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文檔簡介
第六章概述一、矩形脈沖的基本特性1.矩形脈沖的二值性矩形脈沖二進制數字信號高、低電平1、02.矩形脈沖的特性參數TT—脈沖周期UmUm—脈沖幅度0.5UmtWtW
—脈沖寬度0.1Um0.9Umtrtr
—上升時間tftf
—下降時間第六章概述一、矩形脈沖的基本特性1.矩形脈沖的二值性13.獲得脈沖的方法：1）自激振蕩電路直接產生矩形脈沖。由多諧振蕩器來實現555定時器是構成多諧振蕩器、施密特觸發器和單穩態觸發器的既經濟又簡單實用的器件。2）將已有波形（正弦波、鋸齒波等）整形為矩形脈沖。由施密特觸發器和單穩態觸發器來實現3.獲得脈沖的方法：1）自激振蕩電路直接產生矩形脈沖2二、555定時器1.電路組成分壓器比較器RS觸發器輸出緩沖晶體管開關+VCCuOTD5
k5
k5
k83165724&&1uD二、555定時器1.電路組成分壓器比較器RS觸發器輸出32.基本功能+VCCuOTD5
k5
k5
k83165724&&1uDCOTHTR0UOL飽和>2VCC/3
111UOL>VCC/3
飽和<2VCC/3
>VCC/3
不變不變<2VCC/3<VCC/3
UOH截止0
1
1
0UTHuoTD的狀態UR2.基本功能+VCCuOTD5k5k5k83143.555定時器的外引腳和性能55512348765電源電壓輸出高電平雙極型（TTL）4.516V≥90%VCC單極型（CMOS）318V≥95%VDD3.555定時器的外引腳和性能55518雙極型（T56.1施密特觸發器（SchmittTrigger）6.1.1用555定時器構成的施密特觸發器一、普通反相器和施密特反相器的比較AY1普通反相器uAUTHuY?TTL：1.4VCMOS：施密特反相器AYuAUT+UT–上限閾值電壓下限閾值電壓uY回差電壓：6.1施密特觸發器（SchmittTrigger）66一、電路組成及工作原理+VCCuO1TD83165724&&1uI工作原理
uItUOH
uOtUOLOO011010UCO外加UCO時,可改變閾值和回差電壓+VDDuO2uI上升時與2VCC/3比uI下降時與VCC/3比0一、電路組成及工作原理+VCCuO1TD83165724&&7二、滯回特性及主要參數1.滯回特性UT–OuIuOUOHUOLUT+uI增大時與上限閾值比特點:uI減小時與下限閾值比上限閾值電壓2.主要靜態參數回差電壓下限閾值電壓回差電壓UT=UT+–UT–二、滯回特性及主要參數1.滯回特性UT–OuIuOUOHU86.1.2集成施密特觸發器一、CMOS集成施密特觸發器1.引出端功能圖CC40106（六反相器）1A1Y2A2Y3A3Y6A6Y5A5Y4A4YVDDVSS1234567141312111098CC4093（四2輸入與非門）3A3B3Y4Y4A4BVDDVSS12345671413121110981A1Y1B2A2Y2B6.1.2集成施密特觸發器一、CMOS集成施密特觸發器92.主要靜態參數CC40106、CC4093的主要靜態參數電參數名稱符號測試條件參數單位VDD最小值最大值上限閾值電壓UT+510152.24.66.83.67.110.8V下限閾值電壓UT–510150.92.542.85.27.4V滯回電壓UT510150.31.21.61.63.45V二、TTL集成施密特觸發器（略）2.主要靜態參數CC40106、CC4093的主要靜態參106.2單穩態觸發器特點:1.只有兩種狀態:穩態和暫穩態；2.外來觸發（窄）脈沖使:穩態暫穩態穩態；3.暫穩態持續時間僅取決于電路參數,
與觸發脈沖無關。用途；定時：產生一定寬度的方波。延時：將輸入信號延遲一定時間后輸出。整形：把不規則波形變為寬度、幅度都相等的脈沖。6.2單穩態觸發器特點:1.只有兩種狀態:穩態和暫116.2.1用555定時器構成的單穩態觸發器一、電路組成及工作原理+VCCuO83165724&&1TDQRCuIuCuI與
VCC/3比較uC與2VCC/3比較穩態：
TD飽和,Q=0110101飽和暫穩態：
TD截止,Q=
