第7章-脉冲波形的产生与整形

7.3

集成单稳态触发器

7.1

概述7.2

555定时器及其应用第7章脉冲波形的产生与整形7.4

石英晶体振荡器7.1概述1.脉冲波(1)脉冲波：一种间断的持续时间极短的突然发生的电信号。

常见的脉冲波形(2)本章研究的脉冲波实际上是矩形波。获得矩形脉冲的方法：①用脉冲产生电路直接产生；②用整形电路对已有的信号进行整形获得。7.1.1脉冲产生电路和整形电路2.脉冲产生电路：能够直接产生矩形脉冲(方波)的电路。组成：开关元件和惰性电路。

(1)双稳态触发电路

(如基本RS触发器)(2)单稳态触发电路(3)多谐振荡电路(能自激产生波形)典型电路：双稳态触发电路、单稳态触发电路和多谐振荡电路。施密特触发器的特点：(1)能把变化非常缓慢的输入波形→矩形脉冲；(2)有两个触发电平，故它属于电平触发的双稳态电路。

3.脉冲整形电路：能将其它信号变换成矩形脉冲的电路。典型电路：施密特触发器7.1.2脉冲电路的基本分析方法—暂态法常用RC开关电路的暂态过程实现脉冲电路。1.一阶电路的暂态过程(1)暂态的开始：开关转换的瞬间。电容器电压不能突变，此时满足：UC(0+)=UC(0-)。(2)暂态的结束(稳态的开始)

理论上t=∞结束(实际近似认为：t=4τ

，τ=RC)。此时认为电容器开路。2.一阶电路的三要素法直流一阶电路的电流(或电压)：如是电压，则如U(t)=UT，则对应的时间7.2555定时器组成的脉冲产生电路和整形电路7.2.1555定时器的组成与功能电阻分压器电压比较器基本RS触发器放电管有3个5KΩ电阻,故称555定时器(1)电阻分压器

①输入端UCO悬空，则由3个5KΩ电阻组成，为C1和C2提供基准电压。②UCO外接固定电压，则1.电路组成(2)电压比较器C1、C2①输入端

TH：高触发端(阈值输入)TR：低触发端(触发输入)②逻辑功能

U＋＞U－时，

输出高电平；反之，输出低电平。①输入端R、S：低电平有效(3)基本RS触发器②异步置0端RD

：低电平有效RD=0时，触发器复位；平时RD处于高电平。(4)

放电管V1：集电极开路的三极管。

U0=0时，T导通；

U0=1时，T截止。2.工作原理功能表输入端UCO悬空则由左表可得到书上的表7.2.1。1.单稳态触发器7.2.2555定时器的典型应用①引脚5(UCO)悬空，功能表就是表7.2.1。②引脚4接电源(RD=1)，定时器正常工作。(1)电路连接RDU6(TH)U2(TR)UOV10111×＜

2Vcc/3＞

2Vcc/3＜2Vcc/3×＜Vcc/3＞Vcc/3＞Vcc/3010不变导通截止导通不变①静止期：Ui>UCC/3电源刚接通，UO未知，分2种情况：(a)UO=0→V1导通→U6=UC=U7≈0

→UO=0，处于稳定状态(2)工作原理(b)UO=1→V1截止→UCC通过R向C充电，U6=UC↑→当U6>2VCC/3时，Uo=0→V1导通→C通过V1迅速放电，直到U6=UC≈0→UO=0，电路进入稳态U6(TH)U2(TR)UOV1＜2Vcc/3＞2Vcc/3＜2Vcc/3＜Vcc/3＞Vcc/3＞Vcc/310不变截止导通不变总之，此时电路一直处于Uo=0的稳定状态，直到Ui输入负脉冲。

②暂稳态(a)

Ui下降沿到达时，Ui<UCC/3,

U6=UC=0→V1截止，UO=1→UCC通过R向C充电→U6=UC↑U6(TH)U2(TR)UOV1＜2Vcc/3＞2Vcc/3＜2Vcc/3＜Vcc/3＞Vcc/3＞Vcc/310不变截止导通不变(b)Ui负脉冲消失→U2>UCC/3,U6=UC<2UCC/3→V1仍截止，C继续充电，U6=UC继续↑；电路维持在暂稳态UO=1。当U6↑到U6>2VCC/3时→UO=0(暂稳态结束),V1导通→C通过V1迅速放电,直到U6=UC=0→UO=0,电路进入稳态。(3)输出脉冲宽度TW(高电平时间)

