第十章脉冲波形的产生和整形

1、内容提要内容提要 本章主要介绍矩形波的产生和整形电路。在矩形本章主要介绍矩形波的产生和整形电路。在矩形波产生电路中介绍几种常用的多谐振荡器对称式和波产生电路中介绍几种常用的多谐振荡器对称式和非对称多谐振荡器、环形振荡器以及用施密特触发器非对称多谐振荡器、环形振荡器以及用施密特触发器和和555定时器构成的多谐振荡器等。此外对几种不同定时器构成的多谐振荡器等。此外对几种不同类型的压控振荡器也做了介绍。在整形电路中，介绍类型的压控振荡器也做了介绍。在整形电路中，介绍了施密特触发器和单稳态触发器。本章也讨论了最常了施密特触发器和单稳态触发器。本章也讨论了最常用的用的555定时器及其所构成的施密特触发器

2、、单稳态定时器及其所构成的施密特触发器、单稳态触发器及多谐振荡器的电路及工作原理。触发器及多谐振荡器的电路及工作原理。10.1 概述概述10.2 施密特触发器施密特触发器10.3 单稳态触发器单稳态触发器10.4 多谐振荡器多谐振荡器10.5 555定时器及其应用定时器及其应用一、一、 产生矩形脉冲的途径产生矩形脉冲的途径1.利用各种形式的多谐振荡器电路；利用各种形式的多谐振荡器电路；2.通过各种整形电路把已有的周期性变化波形变换成通过各种整形电路把已有的周期性变化波形变换成符合要求的矩形脉冲。符合要求的矩形脉冲。二二 、矩形脉冲特性的描述、矩形脉冲特性的描述 通常的通常的矩形脉冲波矩形脉冲波

3、形如图形如图10.1.1所示。所示。图图10.1.1图图10.1.1 脉冲周期脉冲周期T ：周期性重复的脉冲序列中，两个相邻：周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲之间的时间间隔。有时也用频率脉冲之间的时间间隔。有时也用频率f1/ T表示单位表示单位时间内脉冲重复的次数时间内脉冲重复的次数 脉冲幅度脉冲幅度Vm：脉冲电压的最大变化幅度。：脉冲电压的最大变化幅度。图图10.1.1 脉冲宽度脉冲宽度tW：从脉冲前沿到达：从脉冲前沿到达0.5Vm起，到脉冲后沿起，到脉冲后沿到达到达0.5Vm为止的一段时间。为止的一段时间。图图10.1.1注：在脉冲整型或产生电路用于数字系统时，有时注：在脉冲整型或产生

4、电路用于数字系统时，有时对脉冲有些特殊要求，如脉冲周期和幅度的稳定性对脉冲有些特殊要求，如脉冲周期和幅度的稳定性等，这时需要另增加一些参数来描述脉冲。等，这时需要另增加一些参数来描述脉冲。第一第一 输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时对应的输入电平，与输入信号从高电平下降过程换时对应的输入电平，与输入信号从高电平下降过程中对应的输入转换电平不同；中对应的输入转换电平不同；第二第二 在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。程使输出电压波形的边沿变得很陡。 注：利用这两个特点不仅

5、能将边沿变化缓慢地信号波注：利用这两个特点不仅能将边沿变化缓慢地信号波形整形为边沿陡峭的矩形波，而且可以将叠加在矩形形整形为边沿陡峭的矩形波，而且可以将叠加在矩形波脉冲高、低电平上的噪声有效地清除。波脉冲高、低电平上的噪声有效地清除。 施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路，它具有下面两个性能特点：电路，它具有下面两个性能特点： 将两极反相器串接起来，通过分压电阻把输出端将两极反相器串接起来，通过分压电阻把输出端的电压反馈到输入端就构成施密特触发器电路，其电的电压反馈到输入端就构成施密特触发器电路，其电路图及其图形符号如图路图及其图形符号如图1

