第06章 脈沖波形的產(chǎn)生與變換

1、2022-3-716.1.1 6.1.1 常用脈沖波形及參數(shù)常用脈沖波形及參數(shù) 6.2.1 6.2.1 用集成門電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器用集成門電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器 6.2.2 6.2.2 集成施密特觸發(fā)器集成施密特觸發(fā)器 6.1.2 6.1.2 RC電路的應(yīng)用電路的應(yīng)用 6.2.3 6.2.3 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用施密特觸發(fā)器的應(yīng)用 2022-3-72觸發(fā)器有什么特點？請畫出與非門實現(xiàn)的基本RS觸發(fā)器的電路圖。請列出基本RS觸發(fā)器的功能表。什么叫現(xiàn)態(tài)？次態(tài)？基本RS觸發(fā)器的觸發(fā)方式？2022-3-73MSI時序邏輯電路的分析步驟？2022-3-74脈沖信號：指突然變化的電壓或電流。脈沖電路的研

2、究重點：波形分析。數(shù)字電路的研究重點：邏輯功能。 獲得脈沖波形的方法主要有兩種：1利用脈沖振蕩電路產(chǎn)生；2是通過整形電路對已有的波形進行整形、變換，使之符合系統(tǒng)的要求。 2022-3-75以下主要討論幾種常用脈沖波形的產(chǎn)生與變換電路：（功能、特點及其主要應(yīng)用簡介）1.RC電路：對矩形波進行微分、積分變換，或作脈沖分壓器；2.施密特觸發(fā)器：主要用以將非矩形脈沖變換成上升沿和下降沿都很陡峭的矩形脈沖；3.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：主要用以將脈沖寬度不符合要求的脈沖變換成脈沖寬度符合要求的矩形脈沖；4.多諧振蕩器：產(chǎn)生矩形脈沖；5.555定時器。2022-3-766.1.1 6.1.1 常用脈沖波形及參數(shù)常用脈

3、沖波形及參數(shù) 1. 常見的脈沖波形 脈沖波形是指突變的電流和電壓的波形。 圖6-1 常見的脈沖波形圖 2022-3-772. 矩形波及其參數(shù) 圖6-2 非周期性和周期性矩形波(a) 非周期性 (b) 周期性數(shù)字電路中用得最多的是矩形波。矩形波有周期性與非周期性兩種。 2022-3-78圖6-3 矩形波的主要參數(shù) 周期性矩形波的周期用T表示，有時也用頻率f表示（f =1/ T）。 矩形波的另外幾個主要參數(shù)： （1）脈沖幅度Um （2）脈沖寬度tw （3）上升時間tr （4）下降時間tf （5）占空比q =t w /T 。通常q用百分比表示，如果q =50%，則稱為對稱方波。 2022-3-796

4、.1.2 RC電路的應(yīng)用電路的應(yīng)用 可對矩形波進行變換，常用的有微分電路、積分電路和脈沖分壓器。 圖6-4 微分電路 1. 微分電路 可將矩形波變換為尖峰波（條件可將矩形波變換為尖峰波（條件RCtw）。）。 由于電路的輸出由于電路的輸出uO只反映輸入波形只反映輸入波形uI的突變的突變部分，故稱為微分電路。部分，故稱為微分電路。 2022-3-7102. 積分電路 圖6-5 積分電路 （b）可將矩形波變換為三角波。）可將矩形波變換為三角波。（條件（條件RCt w）（c） 輸出波形輸出波形uO的邊沿變差了。的邊沿變差了。（如果（如果RCt w，即不滿足積分電路的條件），即不滿足積分電路的條件）20

