多谐和施密特触发器

8.1概述高、低电平1、01.矩形脉冲的特性参数TT—

脉冲周期UmUm—

脉冲幅度0.5UmtWtW

—

脉冲宽度0.1Um0.9Umtrtr

—

上升时间tftf

—

下降时间2.获得脉冲的方法：

1）自激振荡电路直接产生矩形脉冲。由多谐振荡器来实现555定时器是构成多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器的既经济又简单实用的器件。

2）将已有波形（正弦波、锯齿波等）整形为矩形脉冲。由施密特触发器和单稳态触发器来实现555定时器是一种应用方便的中规模集成电路,只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。8.2集成555定时器电阻分压器电压比较器基本RS触发器复位输入端(0)输出缓冲反相器集电极开路输出三极管TvovICvI1vI2vo’C1C2+--+(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)RS&5k

5k

5k

&&1VCC(8)G8.2.1555定时器的电路结构与工作原理1.电路结构010TvovICvI1vI2vo’C1C2+--+(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)RS&5k

5k

5k

&&1VCC(8)G

如果悬空0101010110111保持保持2.工作原理8.2.2555定时器的功能

00导通>2VCC/3

1110>VCC/3

导通<2VCC/3

>VCC/3

不变不变<2VCC/3<VCC/3

1截止U6uoT的状态UU455512348765

是一种自激振荡电路，不需要外加输入信号，就可以自动地产生出矩形脉冲。

没有稳定状态，只有两个暂稳态。多谐振荡器多谐振荡器8.3多谐振荡器

主要内容:｛8.3.1由555定时器构成的多谐振荡器8.3.2石英晶体多谐振荡器8.3.3多谐振荡应用举例主要内容:｛电路组成和工作原理参数的估算及占空比可调电路应用电路分析8.3.1由555定时器组成的多谐振荡器

R1R2CuC

uCtUOH

uOtUOL一、电路组成和工作原理

实验室1+VCC865724TDuO3&&1&Q二、参数的估算1.C充电时间tw12.C放电时间tw2

uCtUOH

uOtUOLtw1tw2T3.

频率

f

uCtUOH

uOtUOLtw1tw2TT=0.7（R1+2R2）C周期：频率：占空比：实验室4.

占空比q三.占空比可调电路62784153555R1C+R2C2+VCCD1D2uOtw1=0.7R1Ctw2=0.7R2C8.3.2

石英晶体多谐振荡器特点：频率稳定，精度高。一、符号和电抗的频率特性电感性电容性fXf0O二、石英晶体多谐振荡器11C1R1R2C2uo工作原理：1.反相器静态工作在转折区（放大）;2.石英晶体X

=

0,回路构成正反馈;3.C1、

C2为耦合电容。电阻取值范围：TTL反相器：R1=R2=0.7

2k

CMOS反相器：R1=R2=10

100M

三、CMOS石英晶体多谐振荡器放大器电阻RF

取值为:RF=10

100M

C1RFC2uo11100M

20

pF5

50

pF

f0电容三点式秒信号发生器RC1C211C1C1C1C1FF0FF1FF14FF15Q0Q1Q14Q15T’触发器32768

Hz16384

Hz1

Hz2

Hz

8.3.3多谐振荡器的应用

1.数字计时器

实验室2.防盗报警电路实验室3.模拟声响电路实验室例题:电路如图所示，其中R1=47kΩ;R2=39kΩ,C=12μF。1.画出Q0;Q1;的波形;2.求输出波形Q2的频率

主要内容:｛用555定时器构成的施密特触发器集成施密特触发器施密特触发器应用8.4施密特触发器8.4.1用555定时器构成的施密特触发器一、普通反相器和施密特反相器的比较AY1普通反相器uAUTHuY?TTL：1.4VCMOS：施密特反相器AYuAUT+UT–上限阈值电压下限阈值电压uY回差电压：二、电路组成及工作原理+VCCuO1TD83165724&&1uI工作原理

uItUOH

uOtUOLOO011010UCO外加UCO时,可改变阈值和回差电压+VDDuO2uI

上升时与2VCC/3比uI

下降时与VCC/3比三、滞回特性及主要参数(一)

滞回特性UT–OuIuOUOHUOLUT+uI

增大时与上限阈值比特点:uI

减小时与下限阈值比上限阈值电压(二)

主要静态参数回差电压下限阈值电压回差电压

UT=UT+–UT–8.4.2集成施密特触发器一、CMOS集成施密特触发器（一）引出端功能图CC401061A1Y2A2Y3A3Y6A6Y5A5Y4A4YVDDVSS1234567141312111098CC40933A3B3Y4Y4A4BVDDVSS12345671413121110981A1Y1B2A2Y2B（二）主要静态参数CC40106、CC4093的主要静态参数电参数名称符号测试条件参数单位VDD最小值最大值上限阈值电压UT+510152.24.66.83.67.110.8V下限阈值电压UT–510150.92.542.85.27.4V滞回电压

UT510150.31.21.61.63.45V二、TTL集成施密特触发器（略）8.4.3施密特触发器应用1.阈值探测输入UT–UT+输出2.波形整形8.5单稳态触发器特点:1.有一个

稳态和一个暂稳态；2.在外来触发脉冲作用下,电路将从稳态翻转到暂稳态；暂稳态停留一段时间后,又返回到稳定状态;3.暂稳态持续时间仅取决于电路的参数。主要内容:｛由555定时器构成的单稳态触发器集成单稳态触发器单稳态触发器应用电路分析一、电路组成及工作原理RCuIuC1+VCC865724TDuO3&&1&Q8.5.1用555定时器构成的单稳态触发器62784153555RC++VCC0.01FuI+uC–uOuIVCC0uC02VCC/3VCCuO二、主要参数输出脉冲宽度

twtw8.5.2集成单稳态触发器一、非重触发单稳态触发器74121非重触发—只能在稳态接受输入信号。1.图形符号

1>1&TR–ATR–BTR+RintCextRICXRX/CXRext

/

Cext

表示不属于逻辑状态连接下降沿触发输入上升沿触发输入非重复触发外接定时电阻、电容VCC内接定时电阻引出端2.功能表输入输出注TR–ATR–BTR+QQ

01

0101101010101保持稳态

11

111下降沿触发

0

0上升沿触发3.主要参数输出脉宽

tw:输入触发脉冲最小周期

Tmin

:周期性输入触发脉冲占空比

q:二、可重触发单稳态触发器74122可重触发—在暂稳态期间,能够接受新的触发信号。1.图形符号1TR–ATR–BTR+ARintCextRICXRX/CXRext

/

Cext

&RTR+BRD直接复位可重复触发2.功能表输入输出注RDTR–ATR–BTR+ATR+BQQ

L

HHLLLHLHLHLH复位保持稳态

HL

HHL

H

HL

HLH

L

HH

LHH上升沿触发

HH

HHH

HHH

HHH下降沿触发当定时电容C>1000pF时:8.5.3单稳态触发器的应用1.触摸定时控制开关

虚拟实验室62158435557+6VRC0.01m2.脉搏测试仪虚拟实验室3.整形uIuO62784153555R1C+R2C1+VCCuO一、多谐振荡器

是一种自激振荡电路，不需要外加输入信号，就可以自动地产生矩形脉冲。

多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态。暂稳态间的相互转换完全靠电路本身电容的充电和放电自动完成。

改变R、C

定时元件数值的大小，可调节振荡频率。

在振荡频率稳定度要求很高的情况下，可采用石英晶体振荡器。总结：二、单稳态触发器

也