6、0.2.1所示。所示。图图10.2.1设反相器设反相器G1和和G2均为均为CMOS门，其阈值电压为门，其阈值电压为VTH VDD/2，输出高低电平分别为，输出高低电平分别为VOH VDD， VOL0，且，且R1 R21o120ARvvRR当当vI0时，时， vo1 VOH ， vo VOL0，此时，此时G1门的门的输入电压为输入电压为当当vI 从从0逐渐升高到使得逐渐升高到使得vAVTH时，反相器进入电压传输特时，反相器进入电压传输特性的放大区（转折区），故性的放大区（转折区），故vA的的增加，会引起下面的正反馈，即增加，会引起下面的正反馈，即使电路迅速跳变使电路迅速跳变到到voVOH VDD

7、211212AIoRRvvvRRRR设施密特触发器在输入信号设施密特触发器在输入信号vI正向增加时的门槛电压正向增加时的门槛电压（阈值电压）为（阈值电压）为VT，称为，称为正向阈值电压正向阈值电压，此时，此时vo0， G1门的输入电压为：门的输入电压为：T212THVVRRRvATH12TH121TV)1VVRRRRR（叠加原理：叠加原理： 在一个线性电路中，如果有多个电源同时作用时，在一个线性电路中，如果有多个电源同时作用时，任一支路的电流或电压，等于这个电路中各个电源分任一支路的电流或电压，等于这个电路中各个电源分别单独作用时，在该支路中产生的电流或电压的代数别单独作用时，在该支路中产生的

8、电流或电压的代数和。和。当当vI从高电平从高电平VDD逐渐逐渐下降到下降到vAVTH时，由时，由于也存在正反馈，即于也存在正反馈，即使电路迅速跳变使电路迅速跳变到到voVOL 0此时施密特触发器在此时施密特触发器在vI下降时对应输出电压由高电平下降时对应输出电压由高电平转为低电平时的输入电压为转为低电平时的输入电压为VT，称为，称为负向阈值电压负向阈值电压，此时此时voVDD， G1门的输入电压为门的输入电压为21THI121221TDD1212VVVAoRRvvvRRRRRRRRRRTH21TV)1VRR（211212AIoRRvvvRRRR由于由于VTH VDD / 2，故，故只要只要vI

9、VT-，vo0TH21TTTV2VVVRRTHTIVRRVV)(211THTIVRRVV)(211施密特触发器的电压施密特触发器的电压传输特性为图传输特性为图10.2.2所所示示图图10.2.2图图10.2.3(a)是以是以vo做为输出的，做为输出的， vo和和vI同相位；而图同相位；而图10.2.3(b)是以是以v A做为输出的，做为输出的， v A和和vI反相位。另通过反相位。另通过调节调节R1和和R2的比值，可调节的比值，可调节VT、VT和回差电压和回差电压VT的大小。的大小。利用施密特触发器可以将边沿变化缓慢的周期性信号利用施密特触发器可以将边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形

10、脉冲变换为边沿很陡的矩形脉冲 输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换的输入信号在上升和下降过程中，电路状态转换的输入电平不同电路状态转换时有正反馈过程，使输出输入电平不同电路状态转换时有正反馈过程，使输出波形边沿变陡波形边沿变陡3.施密特触发器的应用施密特触发器的应用(1)用于波形变换用于波形变换 利用施密特触发器将一系列幅度不同的脉冲信利用施密特触发器将一系列幅度不同的脉冲信号，其中幅度大于正向阈值电压的幅度鉴别出来。号，其中幅度大于正向阈值电压的幅度鉴别出来。 在数字系统中，经常出现干扰信号，使得信号波在数字系统中，经常出现干扰信号，使得信号波形变差，这样可通过施密特触发器整型获得比较理

11、想形变差，这样可通过施密特触发器整型获得比较理想的波形。的波形。图图10.2.2k50k100V5 . 13100501VRR1VV5 . 43100501VRR1 (VTH21TTH21T）（）（）（）回差电压为回差电压为VTVTVT 4.5-1.5=3Vk50k100特点：特点：第一第一 它有它有稳态稳态和和暂稳态暂稳态两个不同的工作状态；两个不同的工作状态；第二第二 在外界触发脉冲的作用下，能从在外界触发脉冲的作用下，能从稳态翻转到暂稳稳态翻转到暂稳态态，在暂稳态维持一段时间以后，再自动返回稳态；，在暂稳态维持一段时间以后，再自动返回稳态；第三第三 暂稳态维持时间的长短暂稳态维持时间的长

