1、1,9.1 单稳态触发器,9.2 施密特触发器,9.3 多器谐振荡,4.4 555定时器及其应用,9 555定时器及多谐振荡器,2, 电路在没有触发信号作用时处于一种稳定状态，电路的输出可以是高电平，也可以是低电平，但稳定的输出状态是唯一的。,单稳态触发器的工作特点（P247）, 在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态;, 暂稳态不能长时间保持，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳态持续的时间仅取决于电路的参数，与外界触发脉冲的宽度和幅度无关。,9.1 单稳态触发器,3,门电路组成的单稳态触发器,集成单稳态触发器,不可重复触发单稳态触发器,可重复触发单稳态触发器,用555定时器组成
2、的单稳态触发器,按电路形式不同,单稳态触发器的分类,工作特点划分,4,9.1.1 用CMOS门电路组成的微分型单稳态触发器,1. 电路,CMOS与非门构成的微分型 单稳态触发器,CMOS或非门构成的微分型 单稳态触发器,稳态为1,负脉冲触发,稳态为0,正脉冲触发,5,电路处于一种稳态：,设定CMOS反相器的阈值电压,工作原理：,6,b)外加触发信号,d =VTH,7,c)电容充电,电路由暂稳态自动返回到稳态,I2 = VTH,8,tw0.7RC,（1） 输出脉冲宽度tw,(2) 恢复时间tre,tre 3d,(3) 最高工作频率 fmax,3、 主要参数的计算,vC(0+) = 0；vC()
3、=VDD =RC, VTH = VDD /2,= RCln2,9,4. 讨论,b) 为了改善输出波形，电路输出端再加一级反相器,a) 在暂稳态结束(t= t2)瞬间，门G2的输入电压I2达到 VDD+VTH，可能损坏G2门，怎么办？,3）采用TTL与非门构成单稳电路时，R要小于0.7kRd要大于2K,10,9.1.2 集成单稳态触发器,不可重复触发,可重复触发,被重复触发,11,1. 不可重复触发的集成单稳态触发器 74121,触发信号控制电路,微分型单稳触发器,电路的连接：,R：外接电阻或采用内部电阻,C：外接电阻容,12,输出脉冲宽度： tw0.7RC,电路的不可重复触发特性,(1)工作原
4、理,在暂稳态期间即使有触发信号输入,但由于G4门在此期间关闭，不会被再次触发，电路属于不可重复触发单稳态触发器,13,74121功能表,逻辑功能表 P259,14,9.1.3 单稳态触发器的应用,1. 定时,15,2. 延时,16,3. 组成噪声消除电路,单稳触发器的输出脉宽应大于噪声宽度而小于信号脉宽，才可消除噪声。,17,9.2 施密特触发器,1、施密特触发器电压传输特性及工作特点（P245）, 施密特触发器属于电平触发器件，当输入信号达到某一定电压值时，输出电压会发生突变。, 电路有两个阈值电压。 输入信号增加和减少时，电路的阈值电压分别是正向阈值电压（VT+）和负向阈值电压（VT-）
5、。,同相输出施密特触发器,反相输出施密特触发器,18,1、电路组成,2、工作原理,9.2.1 用门电路组成的施密特触发器,19,vI1,0,0,1,(1) I上升,正向阈值电压 (VT+): I 在增加过程中，使输出电压产生跳变时所对应I 的值。,20,vI1,21,vI1,22,9.2.2 集成施密特触发器,23,9.2.3 施密特触发器的应用,1. 波形变换,24,2. 波形的整形,25,合理选择回差电压，可消除干扰信号。,3.消除干扰信号,26,o,I,4. 幅度鉴别,27,9.3 多谐振荡器,9.3.1 由门电路组成的多谐振荡器,9.3.2 由施密特触发器构成的波形产生电路,9.3.3
