第6章 波形产生和变换(II).ppt

1、6.2 多谐振荡器,6.2.2 用555集成定时器构成的多谐振荡器,555定时器是一种多用途的模拟、数字混合单片中规模集成电路。有双极型(如5G1555)，也有CMOS型(如CB7555)，它们的结构、工作原理以及外部引脚排列基本相同。,只要在其外部配接少量阻容元件，用555定时器就可以构成多谐振荡器 、单稳态触发器、施密特触发器电路。因而在工业控制、定时、检测、报警等方面有广泛应用。,6.2.2.1 555定时器的结构及工作原理,1.分压器：由三个等值电阻构成,2.比较器：由电压比较器C1和C2构成,3.可直接复位的基本R-S触发器,4.放电开关管TN,高电平触发端,电压控制端,低电平触发端

2、,放电端,地,输出端,复位端,电源端,输出端,电压控制端,高电平触发端,低电平触发端,放电端,复位端,UCC,分压器,比较器,R-S触发器,放电管,地,VA,VB,Q,RD,SD,5K,5K,5K,TN,2,4,5,6,7,8,3,1,SD,比较结果,1/3 UCC,不允许,2/3 UCC,.,.,5K,5K,5K,VA,VB,UCC,RD,5,6,2,综上所述，555功能为：,当555复位端为低电平时：OUT为低电平，TN导通； 当555复位端为高电平时，OUT与TN状态如右表：,从555定时器的功能表可以看出： 当电压控制输入端（5号脚）悬空时，555定时器有两个阈值电平，分别是1/3 U

3、CC和2/3UCC；如果在电压控制端施加一个控制电压（其值在0UCC之间），比较器的参考电压发生变化，从而影响定时器的工作状态变化的阈值；当不用该端时，为防止干扰，一般通过一个0.01uF的电容接地。 2. 输出端为低电平时放电管TN导通， 7脚（D端）输出低电平；输出端为高电平时放电管TN截止， 如果 7 脚接一个上拉电阻， 7 脚输出为高电平。所以当7脚接一个上拉电阻时，输出状态与3脚相同。,6.2.2.2 用555集成定时器构成的多谐振荡器,多谐振荡器是一种无稳态触发器，接通电源一旦起振之后，电路没有稳态，只有两个暂稳态（持续短暂的高、低电平状态），它们做交替变化，输出连续的矩形脉冲信号

4、，常用来做脉冲信号源。,555定时器构成的多谐振荡器如图6.2.6所示(p237)。,它是将两个触发端2脚和6脚合并在一起，与地之间接一电容C，两触发端电压受电容电压控制；放电端7脚接于两个电阻之间。,SD,UCC,Q,RD,.,.,.,5K,5K,5K,VA,VB,T,1,2,4,5,6,7,8,(复位端),(地),uO,接通电源,通电前 uC=0,1,2/3 UCC,C充电,C放电,1,2/3 UCC,1,0,Q=0,导通,稳定状态,2. 由555定时器组成的单稳态触发器,(地),uC,R1,+UCC,ui,UCC,Q,Q,RD,SD,5K,5K,5K,VA,VB,T,1,3,4,8,(复

5、位端),uO,6,5,2,7,Q=1,截止,暂稳状态,0,2/3 UCC,Q=1,1,1,稳定状态,R,T导通，C通过T放电,uC 0,接通电源,上升到2/3 UCC,RD=0,SD=1,因此暂稳态的长短 取决于RC时间常数,R,例：单稳态触发器构成短时用照明灯,若S未按下, 则 ui = 1,若S按下, 则 ui = 0,2. 施密特触发器属于“电平触发”型电路，不依赖于边沿陡峭的脉冲。,施密特触发器是具有电压滞后特性的数字传输门。 其特点如下：,一、施密特触发器的特性与原理,1. 输入电平的阈值电压由低到高为 ，由高到低为 ，且 ，形成回差。,6.3.2 由555定时器构成的施密特触发器,

6、施密特触发器的电压传输特性(如下),输入电压增加,输入电压减小,施密特触发器的输入输出波形图(如右),施密特触发器的图形符号(如图6.3.5-a p242)：,另一种传输特性的图形符号(如右图)：,将一周期性信号变换为矩形波，其输出脉冲宽度tW可通过改变进行调节UT。,二、施密特触发器应用,1. 波形变换,tw,t, = ,2. 信号整形,将不规则的信号波形整成矩形脉冲。,3. 幅度鉴别,施密特触发器的输出状态取决于输入信号的电压值，因此可用作幅度鉴别。如图示意从一系列幅度不同的脉冲信号中，选出那些幅度大于UT+的输入脉冲。,阴影部分电压大于UT+,三、用555定时器构成的施密特触发器,由于施密特触发器无须放电端，所以利用放电端与输出端状态相一致的特点，从放电端加一上拉电阻后，可以获得与3脚相同的输出。但上拉电阻可以单独接另外一组电源，以获得与3脚输出不同的逻辑电平。,（1）当vI1/3VDD时，,R=0，S=1，Q=1，vO=1；,（2）当1/3VDD vI2/3VDD时，,R=0，S=0，Q=1，vO=1；,（3）当 vI2/3VDD时，,R=1，S=0，Q=0，vO=0；,（4）当1/3VDD vI2/3VDD时,R=0，S=0，Q=0，vO=0；,（5）当vI1/3VDD时，,R=0，S=1，Q=1，vO=1；, 原理分析,