12、短取决于电路本身的参数取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。与触发脉冲的宽度和幅度无关。应用：脉冲整形、延时、定时等应用：脉冲整形、延时、定时等 单稳态触发器的暂稳态通常是靠单稳态触发器的暂稳态通常是靠RC电路的充放电电路的充放电过程来维持的，根据过程来维持的，根据RC的电路不同接法，把单稳态触的电路不同接法，把单稳态触发器分成微分型和积分型。发器分成微分型和积分型。一、微分型单稳态一、微分型单稳态触发器触发器图图10.3.1是由是由CMOS门电路门电路G1、 G2和和Rd、Cd微分微分电路构成的单稳电路构成的单稳态触发器。态触发器。图图10.3.1设设VOH VDD， VOL 0

13、，且，且CMOS门的转折电压为门的转折电压为VTH VDD / 2，RC微分电路微分电路 取取RC串联电路中的电阻两端为输出端，并选择串联电路中的电阻两端为输出端，并选择适当的电路参数使时间常数适当的电路参数使时间常数 tW的条件，则成为积分电路。由于这种电的条件，则成为积分电路。由于这种电路电容器充放电进行得很慢，因此电阻路电容器充放电进行得很慢，因此电阻R上的电压上的电压ur(t)近似等于输入电压近似等于输入电压ui(t)，其输出电压，其输出电压uo(t)为：为： 上式表明，输出电压上式表明，输出电压uo(t)与输入电压与输入电压ui(t)近似地成积近似地成积分关系。分关系。 RC电路中：

14、电路中：积分电路，电路输出为电容两端，时间常数大；积分电路，电路输出为电容两端，时间常数大；微分电路，电路输出为电压两端，时间常数小。微分电路，电路输出为电压两端，时间常数小。 图图10.3.1 在稳态下在稳态下vI=0， vI2=VDD，故，故vo=0， vo1=VDD，电容，电容C两两端无电压，端无电压， vc=0 当输入信号当输入信号vI加触发脉冲时，在加触发脉冲时，在Rd、Cd组成的微组成的微分电路输出端得到很窄的正负脉冲分电路输出端得到很窄的正负脉冲vd，如图，如图10.3.2波形波形所示。所示。图图10.3.2dv1ov2Ivov图图10.3.2则则vo1迅速跳变为低电平，由迅速跳

15、变为低电平，由于电容电压不能跃变，故于电容电压不能跃变，故vI2同时为低电平，使得输出翻同时为低电平，使得输出翻转为高电平，此时电路进入转为高电平，此时电路进入暂态，电容随后开始充电暂态，电容随后开始充电暂态暂态图图10.3.21ov2IvovC充电图图10.3.2此时此时vo1和和vI2迅速跳变为高电迅速跳变为高电平，电路马上翻为稳态，即平，电路马上翻为稳态，即 vo0图图10.3.2注：微分型单稳态触发器可注：微分型单稳态触发器可以用窄脉冲触发，但输出脉以用窄脉冲触发，但输出脉冲的下降沿较差。冲的下降沿较差。图图10.3.2( )(0)ln( )0lnln2cccTHDDwDDTHvvtR

16、CvVVtRCVVRC 图图10.3.3为由为由TTL与非门、反相器及与非门、反相器及RC积分电路构成的积分积分电路构成的积分型单稳态触发器。用型单稳态触发器。用于正脉冲触发。于正脉冲触发。a.无触发信号时，电路处于稳态无触发信号时，电路处于稳态图图10.3.3当当vI0时，时，输出电压输出电压voVOH为高电平为高电平, vo1VOH， vo1通过通过R很快给电容很快给电容C充电到充电到vAVOH（R值比较小）值比较小）b.当有正脉冲输入后，电路进入暂稳态当有正脉冲输入后，电路进入暂稳态当当vI由低电平转为高电平时，由低电平转为高电平时， vo1VOL。由于电容不能。由于电容不能突变，突变，