5、22-3-7113. 脈沖分壓器 在模擬電路中，常用電阻分壓器來實現(xiàn)正弦波信號的無失真?zhèn)鬏敗?但是，對脈沖信號的傳輸，不能采用簡單的電阻分壓器，因為分布電容的影響，會使輸出波形的邊沿發(fā)生畸變。2022-3-712圖6-6 脈沖分壓器 為了實現(xiàn)脈沖信號的無畸變傳輸，需要采用脈沖分壓器。 各種示波器的輸入衰減器采用的就是這種脈沖分壓器。只要滿足條件C1R1 =C2R2，則可實現(xiàn)脈沖信號的無畸變傳輸。 2022-3-713主要用途：把變化緩慢的信號波形變換為邊沿陡峭的矩形波。 特點：電路有兩種穩(wěn)定狀態(tài)。兩種穩(wěn)定狀態(tài)的維持和轉(zhuǎn)換完全取決于外加觸發(fā)信號。觸發(fā)方式：電平觸發(fā)。電壓傳輸特性特殊，電路有兩個轉(zhuǎn)

6、換電平（上限觸發(fā)轉(zhuǎn)換電平UT+和下限觸發(fā)轉(zhuǎn)換電平UT）。狀態(tài)翻轉(zhuǎn)時有正反饋過程，從而輸出邊沿陡峭的矩形脈沖。 2022-3-7146.2.16.2.1用集成門電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器用集成門電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器 1. 電路組成 兩個CMOS反相器，兩個分壓電阻。 圖6-7 用集成門電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器（a） 電路 （b）邏輯符號2022-3-7152. 工作原理 （1）工作過程 設(shè)CMOS反相器的閾值電壓UTH=VDD/2，輸入信號uI為三角波。 2022-3-716當uI=0V時， G1截止、G2導(dǎo)通，輸出為UOL，即uO=0V。只要滿足uI1UTH，電路就會處于這種狀態(tài)（第一穩(wěn)態(tài)）。當u

7、I上升，使得uI1 =UTH時，電路會產(chǎn)生如下正反饋過程： 2022-3-717電路會迅速轉(zhuǎn)換為G1導(dǎo)通、G2截止，輸出為UOH，即uO=VDD的狀態(tài)（第二穩(wěn)態(tài)）。此時的uI值稱為施密特觸發(fā)器的上限觸發(fā)轉(zhuǎn)換電平UT+。顯然，uI繼續(xù)上升，電路的狀態(tài)不會改變。2022-3-718如果uI下降，uI1也會下降。當uI1下降到UTH時，電路又會產(chǎn)生以下的正反饋過程： 電路會迅速轉(zhuǎn)換為G1截止、G2導(dǎo)通、輸出為UOL的第一穩(wěn)態(tài)。此時的uI值稱為施密特觸發(fā)器的下限觸發(fā)轉(zhuǎn)換電平UT。uI再下降，電路將保持狀態(tài)不變。 2022-3-719 （2）工作波形與電壓傳輸特性 施密特觸發(fā)器將三角波uI變換成矩形波u

8、O。 圖6-8 施密特觸發(fā)器的工作波形及電壓傳輸特性（a）工作波形 （b）電壓傳輸特性3.重要參數(shù) 上限觸發(fā)轉(zhuǎn)換電平UT+ 下限觸發(fā)轉(zhuǎn)換電平UT 回差回差UT = UT+UT（通常（通常UT+UT）改變改變R1和和R2的大小可以改變回差的大小可以改變回差UT 2022-3-720集成施密特觸發(fā)器的UT+和UT的具體數(shù)值可從集成電路手冊中查到。如CT74132的UT+1.7 V、UT0.9 V，所以，UTUT+UT1.7 V0.9 V0.8 V。 6.2.26.2.2 集成施密特觸發(fā)器集成施密特觸發(fā)器 1.施密特反相器TTL的74LS14和CMOS的CC40106均為六施密特觸發(fā)的反相器。下面以

9、CC40106為例說明其功能。 2022-3-721圖6-9 施密特觸發(fā)反相器(a) 原理框圖 (b) 電壓傳輸特性 (c) 邏輯符號 為了提高電路的性能，電路在施密特觸發(fā)器為了提高電路的性能，電路在施密特觸發(fā)器的基礎(chǔ)上，增加了整形級和輸出級。的基礎(chǔ)上，增加了整形級和輸出級。 整形級整形級可以使輸出波形的邊沿更加陡峭，可以使輸出波形的邊沿更加陡峭， 輸出級輸出級可以提高電路的負載能力?？梢蕴岣唠娐返呢撦d能力。 2022-3-7222.施密特觸發(fā)與非門電路 為了對輸入波形進行整形，許多集成門電路采用了施密特觸發(fā)形式。比如CMOS的CC4093和TTL的74LS13就是施密特觸發(fā)的與非門電路。 圖