6、 石英晶体振荡器,28,多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源后，不需要外加触发信号，便能自动产生矩形（脉冲）波。由于矩形波中含有丰富的高次谐波分量，所以习惯上又把矩形波振荡器叫做多谐振荡器。,多谐振荡器在工作过程中不存在稳定状态故又称为无稳态电路。,它可以由分立元件构成，也可以由集成电路构成。,29,9.3.1 由CMOS门电路组成的多谐振荡器,1. 电路组成,组成的多谐振荡器,o1 =1, o =0 时,电容充电, I增加;,o1 =0, o =1 时,电容放电, I下降;,o1与o 反相,电容接在o与I之间:,30,2. 工作原理,31,（2）第二暂稳态电容放电，电路自动翻转到第一暂稳态
7、,电容放电,迅速使得G1截止、G2导通,2. 工作原理,32,TRC1n41.4RC,由门电路组成的多谐振荡器的振荡周期T取决于R、C电路和 VTH，频率稳定性较差。,3. 振荡周期的计算,33,9.3.2 用施密特触发器构成波形产生电路,34,9.3.3 石英晶体振荡器,1、石英晶体电路符号和选频特性,当 f = f0 时,电抗 X = 0,35,2、石英晶体振荡器（P255）,R: 使G1 G2工作在线性区 对TTL门电路在0.72K之间对CMOS门电路在10100MK之间,C1 : 用于两个反相器之间的耦合,C2 : 抑制高次谐波保证稳定的频率输出,36,3、双相脉冲产生电路,37,9.
8、4 555定时器及其应用,9.4.1 555定时器,9.4.2 用555定时器组成施密特触发器,9.4.3 用555定时器组成单稳态触发器,9.4.4 用555定时器组成多谐振荡器,38,555定时器是一种应用方便的中规模集成电路, 广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。,9.4 555定时器及其应用,电阻分压器,电压比较器,基本SR锁存器,输出缓冲反相器,集电极开路输出三极管,1、电路 结构,9.4.1 555定时器,39,2、工作原理,3、功能表,40,3、555定时器功能表,41,9.4.2 用555定时器组成施密特触发器,如何改变电路的阈值电压和回差电压?,42,施密特触发器的应用,波
9、形变换,电路的频率与占空比的关系?,如何改变占空比?,回差电压减小,占空比如何变化?,43, 波形产生电路(多谐振荡器 ),44,T = T1 + T2,45,9.4.4 用555定时器组成多谐振荡器,1、电路组成,46,1、）电路第一暂态，输出为1。电容充电，电路转换到第二暂态,输出为0,2、工作原理,2、）电路第二暂稳态，电容放电，电路转换到第一暂态,47,3、工作波形与振荡频率计算,tPL=R2C1n20.7R2C,tpH = (R1+R2)C1n20.7(R1+R2)C,48,4、用555定时器组成占空比可调的多谐振荡器,tPL=RBC1n20.7RBC,tpH = RAC1n20.7
10、RAC,49,例：用多谐振荡器构成 简易电子琴电路,首先用555 定时器构成多谐振荡器:,50,简易电子琴就是通过改变R2 的阻值来改变输出方波的周期，使外接的喇叭发出不同的音调 。,51,9.4.3 用555定时器组成单稳态触发器,1、电路,VCC,52,外加触发信号，Vi1/3Vcc 电路转换到暂态，输出为1,触发信号消除后，电容充电到 2/3Vcc 电路自动转换到稳态输出为0,53,tw=RC1n31.1RC,4、）工作波形及输出脉宽的计算,电路是可重复触发的单稳吗?,如将5脚接电压V,电路的脉宽会改变吗?V增加,脉宽如何改变?减小还是增大?,54,可重复触发单稳,在暂稳态期间，T导 通，C放电。触发信 号撤除后，C充电， 只要未冲到2Vcc/3， 电路均处于暂稳态。 若此时有新的触发脉 冲，T再次导通，C 放电，重新触发暂稳 态。,55,脉冲宽度调制器,工作波形,555组成的单稳态的应用:,