TW是暂稳态的时间，是UC从0充电到2UCC/3的时间。注意：Ui负脉冲时间必须小于TW，原因是：如Ui负脉冲时间>TW，当U6=UC>2UCC/3时，仍有U2=Ui<UCC/3，此时UO=1仍处于暂稳态。(4)单稳触发电路的用途①延时：将输入信号延迟一定时间TW后输出。②定时：产生一定宽度的脉冲信号。

2．多谐振荡器①引脚5(UCO)悬空，功能表就是表7.2.1。②引脚4接电源(RD=1)，定时器正常工作。(1)电路连接RDU6(TH)U2(TR)UOV10111×＜

2Vcc/3＞

2Vcc/3＜2Vcc/3×＜Vcc/3＞Vcc/3＞Vcc/3010不变导通截止导通不变(2)工作原理U6(TH)U2(TR)UOV1＜2Vcc/3＞2Vcc/3＜2Vcc/3＜Vcc/3＞Vcc/3＞Vcc/310不变截止导通不变①预备期：电源接通时,U2=U6=UC≈0→Uo=1，V1截止→UCC通过R1、R2

给C充电→

UC↑→当UC=UCC/3时,仍有Uo=1，电路进入暂稳态1。U6(TH)U2(TR)UOV1＜2Vcc/3＞2Vcc/3＜2Vcc/3＜Vcc/3＞Vcc/3＞Vcc/310不变截止导通不变②暂稳态1：UC↑到UC=UCC/3时，电路进入暂稳态1→此时仍有UCC/3<UC<2UCC/3→仍有Uo=1，V1截止→

继续通过R1、R2

给C充电，UC↑

当UC略大于

2UCC/3时，Uo=0，电路进入暂稳态2。U6(TH)U2(TR)UOV1＜2Vcc/3＞2Vcc/3＜2Vcc/3＜Vcc/3＞Vcc/3＞Vcc/310不变截止导通不变③暂稳态2：UC略大于

2UCC/3时，进入暂稳态2，此时Uo=0，V1导通→C通过R2

放电，UC↓→很快有UC<2UCC/3，但仍有UCC/3<UC<2UCC/3→仍有Uo=0，V1导通→

C继续放电，UC↓

当UC略小于

UCC/3时，Uo=1，电路进入暂稳态1。④以后重复暂稳态1和暂稳态2。(3)振荡周期T的计算

T=T1+T2

T1、T2是暂稳态1、2的持续时间暂稳态1：C通过R1、R2充电，从UCC/3变到2UCC/3的过程。暂稳态2：C通过R2放电，从2UCC/3变到UCC/3的过程。(4)占空比可调的多谐振荡器

占空比：脉冲宽度与周期之比(T1/T)。放电管截止时，C充电，充电路径为：

UCC→R1→V1→C→地

于是T1=0.7R1C。放电管导通时，C放电，放电路径为：

C→V2→R2→7端放电管→地因而T2=0.7R2C。振荡周期占空比(5)多谐振荡器应用举例(略)3.施密特触发器①引脚5(UCO)悬空，功能表就是表7.2.1。②引脚4接电源(RD=1)，定时器正常工作。③引脚5悬空，V1导通截止不影响施密特触发器工作。(1)电路连接RDU6(TH)U2(TR)UOV10111×＜

2Vcc/3＞

2Vcc/3＜2Vcc/3×＜Vcc/3＞Vcc/3＞Vcc/3010不变导通截止导通不变(2)工作原理U6(TH)U2(TR)UO＜2Vcc/3＞2Vcc/3＜2Vcc/3＜Vcc/3＞Vcc/3＞Vcc/310不变Ui上升过程：①Ui从0开始↑，开始Ui<UCC/3，故Uo=1。②当Ui↑到

UCC/3<Ui<2UCC/3，仍有Uo=1。③当Ui↑到

<2UCC/3时，Uo=0。可见上升过程中Ui=2UCC/3时Uo发生翻转，2UCC/3叫做上触发电平U+。Ui下降过程：①开始时Ui>2UCC/3，故Uo=0。②当Ui↓到

UCC/3<Ui<2UCC/3，仍有Uo=0。③当Ui

↓到

Ui<UCC/3时，Uo=1。可见下降过程中Ui=UCC/3时Uo发生翻转,UCC/3叫做下触发电平U-回差：Ui上升和下降时，Uo翻转所对应的Ui值是不同的(分别是U+和U-)，该特性称为回差。回差电压△U：△U=U+-U-

△U的大小可通过改变UCO(引脚5

)的值来调整，原因是：(2)几个概念上触发电平U+下触发电平U-UCO外接固定电压，则UR1=UCO，UR2=UCO/2

△U=U+