10、6-10 施密特觸發(fā)與非門的邏輯符號2022-3-7231. 波形變換 將變化緩慢的波形變換成矩形波（如將三角波或正弦波變換成同周期的矩形波）。圖6-11 波形變換 6.2.36.2.3施密特觸發(fā)器的應(yīng)用施密特觸發(fā)器的應(yīng)用2022-3-7242.脈沖整形 在數(shù)字系統(tǒng)中，矩形脈沖經(jīng)傳輸后往往發(fā)生波形畸變，或者邊沿產(chǎn)生振蕩等。通過施密特觸發(fā)器整形，可以獲得比較理想的矩形脈沖波形。 圖6-12 脈沖整形 波形波形畸變畸變邊沿邊沿振蕩振蕩2022-3-7253脈沖鑒幅 將一系列幅度各異的脈沖信號加到施密特觸發(fā)器的輸入端，只有那些幅度大于UT+的脈沖才會在輸出端產(chǎn)生輸出信號?？梢?，施密特觸發(fā)器具有脈沖鑒

11、幅能力。 圖6-13 脈沖鑒幅 2022-3-7266.3.1 6.3.1 用集成門電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用集成門電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 6.3.2 6.3.2 集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 6.3.3 6.3.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用 2022-3-727工作特點： 第一，它有穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)兩個不同的工作狀態(tài)； 第二，在外加脈沖作用下，觸發(fā)器能從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)； 第三，在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時間后，將自動返回穩(wěn)態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)維持時間的長短取決于電路本身的參數(shù)，與外加觸發(fā)信號無關(guān)。例：樓道的路燈 。2022-3-7286.3.1 6.3.1 用集成門電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用集成門電路

12、構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 1. 電路組成及工作原理 暫穩(wěn)態(tài)是靠RC電路的充放電過程來維持的。由于圖示電路的RC電路接成微分電路形式，故該電路又稱為微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 圖6-14 集成門電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 2022-3-729 （1） 輸入信號uI為0時，電路處于穩(wěn)態(tài)。 uI2=VDD，uO=UOL =0，uO1UOH =VDD。 （2）外加觸發(fā)信號，電路翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)。當uI產(chǎn)生正跳變時，uO1產(chǎn)生負跳變，經(jīng)過電容C耦合，使uI2產(chǎn)生負跳變，G2輸出uO產(chǎn)生正跳變；uO的正跳變反饋到G1輸入端，從而導(dǎo)致如下正反饋過程： 2022-3-730使電路迅速變?yōu)镚1導(dǎo)通、G2截止的狀態(tài)，此時，電路處于u

13、O1=UOL、uO=uO2=UOH的狀態(tài)。然而這一狀態(tài)是不能長久保持的，故稱為暫穩(wěn)態(tài)。 2022-3-731 （3）電容C充電，電路由暫穩(wěn)態(tài)自動返回穩(wěn)態(tài)。 在暫穩(wěn)態(tài)期間，VDD經(jīng)R對C充電，使uI2上升。當uI2上升達到G2的UTH時，電路會發(fā)生如下正反饋過程： 2022-3-732使電路迅速由暫穩(wěn)態(tài)返回穩(wěn)態(tài)，uO1=UOH、uO= uO2=UOL。從暫穩(wěn)態(tài)自動返回穩(wěn)態(tài)之后，電容C將通過電阻R放電，使電容上的電壓恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)時的初始值。 2022-3-733圖6-15 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作波形 2022-3-7342.主要參數(shù) （1）輸出脈沖寬度tw 輸出脈沖寬度tw，就是暫穩(wěn)態(tài)的維持時間。根據(jù)uI

