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1、第第第第10101010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形一、本章内容一、本章内容：矩形脉冲波形的施密特触发器和单稳态触发器电路和多谐振荡器这三种基本电路，555定时器和用它构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器三种应用电路。二、本章要求二、本章要求：1了解矩形波脉冲波形的主要参数及脉冲产生及整形电路的分类。2掌握门电路组成的施密特触发器的工作原理，参数计算应用，熟悉集成施密特触发器。3熟悉门电路构成的单稳态触发器的工作特点、参数计算，了解集成单稳态触发器。熟悉多谐振荡器的工作特点、参数。4 4重点掌握重点掌握555555定时器
2、的构成及工作原理，重点掌握由定时器的构成及工作原理，重点掌握由555555定时器组定时器组成三种脉冲电路（施密特触发器，单稳触发器和多谐振荡器）的电路成三种脉冲电路（施密特触发器，单稳触发器和多谐振荡器）的电路结构、工作原理、主要参数的计算。分析波形参数与电路参数之间的结构、工作原理、主要参数的计算。分析波形参数与电路参数之间的关系。关系。第1页/共26页第第第第10101010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形例1.555定时器接成施密特触发器将555定时器的vI1（6脚）和vI2（2脚）连在一起作为信号的输入端，即构成施密特触发
3、器。如下图（a）所示，简记作“2、6一搭”。该电路的电压传输特性为一典型的反相输出施密特触发特性，如图（b）所示。555定时器接成的施密特触发器电路及其电压传输特性45557623158vOvI+VCC0.01uF（a）（b）ttvIvo2VCC/3VCC/3用555定时器构成施密特电路的工作波形0三、典型例题三、典型例题第2页/共26页第第第第10101010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形例例2 2555555定时器接成单稳态触发器定时器接成单稳态触发器将555定时器的vI2端（2引脚）作为触发信号输入端；并将（7引脚）与vI
4、1（6引脚）连接，vI1向上经电阻R接电源，向下对地接入电容C，即构成单稳态触发器。如图（a）所示，简记“7、6一搭，下C上R”。555定时器接成的单稳态触发器及其工作波形（a）（b）vC tW输出脉冲宽度 第3页/共26页第第第第10101010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形例例3 3555555定时器接成多谐振荡器定时器接成多谐振荡器将555定时器的vI2端（2引脚）和vI1（6引脚）连接在一起，下端对地接入电容C；上端经R1、R2接电源构成电容充电回路，同时经R2对（7引脚）构成电容放电回路。利用电容的充、放电的往复过程，
5、输出分别得到高、低电平的两个交替出现的暂稳态，因此可产生矩形波脉冲。如图（a）所示，简记“2、6一搭，下C上2R”。vC555定时器接成的多谐振荡器及其工作波形（a）（b）VCC/3vO2VCC/3输出脉冲高电平时间：输出脉冲低电平时间：输出脉冲周期：占空比：第4页/共26页第第第第10101010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形 1 3VCC 2 3VCC 0 vI tDTHOUTVSSVCO0.01FvOvIVCC12345678VCC555 ab 例4.4.555定时器组成的电路如图（a）所示，（1）简单分析下图电路的工作原
6、理，（2）该555定时器组成什么电路，（3）若输入信号vI波形如图（b）所示，画出相应的输出波形。第5页/共26页第第第第10101010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形第6页/共26页第第第第10101010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形vO例5.在图所示的由555构成的多谐振荡器电路中，已知R1=1k，R，C。试求振荡周期T，振荡频率f，占空比q。解:振荡周期：振荡频率：占空比：第7页/共26页第第第第10101010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和
7、整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形例6 图中为一通过可变电阻RW实现占空比调节的多谐振荡器，RW=RW1+RW2，试分析电路的工作原理，求振荡频率f和占空比q的表达式。占空比：第8页/共26页第第第第10101010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形20701202040120140t/ust/usvi1/Vvi2/VviVCC=5V0.1uF330vO（b）（a）例7 用555定时器构成的单稳态电路如图所示，（1）计算暂稳态时间，确定b图中哪个适合作输入触发信号，并画出与其对应的vC，vO的波形；（2）确定该电路
8、的稳态持续时间为多少?第9页/共26页第第第第10101010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形解（1）输入触发脉冲的低电平时间应小于单稳态电路的暂稳态时间tW：两信号中，vi1脉冲低电平持续时间大于暂稳态时间tW；vi2负脉冲低电平持续时间为：40us-20us=20us，小于tW，故只有vi2适合做输入信号。波形图见下图，暂稳态时间tw为电容由0充电到2vcc/3（）所经过的时间。（2）如图波形所示，电路输出低电平为稳态，输出高电平为暂稳态。因此电路的稳态时间T1为两次相邻的触发脉冲间的时间间隔与暂稳态时间tW之差。故电路的稳态
