1、概述概述單穩態觸發器單穩態觸發器多諧振蕩器多諧振蕩器一、基本概念一、基本概念 從廣義上說，凡是不具有連續正弦形狀從廣義上說，凡是不具有連續正弦形狀的信號都可稱為脈沖信號，如矩形波、三角波、的信號都可稱為脈沖信號，如矩形波、三角波、鋸齒波等。鋸齒波等。 用來產生、變換、整形脈沖信號用來產生、變換、整形脈沖信號的電路。的電路。 數字系統中除了組合邏輯電路和時序邏輯電路外，數字系統中除了組合邏輯電路和時序邏輯電路外，還有一種脈沖電路。還有一種脈沖電路。10.1 概概 述述1、脈沖：、脈沖：2、脈沖電路：、脈沖電路： 脈沖電路主要的作用是脈沖電路主要的作用是產生脈沖信號和進行脈沖信號的變換，本章就是敘

2、產生脈沖信號和進行脈沖信號的變換，本章就是敘述這方面的內容。述這方面的內容。3、脈沖單元電路的組成有三種形式：、脈沖單元電路的組成有三種形式：4、脈沖單元電路的主要形式為：、脈沖單元電路的主要形式為：(3) 由由專用集成電路專用集成電路及及R、L、C器件組成。器件組成。(2) 由集成由集成邏輯門邏輯門及及R、L、C器件組成。器件組成。（不講）（不講）(1) 由由分立元件分立元件（三極管、（三極管、R、L、C器件）組成。器件）組成。(不講）不講）(3) 多諧振蕩器多諧振蕩器(2) 單穩態觸發器單穩態觸發器(1) 施密特觸發器施密特觸發器二、幾種常見的脈沖波形二、幾種常見的脈沖波形主要介紹：主要介

3、紹：4、多諧振蕩器、多諧振蕩器3、單穩態觸發器及其應用、單穩態觸發器及其應用2、施密特觸發器及其應用、施密特觸發器及其應用1、555定時器電路及其功能定時器電路及其功能三、脈沖波形參數三、脈沖波形參數正弦信號可以用正弦信號可以用“三要素三要素”完全描述：完全描述：幅度、幅度、 脈沖信號脈沖信號無法被完全無法被完全描述，只能描述，只能用一些參數用一些參數近似描述！近似描述！周期性重復的脈沖序列中，兩個相鄰脈沖之間的周期性重復的脈沖序列中，兩個相鄰脈沖之間的時間間隔。用頻率時間間隔。用頻率f = 1/T表示單位時間內脈沖重表示單位時間內脈沖重復的次數。復的次數。脈沖電壓的最大變化幅度。脈沖電壓的最

4、大變化幅度。脈沖周期脈沖周期T：脈沖幅度脈沖幅度Vm：頻率、頻率、相位相位TVm注意：注意：三個測量點：三個測量點：0.1Vm、0.5Vm、0.9Vm。從脈沖前沿到達從脈沖前沿到達0.5 Vm起，到脈沖后沿到達起，到脈沖后沿到達0.5 Vm為止的一段時間。為止的一段時間。脈沖上升沿從脈沖上升沿從0.1 Vm上升到上升到0.9 Vm所需要所需要 的時間。的時間。脈沖下降沿從脈沖下降沿從0.9 Vm下降到下降到0.1 Vm所需要所需要 的時間。的時間。脈沖寬度與脈沖周期的比值，即脈沖寬度與脈沖周期的比值，即q = tW / T。脈沖寬度脈沖寬度tW：上升時間上升時間tr ：下降時間下降時間tf ：

5、占空比占空比q：TVmtW0.5Vmtr0.9Vm0.1Vmtf10.2 55510.2 555定時器電路及其功能定時器電路及其功能 555定時器是一種常用的定時器集成電路芯片。它可以制作出定時器是一種常用的定時器集成電路芯片。它可以制作出多種多樣的實用電路。本節介紹其電路原理、功能及應用。多種多樣的實用電路。本節介紹其電路原理、功能及應用。一、電路的組成一、電路的組成 555集成電路的輸出級集成電路的輸出級為推拉式結構，為推拉式結構， 此外芯片此外芯片內部還有一個集電極開路內部還有一個集電極開路的放電晶體管的放電晶體管TD。 它有兩個比較器它有兩個比較器C1和和C2，每個比較器的一個輸，每個

6、比較器的一個輸入端接到三個入端接到三個R電阻組成電阻組成的分壓器上，輸出分別接的分壓器上，輸出分別接SR鎖存器輸入端。鎖存器輸入端。 集成集成555電路的八個電路的八個引腳的作用及名稱為：引腳的作用及名稱為：腳腳1接地端接地端 GND腳腳2觸發器輸入端觸發器輸入端 TR腳腳3輸出端輸出端 OUT腳腳4復位端復位端 RD腳腳5控制電壓輸入端控制電壓輸入端 VCO腳腳6閾值輸入端閾值輸入端 TH腳腳7放電端放電端 DISC腳腳8電源端電源端 Vcc雙極型：516V，ILmax=200mACMOS型：318V，ILmax=4mARD=0時，時，001二、功能二、功能vo=0，TD導通。導通。0RD=