14、2的波形可以計算出： tw 0.7RC （2） 恢復(fù)時間tre 暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束后，電路需要一段時間恢復(fù)到初始狀態(tài)。一般，恢復(fù)時間tre為（35）放電時間常數(shù)（通常放電時間常數(shù)遠小于RC）。 2022-3-735設(shè)觸發(fā)信號的時間間隔為T，為了使單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能夠正常工作，應(yīng)當滿足Ttw +tre的條件，即Tmin= tw +tre。因此，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的最高工作頻率為 fmax = 1/ Tmin = 1/（tw +tre） 在使用微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器時，輸入觸發(fā)脈沖uI的寬度tw1應(yīng)小于輸出脈沖的寬度tw，即tw1tw，否則電路不能正常工作。如出現(xiàn)tw1tw的情況時，可在觸發(fā)信號源uI和G1輸入端之間接

15、入一個RC微分電路。 3.對輸入觸發(fā)脈沖寬度的要求對輸入觸發(fā)脈沖寬度的要求 （3）最高工作頻率fmax（或最小工作周期Tmin）2022-3-7366.3.26.3.2 集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 用集成門電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器雖然電路簡單，但輸出脈沖寬度的穩(wěn)定性較差，調(diào)節(jié)范圍小，而且觸發(fā)方式單一。因此實際應(yīng)用中常采用集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 1. 輸入脈沖觸發(fā)方式 上升沿觸發(fā)下降沿觸發(fā) 2022-3-7372. 不可重復(fù)觸發(fā)型與可重復(fù)觸發(fā)型 圖（圖（a）為不可重復(fù)）為不可重復(fù)型觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器型觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器該電路在觸發(fā)進入暫該電路在觸發(fā)進入暫穩(wěn)態(tài)期間如再次受到觸穩(wěn)態(tài)期間如再次受到觸發(fā)，對

16、原暫穩(wěn)態(tài)時間沒發(fā)，對原暫穩(wěn)態(tài)時間沒有影響，輸出脈沖寬度有影響，輸出脈沖寬度tw仍從第一次觸發(fā)開始仍從第一次觸發(fā)開始計算。計算。 圖（圖（b）為可重復(fù)）為可重復(fù)觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器觸發(fā)型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 該電路在觸發(fā)進入該電路在觸發(fā)進入暫穩(wěn)態(tài)期間如再次被暫穩(wěn)態(tài)期間如再次被觸發(fā)，則輸出脈沖寬觸發(fā)，則輸出脈沖寬度可在此前暫穩(wěn)態(tài)時度可在此前暫穩(wěn)態(tài)時間的基礎(chǔ)上再展寬間的基礎(chǔ)上再展寬tw。 因此，采用可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器時能比較因此，采用可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器時能比較方便地得到持續(xù)時間更長的輸出脈沖寬度。方便地得到持續(xù)時間更長的輸出脈沖寬度。2022-3-7383. TTL集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路74121的功能

17、及其應(yīng)用74121是一種不可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它既可采用上升沿觸發(fā)，又可采用下降沿觸發(fā)，其內(nèi)部還設(shè)有定時電阻Rint(約為2k)。 表6-1 74121電路的功能表 圖6-16 74121的電路符號 觸發(fā)輸入端 輸出端 外接定時元件引腳 內(nèi)部電阻引腳 2022-3-739功能： （1）觸發(fā)方式： 2022-3-740圖6-17 74121應(yīng)用電路（2）定時元件接法： 輸出脈沖uO的寬度：tw 0.7RCext外接電容Cext一般取值范圍為10 pF10F，在要求不高的情況下最大值可達1000F。圖圖(a)：外接電阻：外接電阻R=Rext（1.440k）。）。圖圖(b)：用內(nèi)部電阻：用內(nèi)部