1110截止引起暫穩態的原因:1.通電的隨機過程；2.uI從10使
u2<VCC/3，引起
Q
=
1，TD截止。暫穩態穩態自動0100導通飽和11006.2.1用555定時器構成的單穩態觸發器一、電路組1262784153555RC++VCC0.01FuI+uC–二、工作波形uOuIVCC0uC02VCC/3VCCuO三、主要參數1.輸出脈沖寬度
twtwuC（0+）=0,uC（）
=
VCCuC（tw）
=2VCC/
32.恢復時間tre很小2=RCESC3.最高工作頻率
fmax62784153555RC++VCC0.01FuI+二、136.2.2集成單穩態觸發器一、非重復觸發單穩態觸發器74121非重復觸發—只能在穩態接受輸入信號。1.圖形符號1>1&TR–ATR–BTR+RintCextRICXRX/CXRext
/
Cext表示不屬于邏輯狀態連接下降沿觸發輸入上升沿觸發輸入非重復觸發外接定時電阻、電容VCC內接接定時電阻引出端6.2.2集成單穩態觸發器一、非重復觸發單穩態觸發器7142.功能表輸入輸出注TR–ATR–BTR+QQLH
LHLHHLHLHLHLH保持穩態HH
HHH下降沿觸發L
L上升沿觸發3.主要參數輸出脈寬
tw:輸入觸發脈沖最小周期
Tmin
:周期性輸入觸發脈沖占空比
q:2.功能表輸入輸出注TR–AT15二、可重復觸發單穩態觸發器74122可重復觸發—在暫穩態期間,能夠接受新的觸發信號。1.圖形符號1TR–ATR–BTR+ARintCextRICXRX/CXRext
/
Cext&RTR+BRD直接復位可重復觸發二、可重復觸發單穩態觸發器74122可重復觸發—在暫穩態162.功能表輸入輸出注RDTR–ATR–BTR+ATR+BQQL
HHLLLHLHLHLH復位保持穩態HLHHL
H
HLHHLHL
HH
LHH上升沿觸發HHHHHHHH
HHH下降沿觸發當定時電容C>1000pF時:2.功能表輸入輸出注RDTR–A176.3多諧振蕩器AstableMultivibrator6.3.1555定時器構成的多諧振蕩器+VCCuO83165724&&1TDR1R2CuC
uCtUOH
uOtUOL一、電路組成和工作原理62784153555R1C1+R2C2+VCC6.3多諧振蕩器AstableMultivibrat18二、振蕩頻率的估算和占空比可調電路62784153555R1C+R2C2+VCC(1)C充電時間tw1uC（0+）
=VCC
/
3,uC（）
=
VCC充電時間常數1=（R1+R2）C(2)C放電時間tw2可求得:放電時間常數2=R2C1.振蕩頻率的估算二、振蕩頻率的估算和占空比可調電路62784153555R119(3)
振蕩頻率f
uCtUOH
uOtUOLtw1tw2Ttw1=0.7(R1+R2)Ctw2=0.7R2CT=0.7（R1+2R2）C振蕩周期：振蕩頻率：占空比：(3)振蕩頻率fuCtUOHuOtUOLtw1tw2202.占空比可調電路62784153555R1C+R2C2+VCCD1D2uOtw1=0.7R1Ctw2=0.7R2C2.占空比可調電路62784153555R1C+R2C2+21第六章
小結一、555定時器是一種多用途的集成電路。只需外接少量阻容元件便可構成各種脈沖產生、整形電路，如施密特觸發器、單穩態觸發器和多諧振蕩器等。55512348765雙極型(TTL)電源:4.516V單極型(CMOS)電源:318V帶負載能力強第六章小結一、555定時器是一種2262784153555R1C+R2C1+VCCuO二、多諧振蕩器是一種自激振蕩電路，不需要外加輸入信號，就可以自動地產生出矩形脈沖。多諧振蕩器沒有穩定狀態，只有兩個暫穩態。暫穩態間的相互轉換完全靠電路本身電容的充電和放電自動完成。改變R、C定時元件數值的大小，可調節振蕩頻率。在振蕩頻率穩定度要求很高的情況下，可采用石英晶體振蕩器。62784153555R1C+R2C1+VCCuO二、多諧振23三、施密特觸發器是一種脈沖整形電路，雖然不能自動產生矩形脈沖，卻可將輸入的周期性信號整形成所要求的同周期的矩形脈沖輸出，還可用來進行幅度鑒別、構成單穩態觸發器和多諧振蕩器等。62784153555+VCCuO2uIUCOuO1+VDDR施密特觸發器有兩個穩定狀態，有兩個不同的觸發電平，因此具有回差特性。它的兩個穩定狀態是靠兩個不同的電平來維持的，輸出脈沖的寬度由輸入信號的波形決定。此外，調節回差電壓的大小，也可改變輸出脈沖的寬度。外接電壓調節回差
