脉冲波形的产生与整形

脉冲波形的产生与整形

6.1多谐振荡器

6.2单稳态触发器

6.3施密特触发器

6.4555定时器及其应用6脉冲波形的产生与整形第2页,共28页，2024年2月25日，星期天6.2.1门电路组成的微分型单稳态触发器6.2.3单稳态触发器的应用6.2单稳态触发器第3页,共28页，2024年2月25日，星期天①电路有一个稳态，一个暂稳态。

一、单稳态触发器的工作特点：6.2单稳态触发器②在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态;③电路中RC延时环节的作用，暂稳态不能长久保持,经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间仅取决于RC电路的参数值。概述第4页,共28页，2024年2月25日，星期天二、单稳态触发器的组成：6.2单稳态触发器由门电路和RC电路组成三、单稳态触发器的分类概述根据RC电路的不同接法单稳态触发器分为微分型和积分型两大类。第5页,共28页，2024年2月25日，星期天6.2.1

门电路组成的微分型单稳态触发器

1.电路vO1vO2vcRvI&&vO1vO2vcvIRCMOS与非门构成的微分型单稳态触发器

CMOS或非门构成的微分型单稳态触发器

第6页,共28页，2024年2月25日，星期天vO1vO2vRvIvDDvDDvDD+

vthtttttpivthtwt1t22.工作原理a)没有触发信号时，电路处于一种稳态vO1vO2vcvIRvRvDD000116.2.1门电路组成的微分型单稳态触发器第7页,共28页，2024年2月25日，星期天vO1vO2vRvIvDDvDDvDD+

vthttttvthtpitwt1t22.工作原理vo1¯v

R­vO2­¯vIvR­vO2¯vO1­vO1vO2vcvIRvRvDD11106.2.1门电路组成的微分型单稳态触发器b)外加触发信号后，电路进入暂稳态c)电容放电，电路由暂稳态自动返回到稳态0第8页,共28页，2024年2月25日，星期天3.主要参数的计算vO1vO2vRvIvDDvDDvDD+

vthtttttpivthtwt1t2tw≈0.7RC

(1)

输出脉冲宽度tw

(2)

恢复时间tre

tre=3

d

(3)

最高工作频率fmax

6.2.1门电路组成的微分型单稳态触发器

R(t)=VR()＋[VR(0+)－VR()]

R(0+)=0

R()=VDD

=RC第9页,共28页，2024年2月25日，星期天vO1vO2vcvIRvRVCC4.讨论CdRdvDvI1vo2如果输入端采用微分电路时，Rd应大于2k

，使得稳态时

D大于G1的开门电平(VON)

。6.2.1门电路组成的微分型单稳态触发器电阻R的取值可以是任意的吗？采用TTL与非门构成单稳电路时，电阻R要小于0.7k

。在暂稳态结束(t=t2)瞬间，门G2的输入电压

R达到VDD+VT，可能损坏G2门，怎么办？输入的触发脉冲的宽度可以是

任意的吗？如触发脉冲的宽度

太宽会有什么问题？第10页,共28页，2024年2月25日，星期天6.2.3单稳态触发器的应用1.定时

twtw第11页,共28页，2024年2月25日，星期天6.2.3单稳态触发器的应用2.延时

vO1vO2vRvIvDDvDDvDD+

vthtttttpivthtwt1t2第12页,共28页，2024年2月25日，星期天图9.4.1555集成定时器一、555集成定时器

6.4555定时器及其应用电源端放电端GND低电平触发端高电平触发端电压控制端复位端输出端UDDDTHCOG

TLUoRD8765

5551234第13页,共28页，2024年2月25日，星期天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。6.4.1555定时器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TvovICvI1vI2vo’C1C2+--+(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)RS&5k

5k

5k

&&1RDVCC(8)G1、电路组成第14页,共28页，2024年2月25日，星期天0106.4.1

555定时器TvovICvI1vI2vo’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15页,共28页，2024年2月25日，星期天