18、電阻RRint (約為約為2k)。2022-3-7416.3.36.3.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用 1. 脈沖延時單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的主要應(yīng)用是整形、定時和延時。 圖6-18單穩(wěn)電路的延時作用 如果需要延遲脈沖的觸發(fā)時間，可利用單穩(wěn)電路來實現(xiàn)。 uO的下降沿比的下降沿比uI的下降沿延遲了的下降沿延遲了tw的時間。的時間。 2022-3-7422.脈沖定時 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能夠產(chǎn)生一定寬度tw的矩形脈沖，利用這個脈沖去控制某一電路，則可使它在tw時間內(nèi)動作(或者不動作)。 圖6-19脈沖定時2022-3-7436.4.1 6.4.1 對稱式多諧振蕩器對稱式多諧振蕩器 6.4.2 6.4.2 環(huán)

19、形振蕩器環(huán)形振蕩器 6.4.3 6.4.3 石英晶體振蕩器石英晶體振蕩器 2022-3-744 1多諧振蕩器沒有穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。 2通過電容的充電和放電，使兩個暫穩(wěn)態(tài)相互交替，從而產(chǎn)生自激振蕩，無需外觸發(fā)。 3輸出周期性的矩形脈沖信號，由于含有豐富的諧波分量，故稱作多諧振蕩器。2022-3-7456.4.1 6.4.1 對稱式多諧振蕩器對稱式多諧振蕩器 1. 電路組成由兩個TTL反相器經(jīng)電容交叉耦合而成。通常令C1=C2=C，R1=R2=RF。為了使靜態(tài)時反相器工作在轉(zhuǎn)折區(qū)，具有較強的放大能力，應(yīng)滿足ROFFRFRON的條件。 圖6-20對稱式多諧振蕩器 2022-3-7462.工作

20、原理 假定接通電源后，由于某種原因使uI1有微小正跳變，則必然會引起如下的正反饋過程 ： 使uO1迅速跳變?yōu)榈碗娖?、uO2迅速跳變?yōu)楦唠娖?，電路進入第一暫穩(wěn)態(tài)。此后，uO2的高電平對C1電容充電使uI2升高，電容C2放電使uI1降低。由于充電時間常數(shù)小于放電時間常數(shù)，所以充電速度較快，uI2首先上升到G2的閾值電壓UTH，并引起如下的正反饋過程： 2022-3-747使uO2迅速跳變?yōu)榈碗娖?、uO1迅速跳變?yōu)楦唠娖?，電路進入第二暫穩(wěn)態(tài)。此后，C1放電、C2充電，C2充電使uI1上升，會引起又一次正反饋過程，電路又回到第一暫穩(wěn)態(tài)。這樣，周而復(fù)始，電路不停地在兩個暫穩(wěn)態(tài)之間振蕩，輸出端產(chǎn)生了矩形脈

21、沖。 2022-3-748圖6-21 對稱式多諧振蕩器的工作波形 2022-3-7493.主要參數(shù) 矩形脈沖的振蕩周期為 T1.4RFC當取RF1k、CI00 pF100 F時，則該電路的振蕩頻率可在幾赫到幾兆赫的范圍內(nèi)變化。2022-3-7506.4.26.4.2 環(huán)形振蕩器環(huán)形振蕩器 1. 最簡單的環(huán)形振蕩器 圖6-22最簡單的環(huán)形振蕩器(a) 電路 (b) 工作波形利用集成門電路的傳輸延遲時間，將奇數(shù)個反相器首尾相連便可構(gòu)成最簡單的環(huán)形振蕩器。該電路沒有穩(wěn)定狀態(tài)。 如此周而復(fù)始，便產(chǎn)生了自激振蕩。振蕩周期T=6tpd。 2022-3-7512. RC環(huán)形振蕩器 最簡單的環(huán)形振蕩器構(gòu)成十分