施密特觸發器可由555定時器構成，也可用專門的集成電路實現。三、施密特觸發器是一種脈沖整形電路，雖然不能24四、單穩態觸發器也屬于脈沖整形電路，可將輸入的觸發脈沖變換為寬度和幅度都符合要求的矩形脈沖，還常用于脈沖的定時、整形、展寬（延時）等。62784153555RC+C1+VCCuO0.01FuI單穩態觸發器有一個穩定狀態和一個暫穩態。其輸出脈沖的寬度只取決于電路本身R、C定時元件的數值，與輸入信號無關。輸入信號只起到觸發電路進入暫穩態的作用。
改變R、C定時元件的數值可調節輸出脈沖的寬度。單穩態觸發器可由555定時器構成，也可用集成的單穩態觸發器實現。四、單穩態觸發器也屬于脈沖整形電路，可將輸入25第六章概述一、矩形脈沖的基本特性1.矩形脈沖的二值性矩形脈沖二進制數字信號高、低電平1、02.矩形脈沖的特性參數TT—脈沖周期UmUm—脈沖幅度0.5UmtWtW
—脈沖寬度0.1Um0.9Umtrtr
—上升時間tftf
—下降時間第六章概述一、矩形脈沖的基本特性1.矩形脈沖的二值性263.獲得脈沖的方法：1）自激振蕩電路直接產生矩形脈沖。由多諧振蕩器來實現555定時器是構成多諧振蕩器、施密特觸發器和單穩態觸發器的既經濟又簡單實用的器件。2）將已有波形（正弦波、鋸齒波等）整形為矩形脈沖。由施密特觸發器和單穩態觸發器來實現3.獲得脈沖的方法：1）自激振蕩電路直接產生矩形脈沖27二、555定時器1.電路組成分壓器比較器RS觸發器輸出緩沖晶體管開關+VCCuOTD5
k5
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k83165724&&1uD二、555定時器1.電路組成分壓器比較器RS觸發器輸出282.基本功能+VCCuOTD5
k5
k5
k83165724&&1uDCOTHTR0UOL飽和>2VCC/3
111UOL>VCC/3
飽和<2VCC/3
>VCC/3
不變不變<2VCC/3<VCC/3
UOH截止0
1
1
0UTHuoTD的狀態UR2.基本功能+VCCuOTD5k5k5k831293.555定時器的外引腳和性能55512348765電源電壓輸出高電平雙極型（TTL）4.516V≥90%VCC單極型（CMOS）318V≥95%VDD3.555定時器的外引腳和性能55518雙極型（T306.1施密特觸發器（SchmittTrigger）6.1.1用555定時器構成的施密特觸發器一、普通反相器和施密特反相器的比較AY1普通反相器uAUTHuY?TTL：1.4VCMOS：施密特反相器AYuAUT+UT–上限閾值電壓下限閾值電壓uY回差電壓：6.1施密特觸發器（SchmittTrigger）631一、電路組成及工作原理+VCCuO1TD83165724&&1uI工作原理
uItUOH
uOtUOLOO011010UCO外加UCO時,可改變閾值和回差電壓+VDDuO2uI上升時與2VCC/3比uI下降時與VCC/3比0一、電路組成及工作原理+VCCuO1TD83165724&&32二、滯回特性及主要參數1.滯回特性UT–OuIuOUOHUOLUT+uI增大時與上限閾值比特點:uI減小時與下限閾值比上限閾值電壓2.主要靜態參數回差電壓下限閾值電壓回差電壓UT=UT+–UT–二、滯回特性及主要參數1.滯回特性UT–OuIuOUOHU336.1.2集成施密特觸發器一、CMOS集成施密特觸發器1.引出端功能圖CC40106（六反相器）1A1Y2A2Y3A3Y6A6Y5A5Y4A4YVDDVSS1234567141312111098CC4093（四2輸入與非門）3A3B3Y4Y4A4BVDDVSS12345671413121110981A1Y1B2A2Y2B6.1.2集成施密特觸發器一、CMOS集成施密特觸發器342.主要靜態參數CC40106、CC4093的主要靜態參數電參數名稱符號測試條件參數單位VDD最小值最大值上限閾值電壓UT+510152.24.66.83.67.110.8V下限閾值電壓UT–510150.92.542.85.27.4V滯回電壓UT510150.31.21.61.63.45V二、TTL集成施密特觸發器（略）2.主要靜態參數CC40106、CC4093的主要靜態參356.2單穩態觸發器特點:1.只有兩種狀態:穩態和暫穩態；2.外來觸發（窄）脈沖使:穩態暫穩態穩態；3.暫穩態持續時間僅取決于電路參數,