555定时器功能表不变不变1导通01截止11导通00××放电管T输出(VO)复位(RD)触发输入(VI2)阈值输入(VI1)输出输

入6.4.1

555定时器第16页,共28页，2024年2月25日，星期天二、555定时器的应用（一）单稳态触发器

只有一个稳态的触发器。

特点：在外来触发信号的作用下，能够由稳态翻转成另一暂稳状态，暂稳状态维持一定时间后，又会自动返回到稳态。第17页,共28页，2024年2月25日，星期天◆

无触发信号时：

ui=“1”①设Q=1→Q=0→Q=1

，三极管导通→7端接通，C放电→

U6＜23UDD

②设Q=0

Q维持

0态。→Q=0→三极管截止，7端断开23UDD→

U6＞→电容C充电→uC=u6

→Q=0→Q=1，三极管导通→7端接地，C不能充电，触发器的稳态为:

uo=Q=084153uoui+UDDRC555627图9.4.2单稳态触发器下一页上一页返回上一节第18页,共28页，2024年2月25日，星期天(1)t=0~t1时，ui未输入:0tui0tuC0tuot184153uoui+UDDRC555627uo=0(2)

t=t1~t2时，输入触发脉冲ui:u2=ui

13UDD→uo=1→C充电:uC=u6

t2③t

t2时，ui消失，u2=ui

13UDDC继续充电：uC=u6

23UDD，uo=Q=123UDD→

u6=uC=下一页上一页返回上一节第19页,共28页，2024年2月25日，星期天0tui0tuC0tuot184153uoui+UDDRC555627t223UDDt3④t

t3时,→

uo=Q

=023UDDu6=uC

→Q=1

，三极管导通→C放电→U6＜23UDD→uo=Q=

0暂稳态tWtW=tln3=1.1RC下一页上一页返回上一节第20页,共28页，2024年2月25日，星期天[补充例题1]单稳态触发器的应用之一。84153uoui+UDDRC555627——

照明定时电路。第21页,共28页，2024年2月25日，星期天解：该电路是典型的由555集成定时器外接R和C组成的单稳态触发器。练习（1）如图为自动控制灯电路，当用手触摸金属片J

时，小电珠能亮10s左右，作为晚上看表或走廊的瞬时照明，试说明其工作原理。162784R

J

C

+6V5553这一单稳态触发器，在通常情况下即人手没有触摸时，其稳定状态为

0

，输出端3为低电平，小电珠不亮。在触发脉冲的作用下，即手触摸金属片J

时，相当于在输入端2加入一个负脉冲，它翻转成暂稳态1

，输出端3为高电平，小电珠亮。小电珠能亮10s左右表明了暂稳态持续时间，它与充电时间常数有关即tW=1.1RC。持续时间结束，触发器自动恢复原态即0

状态，小电珠灭。第22页,共28页，2024年2月25日，星期天

不变不变导通0截止1导通0××

T

VOVI2VI1输出输

入截止导通（二）无稳态触发器（多谐振荡器）

设uo=1,7端断开→uo=

0→7端接通，C放电→

U2＜13UDD23UDD→

U6＞→C充电→u6=u2=uC

→uo=

1→u6=u2=uC

84153uo+UDDR1C555627R2第23页,共28页，2024年2月25日，星期天uC0t23UDD0tuot1t2t384153uo+UDDR1C555627R213UDDtW2tW1T输出方波周期T的计算:T=tW1+tW2=0.7(R1+2R2)C占空比=tW1T第24页,共28页，2024年2月25日，星期天解:该电路是由

555集成定时器外接

R1、R2和C1组成的多谐振荡器。由电源＋UDD、按钮

SB、电阻

R3、R4和电容

C2组成多谐振荡器的起振控制电路。

练习（2）如图为一个电子门铃电路，SB

为门铃按钮，试分析其工作原理。162784R1+UDD5553R2C1C250.01FC3R3R4SB由多谐振荡器工作原理，门铃电路通常虽然接通电源，按钮未按，555芯片复位，输入端4通过R4电阻接地，使输出端

3始终处于低电平，多谐振荡器不起振，扬声器不发出音响。当按下按钮

SB时，电源通过按钮

SB、电阻

R3、R4和电容

C2

使复位输入端

4始终处于高电平，多谐振荡器开始起振，输出端

3连续输出一定频率的方波。门铃扬声器发出叫门音响直至按钮

SB断开而终止。下一题上一题返回练习题集第25页,共28页，2024年2月25日，星期天

[答]此时集成定时器中的基本R－S触发器的输入R=0，S=0，基本R－S触发器处于不定状态，故不能在这种情况下工作。练习(3)

555集成定时器能否在的情况下工作？第26页,共28页，2024年2月25日，星期天