22、簡單，但是并不實用。因為集成門電路的延遲時間tpd極短，而且振蕩周期不便調(diào)節(jié)。圖6-23 RC環(huán)形振蕩器 利用電容利用電容C的充放電，改變的充放電，改變uI3的電平的電平(因為因為RS很小很小,在分析時往往忽略它。在分析時往往忽略它。)來控制來控制G3周期性的導(dǎo)周期性的導(dǎo)通和截止，在輸出端產(chǎn)生矩形脈沖。通和截止，在輸出端產(chǎn)生矩形脈沖。 RS是 限 流 電 阻是 限 流 電 阻（保護（保護G3），通），通常選常選100左右。左右。增加RC延遲環(huán)節(jié)，即可組成RC環(huán)形振蕩器電路。 2022-3-752圖6-24 RC環(huán)形振蕩器的工作波形 電路的振蕩周期為 T2.2RCR不能選得太大（一般1k左右），

23、否則電路不能正常振蕩。 。 2022-3-7533. CMOS反相器構(gòu)成的多諧振蕩器 R的選擇應(yīng)使G1工作在電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)。此時，由于uO1即為uI2，G2也工作在電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)，若uI有正向擾動，必然引起下述正反饋過程： 圖6-25 CMOS反相器構(gòu)成的多諧振蕩器 2022-3-754使uO1迅速變成低電平，而uO2迅速變成高電平，電路進入第一暫穩(wěn)態(tài)。此時，電容C通過R放電，然后uO2向C反向充電。隨著電容C的的放電和反向充電，uI不斷下降，達到uIUTH時，電路又產(chǎn)生一次正反饋過程： 從而使uO1迅速變成高電平，uO2迅速變成低電平，電路進入第二暫穩(wěn)態(tài)。此時，uO1通過R向電容

24、C充電。 2022-3-755隨著電容C的不斷充電，uI不斷上升，當uIUTH時，電路又迅速跳變?yōu)榈谝粫悍€(wěn)態(tài)。如此周而復(fù)始，電路不停地在兩個暫穩(wěn)態(tài)之間轉(zhuǎn)換，電路將輸出矩形波。 振蕩周期為 T1.4RC 圖6-26CMOS反相器構(gòu)成多諧振蕩器的工作波形 2022-3-7566.4.36.4.3石英晶體振蕩器石英晶體振蕩器 前面介紹的多諧振蕩器的一個共同特點就是振蕩頻率不穩(wěn)定，容易受溫度、電源電壓波動和RC參數(shù)誤差的影響。而在數(shù)字系統(tǒng)中，矩形脈沖信號常用作時鐘信號來控制和協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的工作。因此，控制信號頻率不穩(wěn)定會直接影響到系統(tǒng)的工作，顯然，前面討論的多諧振蕩器是不能滿足要求的，必須采用頻率穩(wěn)定

25、度很高的石英晶體多諧振蕩器。 2022-3-757石英晶體的阻抗頻率特性圖 石英晶體具有很好的選頻特性。當振蕩信號的頻率和石英晶體的固有諧振頻率fo相同時，石英晶體呈現(xiàn)很低的阻抗，信號很容易通過，而其它頻率的信號則被衰減掉。2022-3-758因此，將石英晶體串接在多諧振蕩器的回路中就可組成石英晶體振蕩器，這時，振蕩頻率只取決于石英晶體的固有諧振頻率fo，而與RC無關(guān)。圖6-27石英晶體振蕩器電路 在對稱式多諧振蕩器的基礎(chǔ)上，串接一塊石英晶體，就可以構(gòu)成一個石英晶體振蕩器電路。該電路將產(chǎn)生穩(wěn)定度極高的矩形脈沖，其振蕩頻率由石英晶體的串聯(lián)諧振頻率fo決定。 2022-3-759目前，家用電子鐘幾

26、乎都采用具有石英晶體振蕩器的矩形波發(fā)生器。由于它的頻率穩(wěn)定度很高，所以走時很準。通常選用振蕩頻率為32768HZ的石英晶體諧振器，因為32768215，將32768HZ經(jīng)過15次二分頻，即可得到1HZ的時鐘脈沖作為計時標準。2022-3-7606.5.1 6.5.1 555定時器定時器 6.5.2 6.5.2 555定時器的應(yīng)用舉例定時器的應(yīng)用舉例2022-3-761為數(shù)字模擬混合集成電路?？僧a(chǎn)生精確的時間延遲和振蕩，內(nèi)部有3個5K的電阻分壓器，故稱555。在波形的產(chǎn)生與變換、測量與控制、家用電器、電子玩具等許多領(lǐng)域中都得到了應(yīng)用。 2022-3-762各公司生產(chǎn)的555定時器的邏輯功能與外引