17、 vA仍保持高电平，使得输出仍保持高电平，使得输出voVOL为低电平，为低电平，电路进入暂态过程，电路进入暂态过程，此时电容此时电容C放电放电C放电回路放电回路图图10.3.4稳态稳态暂态暂态 随着电容随着电容C的放电，的放电，vA下降到下降到G2门的开启门的开启电压电压VTH时，输出翻转时，输出翻转为高电平，回到稳定为高电平，回到稳定状态（状态（“1”）。当）。当vI回回到低电平后，到低电平后， vo1重新重新为高电平，并向电容为高电平，并向电容C充电。充电。图图10.3.4THOLOHOL0VVVVln)(CRRtW微分型单稳态触发器微分型单稳态触发器积分型单稳态触发器积分型单稳态触发器两

18、种单稳态触发器的比较：两种单稳态触发器的比较：集成单稳态触发器集成单稳态触发器74121是在普通微分型单稳态触发器是在普通微分型单稳态触发器的基础上，附加了输入控制电路和输出缓冲电路，是的基础上，附加了输入控制电路和输出缓冲电路，是TTL逻辑电路。其简化逻辑电路如图逻辑电路。其简化逻辑电路如图10.3.5所示。所示。其中：其中： A1和和A2为下降沿触发为下降沿触发端，此时端，此时B1 ，B为上升沿触发为上升沿触发端，此时端，此时A1和和A2当中至少要当中至少要有一个接低电有一个接低电平平其图形符号和功能表如图其图形符号和功能表如图10.3.6所示所示extextWCRt69. 0Rint为内

19、置电阻，为内置电阻，可以代替外接可以代替外接电阻，但阻值电阻，但阻值不大，约为不大，约为2K。图图10.3.7 集成单稳态触发器集成单稳态触发器74121的典型外部连接方法的典型外部连接方法（a）使用外接电阻（下降沿触发）（）使用外接电阻（下降沿触发）（b）使用内部电阻（上升）使用内部电阻（上升沿触发）沿触发）图图10.3.8*不可重复触发的单稳态触不可重复触发的单稳态触发器一旦被触发进入暂稳发器一旦被触发进入暂稳态后，再加入触发脉冲也态后，再加入触发脉冲也不会影响电路的工作工程，不会影响电路的工作工程，必须在暂稳态结束后，它必须在暂稳态结束后，它才能接受下一个触发脉冲才能接受下一个触发脉冲而

20、转入暂稳态。如图而转入暂稳态。如图6.3.8（a）所示。）所示。*可重复触发的单稳态触发器可重复触发的单稳态触发器在电路被触发进入暂稳态后，在电路被触发进入暂稳态后，若再次加入触发脉冲，电路若再次加入触发脉冲，电路将重新被触发，使输出脉冲将重新被触发，使输出脉冲再继续维持一个再继续维持一个tW的脉冲宽的脉冲宽度，如图度，如图6.3.8(b）所示。）所示。*74121、74221、74LS221都都属于不可重复触发的单稳态属于不可重复触发的单稳态触发器；而触发器；而74122、74LS122、74123、74LS123等都属于可等都属于可重复触发的单稳态触发器；重复触发的单稳态触发器；有些还设有

21、复位端，如有些还设有复位端，如74221、74122、74123等等 多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源后，不需多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源后，不需要外加触发信号，便能自动产生矩形波形。由于矩形波要外加触发信号，便能自动产生矩形波形。由于矩形波中含有高次谐波故把矩形波振荡器叫做多谐振荡器。中含有高次谐波故把矩形波振荡器叫做多谐振荡器。10.4.1 对称式多谐振荡器对称式多谐振荡器图图10.4.1为对称式多谐振荡器的典型电路。为对称式多谐振荡器的典型电路。1.构成：构成： 它是由两个反它是由两个反相器相器G1、G2经耦合经耦合电容电容C1、C2连接起连接起来的正反馈电路。来的正反馈

