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1、第 7 章脉冲产生与整形电路,555 定时器的电路结构及其逻辑功能,7.1 概 述,Um,tr,tf,T,tW,脉 冲 幅 度 Um： 脉冲上升时间 tr： 脉冲下降时间 tf： 脉 冲 宽 度 tW ： 脉 冲 周 期 T ： 脉 冲 频 率 f ： 占 空 比 q ：,脉冲电压变化的最大值,脉冲波形从 0.1Um 上升到 0.9Um 所需的时间,脉冲上升沿 0.5Um 到下降沿 0.5Um 所需的时间,脉冲波形从 0.9Um 下降到 0.1Um 所需的时间,周期脉冲中相邻两个波形重复出现所需的时间,1 秒内脉冲出现的次数 f = 1/T,脉冲宽度 tw 与脉冲周期 T 的比值 q = tw
2、/T,一、脉冲波形的主要参数,主要用以将缓慢变化或快速变化的非矩形脉冲变换成陡峭的矩形脉冲。,常用的有施密特触发器和单稳态触发器。,获取脉冲信号的方法,脉冲信号产生与整形电路的实现,是一种多用途集成电路，只要外接少量阻容元件就可构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等，使用方便、灵活，应用广泛。,施密特触发器,单稳态触发器,主要用以将宽度不符合要求的脉冲变换成符合要求的矩形脉冲。,二、脉冲信号产生与整形的方法,主要要求：,了解 555 定时器的电路结构，掌握其符号和功能。,7.2 555 定时器的电路结构及其逻辑功能,了解 555 定时器的电路结构，掌握其符号和功能。,555 定时器简介,
3、555 定时器是一种电路结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能电路。它的电源电压范围宽(TTL 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。它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。,7.2.1 555 定时器的电路结构,555 定时器的电路结构与符号,555 定时器的电路结构与符号,定时器 CC7555 的工作原理,
4、7.2.2 555 定时器的逻辑功能,定时器 CC7555 的功能表,7.2.2 555 定时器的逻辑功能,7.5 多谐振荡器,即矩形脉冲产生电路，由于矩形脉冲含有丰富的谐波分量，故常称多谐振荡器。,(1)不需输入信号。 (2)无稳定状态，只有两个暂稳态。,通过电容的充电和放电，使两个暂稳态相互交替，从而产生自激振荡，输出周期性的矩形脉冲信号。,工作特点,Astable Multivibrator,多谐振荡器,7.5.1 用 555 定时器组成多谐振荡器,一、电路组成,二、工作原理,UOH,二、工作原理,UOL,二、工作原理,二、工作原理,电容 C 如此循环充电和放电，使电路产生振荡，输出矩形
5、脉冲。,周期估算,tW1 0.7 (R1 + R2)C tW2 0.7 R2C T = tW1 + tW2 0.7 (R1 + 2R2)C,三、占空比可调的多谐振荡器,充电回路为 VDD 经 R1、VD1 对 C 充电，时 间常数为 R1C。 放电回路为 C 经 VD2、 R2和放电管 V 放电，时间常数为R2C 。,占空比估算,tW1 0.7 R1C tW2 0.7 R2C,三、占空比可调的谐振荡器,三、占空比可调的谐振荡器,本章小结,555 定时器是一种用途很广的多功能电路，只需外接少量的阻容元件就可很方便地组成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等，使用方便灵活，有较强的驱动负载的能力
6、，获得了广泛的应用。,施密特触发器有两个稳态状态，而每个稳定状态都是依靠输入电平来维持的。当输入电压大于正向阈值电压UT+时，输出状态转换到另一个稳定状态；而当输入电压小于负向阈值电压UT-时，输出状态又返回到原来的稳定状态。利用这个特性可将输入的任意电压波形变换成边沿陡峭的矩形脉冲输出，特别是可将边沿变化缓慢的信号变换成边沿陡峭的矩形脉冲。,在数字集成电路中有TTL和CMOS施密特触发器。性能优越，其正向阈值电压和负向阈值电压稳定，有很强的抗干扰能力。,施密特触发器具有回差特性，调节回差电压的大小，可改变电路的抗干扰能力。回差电压越大，抗干扰能力越强。,施密特触发器主要用于波形变换成、脉冲整
7、形、幅度鉴别等。,单稳态触发器有一个稳定状态和一个暂稳态，在没有触发脉冲作用时，电路处于稳定状态。在输入触发脉冲作用下，电路进入暂稳态，经一段时间后，自动返回到稳定状态，从而输出宽度和幅度都符合要求的矩形脉冲。输出脉冲宽度取决于定时元件 R、C 值的大小，与输入触发脉冲没有关系。调节 R、C 值的大小，可改变输出脉冲的宽度。,集成单稳态触发器有非重复触发和可重复触发两类，由于其工作稳定性好、脉冲宽度调节范围大、使用方便灵活等优点，是一种较为理想的脉冲整形电路。单稳态触发器主要用于脉冲整形、定时、和展宽等。,在振荡频率稳定度要求很高的情况下，可采用石英晶体多谐振荡器。,多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态。依靠电容的充电和放电，使两个暂稳态相互自动交换。因此，多谐振荡器接通电源后便输出周期性的矩形脉冲。改变电容充、放电回路中的 R、C值的大小，便可调节振荡频率。,多谐振荡器主要用作信号源。,555 定时器构成的施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器典型电路为,