與觸發脈沖無關。用途；定時：產生一定寬度的方波。延時：將輸入信號延遲一定時間后輸出。整形：把不規則波形變為寬度、幅度都相等的脈沖。6.2單穩態觸發器特點:1.只有兩種狀態:穩態和暫366.2.1用555定時器構成的單穩態觸發器一、電路組成及工作原理+VCCuO83165724&&1TDQRCuIuCuI與
VCC/3比較uC與2VCC/3比較穩態：
TD飽和,Q=0110101飽和暫穩態：
TD截止,Q=
1110截止引起暫穩態的原因:1.通電的隨機過程；2.uI從10使
u2<VCC/3，引起
Q
=
1，TD截止。暫穩態穩態自動0100導通飽和11006.2.1用555定時器構成的單穩態觸發器一、電路組3762784153555RC++VCC0.01FuI+uC–二、工作波形uOuIVCC0uC02VCC/3VCCuO三、主要參數1.輸出脈沖寬度
twtwuC（0+）=0,uC（）
=
VCCuC（tw）
=2VCC/
32.恢復時間tre很小2=RCESC3.最高工作頻率
fmax62784153555RC++VCC0.01FuI+二、386.2.2集成單穩態觸發器一、非重復觸發單穩態觸發器74121非重復觸發—只能在穩態接受輸入信號。1.圖形符號1>1&TR–ATR–BTR+RintCextRICXRX/CXRext
/
Cext表示不屬于邏輯狀態連接下降沿觸發輸入上升沿觸發輸入非重復觸發外接定時電阻、電容VCC內接接定時電阻引出端6.2.2集成單穩態觸發器一、非重復觸發單穩態觸發器7392.功能表輸入輸出注TR–ATR–BTR+QQLH
LHLHHLHLHLHLH保持穩態HH
HHH下降沿觸發L
L上升沿觸發3.主要參數輸出脈寬
tw:輸入觸發脈沖最小周期
Tmin
:周期性輸入觸發脈沖占空比
q:2.功能表輸入輸出注TR–AT40二、可重復觸發單穩態觸發器74122可重復觸發—在暫穩態期間,能夠接受新的觸發信號。1.圖形符號1TR–ATR–BTR+ARintCextRICXRX/CXRext
/
Cext&RTR+BRD直接復位可重復觸發二、可重復觸發單穩態觸發器74122可重復觸發—在暫穩態412.功能表輸入輸出注RDTR–ATR–BTR+ATR+BQQL
HHLLLHLHLHLH復位保持穩態HLHHL
H
HLHHLHL
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LHH上升沿觸發HHHHHHHH
HHH下降沿觸發當定時電容C>1000pF時:2.功能表輸入輸出注RDTR–A426.3多諧振蕩器AstableMultivibrator6.3.1555定時器構成的多諧振蕩器+VCCuO83165724&&1TDR1R2CuC
uCtUOH
uOtUOL一、電路組成和工作原理62784153555R1C1+R2C2+VCC6.3多諧振蕩器AstableMultivibrat43二、振蕩頻率的估算和占空比可調電路62784153555R1C+R2C2+VCC(1)C充電時間tw1uC（0+）
=VCC
/
3,uC（）
=
VCC充電時間常數1=（R1+R2）C(2)C放電時間tw2可求得:放電時間常數2=R2C1.振蕩頻率的估算二、振蕩頻率的估算和占空比可調電路62784153555R144(3)
振蕩頻率f
uCtUOH
uOtUOLtw1tw2Ttw1=0.7(R1+R2)Ctw2=0.7R2CT=0.7（R1+2R2）C振蕩周期：振蕩頻率：占空比：(3)振蕩頻率f
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