22、电路。图图10.4.1正反馈：系统的输出促进系统的输入，使系统偏离强度正反馈：系统的输出促进系统的输入，使系统偏离强度愈来愈大，不能维持稳态的过程；对电路或设备，为增愈来愈大，不能维持稳态的过程；对电路或设备，为增大放大系数而将其部分输出与输入同相地反馈到输入端大放大系数而将其部分输出与输入同相地反馈到输入端的过程。的过程。 负反馈：系统对付外部施加变化的响应及返回到一种稳负反馈：系统对付外部施加变化的响应及返回到一种稳定状态的过程；对电路或设备，为降低畸变和噪声而将定状态的过程；对电路或设备，为降低畸变和噪声而将其部分输出以与输入信号相位相差其部分输出以与输入信号相位相差180地馈入输入端的

23、地馈入输入端的过程。过程。 由图由图10.4.2所示所示TTL反反相器电压传输特性可知，若相器电压传输特性可知，若静态时静态时G1和和G2工作在转折工作在转折区或线性区，它们即工作在区或线性区，它们即工作在放大状态，其电压放大倍数放大状态，其电压放大倍数为为1Aiovvv10.4.1 对称式多谐振荡器对称式多谐振荡器 为了产生自激振荡，电路不能有稳定状态，即静为了产生自激振荡，电路不能有稳定状态，即静态（未振荡）时应是不稳定的态（未振荡）时应是不稳定的此时只要输入电压有微小的此时只要输入电压有微小的波动，就会被正反馈回路放波动，就会被正反馈回路放大而引起振荡。大而引起振荡。10.4.1 对称式

24、多谐振荡器对称式多谐振荡器111111()FICCBEoFFRRvVVvRRRR图图10.4.3在反相器的电压传输特性上在反相器的电压传输特性上做出此直线，交点做出此直线，交点P即为反即为反相器的静态工作点，如图相器的静态工作点，如图10.4.2所示。计算标明，对所示。计算标明，对于于74系列的门电路而言，系列的门电路而言，RF1的阻值应取的阻值应取0.5K1.9K。111oFIvRRvR111111()FICCBEoFFRRvVVvRRRR10.4.1 对称式多谐振荡器对称式多谐振荡器111()FICCBEFRvVVRR 假使当电路接通电源后，由于电冲击（例如电源波动假使当电路接通电源后，由

25、于电冲击（例如电源波动或外界干扰），使得输入有微小的正跳变，则必然会或外界干扰），使得输入有微小的正跳变，则必然会引起下列正反馈：引起下列正反馈：1Iv1ov2Iv2ov10.4.1 对称式多谐振荡器对称式多谐振荡器此正反馈使得此正反馈使得vo1迅速跳迅速跳变为低电平，变为低电平，vo2翻转成翻转成高电平，电路进入第一高电平，电路进入第一个暂稳态。同时个暂稳态。同时C1充电，充电，而而C2放电放电1Iv1ov2Iv2ov10.4.1 对称式多谐振荡器对称式多谐振荡器vo2迅速跳变为低电平，而迅速跳变为低电平，而vo1跳变跳变为高电平，电路进入第二个暂稳为高电平，电路进入第二个暂稳态，同时态，同

26、时C1放电放电C2充电。由于电充电。由于电路对称，路对称， 过程与前相似，过程与前相似，C2充电充电的速度比的速度比C1充电快，很快充电快，很快vI1首先首先达到阈值电压达到阈值电压VTH，使得，使得vo1 迅速迅速跳变为低电平，而跳变为低电平，而vo2跳变为高电跳变为高电平，又回到第一暂稳态。平，又回到第一暂稳态。若取若取RF1=RF2RF，C1C2=C，则振荡周期，则振荡周期为为10.4.1 对称式多谐振荡器对称式多谐振荡器图图10.4.3THEIKEEVVVVClnR2T2121212()FEOHCCBEOHFFEFRVVVVVRRR RRRR将对称式多谐振荡器的将对称式多谐振荡器的C1