9、时间：T1=20701202040120140t/ust/ust/ust/usvi1/Vvi2/VvC/Vvo/V3.33V00T1tw第10页/共26页第第第第1010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形例8 电路连接如图所示。其中1、指出555（1），（2）分别构成什么电路。2、画出uc，uA和uo的波形。3、计算输出电压uo的周期T值。5V解 1、定时器555（1）构成多谐振荡器，（2）构成施密特触发器。2、运算放大电路构成的是反相加法电路，而uC往复充、放电的电压范围为即510V。D为理想二极管。第11页/共26页第第第第10
10、101010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形图6.2410V5V5VOOO因此uA电压范围为05V，且与uC变化方向相反。uA作为555（2）构成的施密特触发器的输入信号，该施密特触发器两个阈值电压分别求得为和，因此uA经555（2）电路整形后得到矩形脉冲信号uo。uc，uA和uo的波形如下图所示。3、第12页/共26页第第第第10101010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形例9、画出图中uO的波形。CuO0V5V解：uO的波形图。第13页/共26页第第第第10101
11、010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形10k20k0.1uF例10、由555定时器构成的电路如图所示，(1)计算555定时器输出电压VO1的高电平时间T1，低电平时间T2，周期T及占空比q；（2）求触发器输出电压VO2的周期T及占空比q。解：（1）Vo1高电平时间:低电平时间:（2），。第14页/共26页第第第第10101010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形题：在图（a）所示的施密特触发器电路中，已知，G1和G2为CMOS反相器，VDD=15。（1）试计算电路的正向
12、阈值电压、负向阈值电压和回差电压VT。（2）若将图（b）给出的电压信号加到（a）电路的输入端，试画出输出电压的波形。图P10.3四、课后习题四、课后习题第15页/共26页第第第第10101010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形解：(1)(2)第16页/共26页第第第第10101010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形题10.19.在图用555定时器接成的施密特触发器电路中，试求：（1）当VCC=12V 而且没有外接控制电压时，VT+、VT-及VT值。（2）当VCC=9V
13、，外接控制电压VCO=5V时，VT+、VT-、VT 各为多少。(2)解:(1)第17页/共26页第第第第10101010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形题10.22 在图中所示的用555定时器组成的多谐振荡器电路中，若R1=R2，C，VCC=12V，试计算电路的振荡频率。解：T=T1+T2=（R1+2R2）C ln2=（）10310-80.7=106sf=1/T第18页/共26页第第第第10101010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形题10.23.图是用555定时器构
14、成的压控振荡器，试求输入控制电压vI和和振荡频率之间的关系式。当vI升高时频率是升高还是降低？解：振荡周期为将代入上式后得到第19页/共26页题10.25 图是用两个555定时器接成的延迟报警器，当开关S断开后，经过一定的延迟时间后扬声器开始发出声音，如果在延迟时间内S重新闭合，扬声器不会发出声音，在图中给定的参数下，试求延长时间的具体数值和扬声器的频率，图中的G1是CMOS反相器，输出的高、低电平分别为VOH=12v，VOL=0v。第第第第10101010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形第20页/共26页第第第第10101010
15、章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形解：图中左边一个555定时器接成了施密特触发器，右边一个555定时器接成了多谐振荡器。当开关S断开后电容C充电，充至VT+=2VCC/3时，反相器G1输出高电平，多谐振荡器开始振荡。故延迟时间为 扬声器发声频率为第21页/共26页第第第第10101010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形题10.26.图是救护车扬声器发音电路。在图中给出的电路参数下，试计算扬声器发出声音的高、低音频率以及高、低音的持续时间。当VCC=12V时，555定时器
16、输出的高、低电平分别为11V和，输出电阻小于100欧姆。第22页/共26页解：图中两个555定时器均接成了多谐振荡器。第第第第10101010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形（1）vo1的高电平持续时间为t H=(R1+R2)C1 ln2=1601031010 6这时vo2=11v。由图可以用叠加定理计算出，加到右边555定时器5脚上的电压V。因此，V、V。振荡器的振荡周期，亦即扬声器声音的周期为 =1.6310-3s第23页/共26页第第第第10101010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形(2)Vo1的低电平持续时间为t L这时Vo1=0.2v,由图可以算出，加到右边一个555定时器5脚上的电压VCO=6V，故VT+=6V、VT-=3V。振荡周期为=1.1410-3s至此可知，高音频率为876Hz，持续时间。低音频率为611Hz，持续时间。第24页/共26页第第第第10101010章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形章、脉冲波形的产生和整形第25页/共26页26感谢您的观看！第26页/共26页