脉冲产生与整形电路.ppt

,第 9 章 脉冲信号的产生与整形,555 定时器及其应用,本章小结,掌握用 555 定时器构成施密特触发器、单稳态 触发器和多谐振荡器的方法。,主要要求：,了解 555 定时器的电路结构，掌握其符号和功能。,9.4 555 定时器及其应用,555 定时器简介,555 定时器是一种结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能电路。它电源电压范围宽(双极型 555 定时器为 5 16 V，CMOS 555 定时器为 3 18 V)，可提供与 TTL 及 CMOS 数字电路兼容的接口电平，还可输出一定功率，驱动微电机、指示灯、扬声器等。 TTL 单定时器型号的最后 3 位数字为 555，双定时器的为 556；CMOS 单定时器的最后 4 位数为 7555，双定时器的为 7556。,一、555 定时器的工作原理和逻辑功能,555 定时器的电路结构与符号,集电极开路输出端,构成电阻分压器，为比较器 C1、C2 提供两个参考电压，UR1 = 2/3VCC，UR2 = 1/3VCC。,输出缓冲器OUT = Q,构成基本 RS 触发器，决定电路输出。,555 定时器的工作原理与逻辑功能,定时器 5G555 的功能表,定时器 5G555 的功能表,555 定时器的工作原理与逻辑功能,555 定时器的工作原理与逻辑功能,定时器 5G555 的功能表,555 定时器的工作原理与逻辑功能,定时器 5G555 的功能表,简化功能表,使用要点,通常不用 CO 端，为了提高电路工作稳定性，将其通过 0.01 F 电容接地。,二、用 555 定时器组成施密特触发器,电压传输特性为反相输出的滞回特性,UT+ = 2/3 VCC UT- = 1/3 VCC UT = UT+ - UT- = 1/3 VCC,例 试对应输入波形画出下图中输出波形。,+12V,解：,UT+ = 2/3 VCC = 8 V,UT- = 1/3 VCC = 4 V,因此可画出输出波形为,电路构成反相输出的施密特触发器,三、用555 定时器组成单稳态触发器,(一)电路结构,R、C 为定时元件,(二)工作原理、工作波形与参数估算,1. 稳定状态,接通电源后 VCC 经 R 向 C 充电，使 uC 上升。,该电路触发信号为负脉冲，不加触发信号时，uI = UIH (应 1/3 VCC)。,工作原理,导通,2. 触发进入暂稳态,(二)工作原理、工作波形与参数估算,3. 自动返回稳定状态,(二)工作原理、工作波形与参数估算,2. 触发进入暂稳态,这时 uI 必须已恢复为高电平,例 用上述单稳态电路输出定时时间为1 s 的正脉冲，R = 27 k，试确定定时元件 C 的取值。,(二)工作原理、工作波形与参数估算,输出脉冲宽度 tW 即为暂稳态维持时间，主要取决于充放电元件 R、C。,该单稳态触发器为不可重复触发器，且要求输入脉宽 tWI 小于输出脉宽 tWO 。,解：,因为 tWO 1.1 RC,故 可取标称值 33 F。,估算公式 tWO 1.1 RC,四、用 555 定时器组成多谐振荡器,(一)电路结构,(二)工作原理、工作波形与周期估算,UOH,工作原理,(二)工作原理、工作波形与周期估算,UOL,工作原理,(二)工作原理、工作波形与周期估算,工作原理,(二)工作原理、工作波形与周期估算,电容 C 如此循环充电和放电，使电路产生振荡，输出矩形脉冲。,周期与占空比估算,tWH 0.7 (R1 + R2)C tWL 0.7 R2C T = tWH + tWL 0.7 (R1 + 2R2)C,例 指出右图中控制扬声器鸣响与否和调节音调高低的分别是哪个电位器？若原来无声，如何调节才能鸣响？欲提高音调，又该如何调节？,解：,R1、R2、RP1 和 C 共同构成定时元件，因此调节 RP1 可调节音调高低。,欲提高音调，则应减小 RP1 ，因此触头应下移。,RP2,RP1,触摸定时开关电路设计,图中555定时器构成的单稳态触发器，只要用手触摸一下金属片P，由于人体感应电压相当于在低电平触发端(管脚2)加入一个负脉冲，电路进入暂稳态，输出高电平，灯泡发光，当暂稳态时间结束后，恢复低电平，灯泡熄灭。该触摸开关可用于夜间定时照明，定时时间可由RC参数调节。,双音门铃电路设计分析,当按钮开关AN按下时，开关闭合，VCC经Dz向充电，P点(4脚)电位迅速充至VCC ，复位解除，电路起振。由于D1将R3旁路，故充电时间常数为(R1+R2)C1，放电时间常数为R2C1，多谐振荡器产生高频振荡，喇叭发出高音。 当按钮开关AN松开时，开关断开，由于电容C4储存的电荷经R4放电要维持一段时间，在P点电位降至复位电平之前，电路将继续维持振荡。但此时Vcc经R3、R2、R1向C充电，充电时间常数增加为(R3 + R2 + R1)C1，放电时间常数仍为R2C1,多谐振荡器产生低频振荡，喇叭发出低音。 当电容持续放电，使P点电位降至555的复位电平以下时，多谐振荡器停止振荡，喇叭停止发声。 调节高频、低频振荡相关参数，可以改变高、低音发声频率以及低音维持时间。,题9-6,图P9-3所示为555定时器构成的单稳态触发器。,已知,V、,试求输出脉冲宽度,并画出,的波形。,题9-7,图P9-4所示为,已知,V、,试求,题9-7,图P9-4所示为,已知,V、,试求,555 定时器是一种多用途的集成电路。只需外接 少量阻容元件便可构成施密特触发器、单稳态 触发器和多谐振荡器等。此外，它还可组成其 它多种实用电路。由于 555 定时器使用方便、 灵活，有较强的负载能力