27、和和RF2去掉，两个反相器仍去掉，两个反相器仍工作在电压传输特性的转折区上，输出仍然没有稳定工作在电压传输特性的转折区上，输出仍然没有稳定状态。这就是非对称式多谐振荡器，其电路如图状态。这就是非对称式多谐振荡器，其电路如图10.4.5所示，反相器为所示，反相器为CMOS门。门。1. 自激振荡的条件：自激振荡的条件：若反相器为若反相器为CMOS反相器，则为了使电路静态不稳定，反相器，则为了使电路静态不稳定，工作点仍在电压传输特性的转折区，且工作点恰好在工作点仍在电压传输特性的转折区，且工作点恰好在转折区的中点，对转折区的中点，对RF的选择没有严格限制。的选择没有严格限制。1Iv2Iv2ov当当v

28、I1由于某种原因产由于某种原因产生正跳变时，存在下生正跳变时，存在下面的正反馈。面的正反馈。这样使得这样使得vo1迅速跳变为低迅速跳变为低电平，电平， vo2跳变为高电平跳变为高电平，电路进入第一暂稳态，同电路进入第一暂稳态，同时电容放电。时电容放电。1Iv2Iv2ov这样使得这样使得vo1迅速跳变为迅速跳变为高电平，高电平， vo2跳变为低电跳变为低电平平，电路进入第二暂稳，电路进入第二暂稳态，同时电容充电，态，同时电容充电， vI1增加，当升到阈值电压增加，当升到阈值电压VTH时，电路又迅速调到时，电路又迅速调到第一暂稳态。第一暂稳态。其振荡周期为其振荡周期为CR2 . 2TF其振荡频率为

29、其振荡频率为CR2 . 21T1Ff图图10.4.6利用闭合回路中的正反馈作用可以产生自激振荡，而利用闭合回路中的正反馈作用可以产生自激振荡，而利用闭合回路中的延迟负反馈作用也可以产生自激振利用闭合回路中的延迟负反馈作用也可以产生自激振荡，但需要负反馈信号足够强。荡，但需要负反馈信号足够强。环形振荡器就是利用延迟负反馈产生振荡的。它是利环形振荡器就是利用延迟负反馈产生振荡的。它是利用门电路的传输延迟时间将奇数个反相器首尾相接而用门电路的传输延迟时间将奇数个反相器首尾相接而构成的。构成的。1.最简单的环形振荡器最简单的环形振荡器电路如图电路如图10.4.7所示。所示。图图10.4.7vI1由于某

30、种原因产生一微由于某种原因产生一微小正跳变，则经过小正跳变，则经过G1门的门的传输时间传输时间tpd后，后， vI2产生产生幅度增大的负跳变，再经幅度增大的负跳变，再经过过G2门的传输时间门的传输时间tpd后，后， vI3 产生幅度增大的正跳产生幅度增大的正跳变，再经过变，再经过G3门的传输时门的传输时间间tpd后，后， vo（ vI1）产生）产生幅度更大的负跳变，同理幅度更大的负跳变，同理再经过再经过3tpd后后vI1跳变为高跳变为高电平。周而复始，产生振电平。周而复始，产生振荡。荡。图图10.3.8输出波形如图输出波形如图10.3.8所示所示pdtT6其中其中tpd为反相器的传输为反相器的

31、传输延迟时间延迟时间图图10.3.8同理若将任何大于、等同理若将任何大于、等于于3的奇数个反相器首尾的奇数个反相器首尾相联成环形电路，都你相联成环形电路，都你能产生自激振荡，且周能产生自激振荡，且周期为期为pdntT2其中其中n为串联反相器的个数为串联反相器的个数图图10.4.7所示的环所示的环形振荡器电路虽形振荡器电路虽然简单，但由于然简单，但由于门电路的传输时门电路的传输时间很小，故振荡间很小，故振荡频率很高，频率频率很高，频率很难调节。很难调节。2.实用的环形振荡器实用的环形振荡器图图10.4.7图图10.4.8图图10.4.8图图10.4.9其中其中Rs为保护电阻为保护电阻其振荡周期可