27、線排列都完全相同。 雙極型產(chǎn)品CMOS產(chǎn)品單555型號的最后幾位數(shù)碼5557555雙555型號的最后幾位數(shù)碼5567556優(yōu)點驅(qū)動能力較大低功耗、高輸入阻抗電源電壓工作范圍516V318V負載電流可達200mA可達4mA2022-3-7636.5.1 6.5.1 555定時器定時器 1. 電路組成圖6-28 555定時器(a) 原理圖 (b)外引線排列圖電阻分壓器電壓比較器基本RS觸發(fā)器放電管T緩沖器2022-3-764（1） 電阻分壓器 由3個5k的電阻R組成，為電壓比較器C1和C2提供基準電壓。 2022-3-765（2） 電壓比較器C1和C2。當UU時， UC輸出高電平，反之則輸出低電平

28、。2022-3-766CO為控制電壓輸入端。當CO懸空時，UR12/3VCC，UR21/3VCC。當COUCO時，UR1UCO，UR21/2UCO 2022-3-767TH稱為高觸發(fā)端，TR 稱為低觸發(fā)端。 2022-3-768 （3） 基本RS觸發(fā)器 其置0和置1端為低電平有效觸發(fā)。R是低電平有效的復(fù)位輸入端。正常工作時，必須使R處于高電平。 2022-3-769 （4） 放電管T T是集電極開路的三極管。相當于一個受控電子開關(guān)。 輸出為0時，T導(dǎo)通，輸出為1時，T截止。2022-3-770 （5）緩沖器 緩沖器由G3和G4構(gòu)成，用于提高電路的負載能力。2022-3-7712.工作原理 TH

29、接至反相輸入端，當THUR1時，UC1輸出低電平，使觸發(fā)器置0，故稱為高觸發(fā)端（有效時置0）； TR接至同相輸入端，當TRUR2時，UC2輸出低電平，使觸發(fā)器置1，故稱為低觸發(fā)端（有效時置1）。 表6-2 555定時器的功能表 2022-3-7726.5.26.5.2 555定時器的應(yīng)用舉例定時器的應(yīng)用舉例1.構(gòu)成施密特觸發(fā)器 思考：施密特觸發(fā)器的特點？思考：施密特觸發(fā)器的特點？回差特性：上升過程和下降過程有不同的轉(zhuǎn)回差特性：上升過程和下降過程有不同的轉(zhuǎn)換電平換電平UT和和UT。 如何與如何與555定時器發(fā)生聯(lián)系？定時器發(fā)生聯(lián)系？ 內(nèi)部比較器有兩個不同的基準電壓內(nèi)部比較器有兩個不同的基準電壓U

30、R1和和UR2。 2022-3-7731.構(gòu)成施密特觸發(fā)器 圖6-29 555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器（a）電路 （b）工作波形如果在如果在UIC加上控制電壓，加上控制電壓，則可以改變電路的則可以改變電路的UT+和和UT。 2022-3-7742. 構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 （1）得到負脈沖外觸發(fā)：使高觸發(fā)置0端TH有效暫穩(wěn)態(tài)0自動返回：通過電容C的充放電使低觸發(fā)置1端TR有效穩(wěn)態(tài)1 思路：外觸發(fā)自動返回 （2）得到正脈沖 外觸發(fā)：使低觸發(fā)置1端TR有效暫穩(wěn)態(tài)1 自動返回：通過電容C的充放電使高觸發(fā)置0端TH有效穩(wěn)態(tài)02022-3-775圖6-30 555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（a）電路 （b）工作波形 工作原理：穩(wěn)態(tài)為0 低觸發(fā)有效置1 T截止