7、1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3時，時，2VCC/3VCC/3000111vo=0， TD飽和導通。飽和導通。10VCO沒接電壓源沒接電壓源2VCC/3VCC/311RD=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3時，時，不變不變1Q、Q不變，不變， vo不變，不變， TD狀態不變。狀態不變。不變不變不變不變RD=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3時，時，2VCC/3VCC/3111000Q=0、Q=1，vo=1，TD截止。截止。11RD=1、UTH2VCC/3、UTR2VCC/3VCC/30110101Q=Q=1，vo=1，TD截止。截止。1TR(VI2) TH(VI1) S(C

8、2) R(C1) QvO DISC(TD)1/3Vcc1/3Vcc1/3Vcc2/3Vcc 1 0 0 0導通導通2/3Vcc 0 01(不定不定)1(不定不定) 截止截止(不定不定)一、施密特觸發器特性一、施密特觸發器特性 施密特觸發器是一種脈沖信號的整形電路，施密特觸發器是一種脈沖信號的整形電路， 1. 施密特觸發器屬于電平觸發，施密特觸發器屬于電平觸發，10.3 10.3 施密特觸發器施密特觸發器 2. 對于正向和負向增長的輸入信號，電路有不同的閾值電對于正向和負向增長的輸入信號，電路有不同的閾值電平平VT+和和VT- ，也就是引起輸出電平突變的輸入電平不同，具有，也就是引起輸出電平突變

9、的輸入電平不同，具有滯后電壓傳輸特性，此特性又稱滯后電壓傳輸特性，此特性又稱回差（滯回）特性回差（滯回）特性。如圖所示：。如圖所示：它與一般觸發它與一般觸發器一樣，器一樣，有兩個穩定的工作狀態，有兩個穩定的工作狀態，但它與前面第幾章介紹的觸但它與前面第幾章介紹的觸發器又有如下不同點：發器又有如下不同點：緩慢變化的信號也可作為緩慢變化的信號也可作為觸發輸入信號，觸發輸入信號， 當輸入信號達到某一特定的閾值時，當輸入信號達到某一特定的閾值時， 輸出電平輸出電平會發生突變，會發生突變，也就是說施密特觸發器會從一個穩態翻轉到另外也就是說施密特觸發器會從一個穩態翻轉到另外一個穩態。一個穩態。施密特觸發器

10、非門和與施密特觸發器非門和與門的邏輯符號分別為門的邏輯符號分別為:施密特觸發施密特觸發器非門特性器非門特性施密特觸發施密特觸發器與門特性器與門特性施密特觸發器的特點：施密特觸發器的特點： 把把VT+和和VT-之差稱為回差電壓之差稱為回差電壓VT = VT+ - VT-對于正向和負向增長的輸入信號，電路具有不同的閾值電壓。對于正向和負向增長的輸入信號，電路具有不同的閾值電壓。vIvOVT+VT-0vIvOVT+VT-0反相輸反相輸出出同相輸同相輸出出vIvOvIvO二、由二、由555定時器構成的施密特觸發器定時器構成的施密特觸發器 將將555定時器的定時器的TH（6）和）和TR（2）兩個輸入端連

11、在）兩個輸入端連在一起作為信號輸入端，即可得到施密特觸發器。一起作為信號輸入端，即可得到施密特觸發器。8 41 5625553VCCvIvo0.01F 由于比較器由于比較器C1和和C2的的參考電壓不同，而輸入電參考電壓不同，而輸入電壓相同壓相同，因而，因而SR鎖存器的鎖存器的置置0信號（信號（R0）和置）和置1信信號（號（S=0）必然發生在輸）必然發生在輸入信號入信號vI的不同電平。因的不同電平。因此，輸出電壓此，輸出電壓vO由高電平由高電平變為低電平和由低電平變變為低電平和由低電平變為高電平所對應的為高電平所對應的vI值也值也不相同，這樣就形成了施不相同，這樣就形成了施密特觸發特性。密特觸發

12、特性。 為了提高比較器參考電壓為了提高比較器參考電壓VR1和和VR2的穩定性，通常在的穩定性，通常在VCO端端接有接有0.01 F左右的濾波電容。左右的濾波電容。 R ui 8 4 6 7 5 5 5 3 2 5 1 uo 1 + VC C ui uo t t 0 0 (a ) 電 路 (b ) 工 作 波 形 + VC C 1 uo uC O UT + UT 2 VC C/3 VC C/3 控 制 電 壓 調 節 回 差 C (1) 當當vI 2VCC/3以后，比較器以后，比較器C1輸出為輸出為0、C2輸出為輸出為1，觸，觸器置器置0，即，即Q0、Q 1 ，uo=VOL。10100 此后，此

13、后，vI上升到上升到VCC，然后再降低，但在未到達，然后再降低，但在未到達VCC/3以以前，前，vo0的狀態不會改變。的狀態不會改變。CCTVV32=+ R ui 8 4 6 7 5 5 5 3 2 5 1 uo 1 + VC C ui uo t t 0 0 (a ) 電 路 (b ) 工 作 波 形 + VC C 1 uo uC O UT + UT 2 VC C/3 VC C/3 控 制 電 壓 調 節 回 差 C 01011 （3）vI2+=+=2121211RRRRTTTq充電電流只流經充電電流只流經R1，2ln=11CRT放電電流只流經放電電流只流經R2，2ln=22CRT充電時間為充電時間為放電時間為放電時間為占空比為：占空比為：2ln)+(=+=2121CRRTTT振蕩周期為：振蕩周期為：C1R1uo18 47 3 6 5552 5 10.0