32、由下式其振荡周期可由下式估算估算RCT2 . 2注：上式成立的注：上式成立的条件应满足条件应满足R1+RSR.，VOL0电路如图电路如图10.4.10所示。所示。其工作原理如下其工作原理如下电源接通若电容初始电压为零)0Iv（为高电平ov充电给通过CR0vIvTVIv为低电平ov放电通过RCIvTVIv其振荡周期的计算公式为其振荡周期的计算公式为)VVVVVVRClnTTTTDDTDD（图图10.4.11电容充电是通过电容充电是通过R2进行，电进行，电容放电是通过容放电是通过R1进行，故只进行，故只要改变要改变R1和和R2的比值即可改的比值即可改变占空比。变占空比。图图10.4.12TDDTD

33、DTDDTDDVVVVCRVVVVCRTTTlnln1221 前面介绍的多谐振荡器的振荡周期或频率不仅与前面介绍的多谐振荡器的振荡周期或频率不仅与时间常数时间常数RC有关，而且还取决于门电路的阈值电压有关，而且还取决于门电路的阈值电压VTH。VTH容易受温度、电源电压及干扰的影响，故频容易受温度、电源电压及干扰的影响，故频率的稳定性很差，不能适应对频率稳定性要求较高的率的稳定性很差，不能适应对频率稳定性要求较高的场合。场合。年美国年美国 卡第提出用石英压电效应调制电磁振卡第提出用石英压电效应调制电磁振荡的频率。巴黎广播电台首先用严济慈制作的石英振荡的频率。巴黎广播电台首先用严济慈制作的石英振荡

34、片实现了无线电播音中的稳频，随后各国相继采用，荡片实现了无线电播音中的稳频，随后各国相继采用，使无线广播振荡电磁回路稳频成为压电晶体的最重要使无线广播振荡电磁回路稳频成为压电晶体的最重要应用之一。应用之一。 为了提高振荡频率的稳定性，目前普遍采用的一为了提高振荡频率的稳定性，目前普遍采用的一种稳频方法是在多谐振荡器电路中，接入石英晶体，种稳频方法是在多谐振荡器电路中，接入石英晶体，组成石英晶体多谐振荡器组成石英晶体多谐振荡器由电抗频率特性可知，由电抗频率特性可知，当外加电压频率为当外加电压频率为fo 时，其阻抗最小，此时，其阻抗最小，此频率的信号最易通过，频率的信号最易通过，其他频率被衰减，故

35、其他频率被衰减，故振荡器的工作再频率振荡器的工作再频率fo处。处。 由于振荡器的频率只取决于石英晶体的固有频率由于振荡器的频率只取决于石英晶体的固有频率fo，与外接电容、电阻和门电路的阈值电压无关，其固有与外接电容、电阻和门电路的阈值电压无关，其固有频率频率fo是由石英晶体本身特性决定，故石英晶体多谐振是由石英晶体本身特性决定，故石英晶体多谐振荡器的频率稳定性极高，到达荡器的频率稳定性极高，到达10-1010-11。目前石英晶。目前石英晶体已被制成标准化和系列化出售。体已被制成标准化和系列化出售。图图10.4.1310.5.1 555定时器的电路结构与功能定时器的电路结构与功能555定时器是一

36、种多用途的数字模拟混合的集成电路。定时器是一种多用途的数字模拟混合的集成电路。它可以很方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和它可以很方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。多谐振荡器。 555定时器为双极型产品，定时器为双极型产品，7555为为CMOS型的产品，型的产品，为了实际需求，又出现了双极型为了实际需求，又出现了双极型556和和CMOS型型7556.尽管厂家不同，但各种类型的尽管厂家不同，但各种类型的555定时器的功能及外部定时器的功能及外部引脚排列都是相同的。引脚排列都是相同的。一、电路结构一、电路结构1接地端接地端2低电平触发端低电平触发端3输出端，输输出端，输出电流可达出电流可达200mA，直接驱，直接驱动继电器、发光动继电器、发光二极