吉林大学电工学第九章脉冲信号的产生和整形

1、第九章第九章 脉冲信号的产生脉冲信号的产生和整形和整形 n 第一节第一节 555定时器的基本结定时器的基本结 构及工作原理构及工作原理n 第二节第二节 单稳态触发器单稳态触发器n 第三节第三节 多谐振荡器多谐振荡器n 第四节第四节 施密特触发器施密特触发器 n 555基本结构基本结构n 555工作原理工作原理第一节第一节 555定时器的基本结定时器的基本结 构及工作原理构及工作原理 555定时器是将模拟和数字电路定时器是将模拟和数字电路相结合的中规模集成定时器。相结合的中规模集成定时器。一、一、555基本结构基本结构+A1+A2QQRD5k24567831RSUCC复位复位高触发端高触发端电压

2、控制端电压控制端低触发端低触发端放电端放电端输出输出5k5k二、二、555工作原理工作原理RSV6V21. 分压比较分压比较+A1+A225681RSUCCCC13UCC23UCC13UCC13UCC13UCC23UCC23UCC23UCC23U100110015k5k5k2. RS触发器触发器QQRDSVTR7310截止截止01导通导通VT可通过外接电容放电可通过外接电容放电复位端低电平有效复位端低电平有效555功能表功能表QVTTHTRCC13UCC13UCC23UCC23UCC23U10导通导通截止截止保持保持RD0111保持保持0导通导通12348765GNDTRUORDTHDCOUC

3、C引脚图引脚图n 积分型单稳态触发器积分型单稳态触发器n 555构成的单稳态触发器构成的单稳态触发器第二节第二节 单稳态触发器单稳态触发器单稳态触发器单稳态触发器只有一个稳态，它具有以下只有一个稳态，它具有以下特点：特点： 电路有一个稳态，一个暂稳态；电路有一个稳态，一个暂稳态； 在外来触发信号作用下，电路由稳态翻在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态；转到暂稳态； 暂稳态维持一段时间以后，将自动返回暂稳态维持一段时间以后，将自动返回到稳定状态，而暂稳态时间的长短，与触到稳定状态，而暂稳态时间的长短，与触发脉冲无关，仅取决于电路本身的参数。发脉冲无关，仅取决于电路本身的参数。一、积分型单

4、稳态触发器一、积分型单稳态触发器uo1uoRC1&uiAOtuiuo1uAuoOtOtOt静态时静态时io1oHH0Cuuuuuu 电路处于稳定状态电路处于稳定状态当输入一个正的触发脉冲当输入一个正的触发脉冲io1oL1 uuuu uA不能突变，不能突变，C放电放电电路进入暂稳态阶段电路进入暂稳态阶段UT当当uA=UT时时uo上跳，输出一个宽度上跳，输出一个宽度为为tW的负脉冲。的负脉冲。tW当当ui下跳时，下跳时，uo1上跳，上跳，C再充电，再充电， uA上升为高电上升为高电平。平。基本积分型单稳态电路的缺点是：基本积分型单稳态电路的缺点是： 输入正触发脉冲的宽度必须大于输出脉输入正触发脉冲

5、的宽度必须大于输出脉冲宽度，否则电路不能正常工作。冲宽度，否则电路不能正常工作。 由于电路没有正反馈回路，因此输出脉由于电路没有正反馈回路，因此输出脉冲的边沿较差。冲的边沿较差。tW=1.1RC二、二、555构成的单稳态触发器构成的单稳态触发器+UCC48562713.uCCuiuoR0.01F555功能表功能表Q VTV6V2CC13UCC13UCC23UCC23UCC23uUC放电，放电，uc=0uo=0，保持，保持输入加低触发信号输入加低触发信号CCC23uU ui = 1uo=0，VT导通，导通，uituCtuot波形图波形图CC23U暂暂稳稳态态稳稳态态 显然暂稳态显然暂稳态维持时间

6、就是电维持时间就是电容器容器C经经R充电从充电从零电位达到零电位达到 的时间。的时间。CC23UPln 3 1.1tRCRC tPOOO例、洗相曝光定时器。例、洗相曝光定时器。48162357uouiUCCSRCR0.01FVD1VD2K白白红红S不按下，不按下，ui1uo0 继电器继电器K断电断电 红灯亮红灯亮S按下，按下，ui0uo1 继电器继电器K通电通电 白灯亮开始曝光白灯亮开始曝光Kuo自动复位时，曝光结束，红灯亮自动复位时，曝光结束，红灯亮n 非对称非对称 式多谐振荡器式多谐振荡器n 由由555定时器构成的多谐振荡器定时器构成的多谐振荡器第三节第三节 多谐振荡器多谐振荡器 多谐振荡

7、器又称无稳态电路，主要用于多谐振荡器又称无稳态电路，主要用于产生各种方波或时钟信号。产生各种方波或时钟信号。多谐振荡器的特点是：多谐振荡器的特点是： 它没有稳定状态，而只有两个暂稳态，它没有稳定状态，而只有两个暂稳态，它不需要外加触发信号，在接通电源后就它不需要外加触发信号，在接通电源后就能使两个暂稳态自动地、周期性地交替转能使两个暂稳态自动地、周期性地交替转换，从而形成周期性的矩形脉冲。换，从而形成周期性的矩形脉冲。一、非对称一、非对称 式多谐振荡器式多谐振荡器uo2CRuo1ui1设电源开启时设电源开启时o1Ho2L uuuu 电容充电，电容充电，ui1当当ui1上升到反相器上升到反相器的

8、门槛电平的门槛电平UT时时电路将发生翻转电路将发生翻转Otuo2Otuo1Otui1UTo1Lo2H uuuu 由于由于uC不能突变，不能突变，ui1上跳上跳电容电容C开始放电开始放电当当ui1下降到下降到UT时时电路回到原先的暂稳态电路回到原先的暂稳态二、由二、由555定时器构成的多谐振荡器定时器构成的多谐振荡器84562731555+UCCuoR1R2CuC当接通电源时，当接通电源时，uC不能突变不能突变uC0uo=1，VT截止截止C充电，当充电，当CCCC262V , V 3uUuo=0，VT导通导通C继续充电，当继续充电，当C开始放电，当开始放电，当CCCCC233UUu uo保持保持

9、0CCC3Uu C继续放电，当继续放电，当uo=1，VT截止截止电路恢复原状态电路恢复原状态OCC/3UCC2/3UCuou1t2tTtt222ln20.7tR CR C 11212()ln20.7()tRR CRR C 输出电压的频输出电压的频率跟电容充放率跟电容充放电时间有关电时间有关121211.43(2)fttRR C 只要改变外接元件、和只要改变外接元件、和C的数值，就可的数值，就可改变输出矩形脉冲的频率和脉宽。改变输出矩形脉冲的频率和脉宽。On 施密特触发器施密特触发器第四节第四节 施密特触发器施密特触发器 施密特触发器从一个稳定状态转换到施密特触发器从一个稳定状态转换到另一个稳定状态