入暂稳态

C1+

t

vO

VOH

o

vI

o

t

vC

o

1

3

VCC

2

3

VCC

t

t2

t1

0

tWtw=RC1n3≈1.1RC

c、电容放电,电路自动返回到稳态

1、工作原理第72页，共96页，2023年，2月20日，星期三■工作原理归纳1、没有触发信号时

电路的工作状态Q=0，VO=VOL，TD导通此时电路处于稳态稳态2、触发信号到来Q=1，VO=VOH，TD截止此时电路进入暂稳态，暂稳态维持时间为电容充电到2VCC/3的时间3、自动返回稳态充电使VC=2VCC/3时，电路返回到稳态暂稳态vc0tVOtw00ttvIVcc第73页，共96页，2023年，2月20日，星期三图8·4·6由555定时器构成的可重复触发单稳电路RVCC85555550.01F12673485+-VOvIR1TVCVCC0tVOtw00ttVIVI失落脉冲报警电路图波形2、用555定时器组成可重复触发单稳第74页，共96页，2023年，2月20日，星期三2、用555定时器组成可重复触发单稳当VI输入负脉冲后，电路进入暂稳态，同时三极管T导通，电容C放电。输入负脉冲撤除后，电容C充电，在VC未达到2/3VCC之前，VI输入新的负脉冲，T再导通，电容C放电、又充电，使暂稳态继续。此电路可用作失落脉冲检测。工作过程：第75页，共96页，2023年，2月20日，星期三图8·4·7脉冲宽度调节器—通过在5脚加一个变化电压实现vO55512673485CVCCVIVICR00VICVIVCCVCCtt(b)波形图0tVOVCC(a)逻辑图第76页，共96页，2023年，2月20日，星期三8.4.4用555定时器组成多谐振荡器图8.4.8用555定时器组成多谐振荡器电路R1R2vo

2

3

VCC

1

3

VCC

vC

0

t1

t2

tPLtPHtPL=R2C1n2≈0.7R2C

tpH=(R1+R2)C1n2≈0.7(R1+R2)C

不变不变导通0截止1导通0××TVOVI2VI1输出输

入截止导通第77页，共96页，2023年，2月20日，星期三

VCC

1vO

0.01mF

C

R3

84

555

7

6

2

3

5

1

RA

RB

R3

D2

+

杴

vC

D1

R2R1用555定时器组成多谐振荡器tPL=RBC1n2≈0.7RBC

tpH=RAC1n2≈0.7RAC

——占空比可调电路图第78页，共96页，2023年，2月20日，星期三8·1·2，8·1·3，8·2·1，8·3·3，8·4·1，8·4·4，作业：第79页，共96页，2023年，2月20日，星期三第八章小结1.集成单稳态触发器分为非重复触发和可重复触发两大类，在暂稳态期间，出现的触发信号对非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。2.在数字电路中，施密特触发器实质上是具有滞后特性的逻辑门，它有两个阈值电压。电路状态与输入电压有关，不具备记忆功能。除施密特反相器外还有施密特与非门、或非门等。第80页，共96页，2023年，2月20日，星期三3.在多谐振荡器中，电路从暂稳态过渡到另一个状态，其“触发”信号是由电路内部电容充(放)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,它与电路的阻容元件取值有关。电路中RC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。4.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体振荡器。第81页，共96页，2023年，2月20日，星期三5.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555定时器外，目前还有556(双定时器)、558(四定时器)等。习题选解第82页，共96页，2023年，2月20日，星期三解：分析所给的时序关系可知，Va与CP呈4分频关系，而Vb是在Va的下降沿触发下产生脉宽为tw的正脉冲.8.1.4某控制系统要求产生的信号Va、Vb与系统时钟CP的时序关系如图题8.1.4所示。试用4位二进制计数器74LVC161、集成单稳74121设计该信号产生电路，画出电路图。VaVb第83页，共96页，2023年，2月20日，星期三电路图如下：QAQBQC

QD

RCCextCext/Rext74121vccBA1

A21QVb1CPRDETEP74161Va&依题意，用4位二进制计数器74161组成对CP4分频电路得到Va信号，再用Va作为74121的触发信号，根据tw选择RC的值，使tw＝0.7RC,这样在74121的Q端即可得到Vb的波形。74161是具有异步清零功能的计数器，也可以把之接成4进制计数器，即把QC作为非门的输入端，输出端接RD，所得的Va波形和题目要求完全一样。第84页，共96页，2023年，2月20日，星期三如果波形如下图，电路又如何？电路图更改如下：QAQBQC

QD

RCCextCext/Rext74121vccBA1

A21QVb1CPRDETEP74161Va&1VaVb第85页，共96页，2023年，2月20日，星期三8.2.2集成施密特电路和集成单稳态触发器74121构成的电路如图题8.2.2所示。已知集成施密特电路的VDD=10V,R=100kΩ,C=0