【正文】 2022/2/14 華東交通大學電氣學院 付智輝 1 第 5章 脈沖信號的產生與整形 學習要點： ? 555定時器的工作原理及邏輯功能 ?由 555定時器構成單穩(wěn)、多諧、施密特觸 發(fā)器的方法 2022/2/14 華東交通大學電氣學院 付智輝 2 第 5章 脈沖信號的產生與整形 多諧振蕩器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 施密特觸發(fā)器 退出 2022/2/14 華東交通大學電氣學院 付智輝 3 多諧振蕩器 由門電路構成的多諧振蕩器 由 555定時器構成的多諧振蕩器 多諧振蕩器的應用 退出 2022/2/14 華東交通大學電氣學院 付智輝 4 由門電路構成的多諧振蕩器 能產生矩形脈沖的自激振蕩電路叫做多諧振蕩器。 RC環(huán)形多諧振蕩器 0(a ) 電路圖amp。 amp。ui 1 ui 2 uo 2 ui 3 uo R RSC uo( ui 1)uo2ui 3tttt(b) 波形圖000G1G2amp。G3 ui 2( uo1)UTt1t2t32022/2/14 華東交通大學電氣學院 付智輝 5 0(a ) 電路圖amp。 amp。ui 1 ui 2 uo 2 ui 3 uo R RSC uo( ui 1)uo2ui 3tttt(b) 波形圖000G1G2amp。G3 ui 2( uo1)UTt1 t 2 t 3在 t1時刻 ， ui1（ uo） 由 0變?yōu)?1， 于是 uo1（ ui2） 由 1變?yōu)?0， uo2由 0變?yōu)?1。 由于電容電壓不能躍變 ， 故 ui3必定跟隨 ui2發(fā)生負跳變 。 這個低電平保持 uo為 1， 以維持已進入的這個暫穩(wěn)態(tài) 。 在這個暫穩(wěn)態(tài)期間 ， uo2（ 高電平 ） 通過電阻 R對電容 C充電 ， 使ui3逐漸上升 。 在 t2時刻 ， ui3上升到門電路的閾值電壓 UT， 使 uo（ ui1） 由 1變?yōu)?0， uo1（ ui2） 由 0變?yōu)?1， uo2由 1變?yōu)?0。 同樣由于電容電壓不能躍變 ， 故 ui3跟隨 ui2發(fā)生正跳變 。 這個高電平保持 uo為 0。至此 ， 第一個暫穩(wěn)態(tài)結束 ， 電路進入第二個暫穩(wěn)態(tài) 。 第一暫穩(wěn)態(tài)及其自動翻轉的工作過程 2022/2/14 華東交通大學電氣學院 付智輝 6 0(a ) 電路圖amp。 amp。ui 1 ui 2 uo 2 ui 3 uo R RSC uo( ui 1)uo2ui 3tttt(b) 波形圖000G1G2amp。G3 ui 2( uo1)UTt1 t 2 t 3第二暫穩(wěn)態(tài)及其自動翻轉的工作過程 在 t2時刻 ， uo2變?yōu)榈碗娖?， 電容 C開始通過電阻 R放電 。 隨著放電的進行 ， ui3逐漸下降 。 在 t3時刻 ， ui3下降到 UT， 使 uo（ ui1） 又由 0變?yōu)?1， 第二個暫穩(wěn)態(tài)結束 ， 電路返回到第一個暫穩(wěn)態(tài) ， 又開始重復前面的過程 。 造成振蕩器自動翻轉的原因是電容 C 的充放電。振蕩周期為： T ≈ 2 . 2 RC2022/2/14 華東交通大學電氣學院 付智輝 7 ui 1 uo 1 ui 2 uo0(a ) 電路圖amp。 amp。 RCuoui 1ttt(b) 波形圖00G1G2 ui 2( uo1)UTt1 t 2 t 3 CMOS多諧振蕩器 在 t1時刻 ， uo由 0變?yōu)?1， 由于電容電壓不能躍變 ， 故 ui1必定跟隨uo發(fā)生正跳變 ， 于是 ui2（ uo1） 由 1變?yōu)?0。 這個低電平保持 uo為 1，以維持已進入的這個暫穩(wěn)態(tài) 。 在這個暫穩(wěn)態(tài)期間 ， 電容 C通過電阻 R放電 ， 使 ui1逐漸下降 。 在 t2時刻 ， ui1上升到門電路的開啟電壓 UT， 使 uo1（ ui2） 由 0變?yōu)?1， uo由 1變?yōu)?0。 同樣由于電容電壓不能躍變 ， 故 ui1跟隨 uo發(fā)生負跳變 ， 于是 ui2（ uo1） 由 0變?yōu)?1。 這個高電平保持 uo為 0。 至此 ， 第一個暫穩(wěn)態(tài)結束 ， 電路進入第二個暫穩(wěn)態(tài) 。 第一暫穩(wěn)態(tài)及其自動翻轉的工作過程 2022/2/14 華東交通大學電氣學院 付智輝 8 ui 1 uo 1 ui 2 uo0(a ) 電路圖amp。 amp。 RCuoui 1ttt(b) 波形圖00G1G2 ui 2( uo1)UTt1 t 2 t 3第二暫穩(wěn)態(tài)及其自動翻轉的工作過程 在 t2時刻 ， uo1變?yōu)楦唠娖?， 這個高電平通過電阻 R對電容 C充電 。隨著放電的進行 ， ui1逐漸上升 。 在 t3時刻 ， ui1上升到 UT， 使 uo（ ui1） 又由 0變?yōu)?1， 第二個暫穩(wěn)態(tài)結束 ， 電路返回到第一個暫穩(wěn)態(tài) ， 又開始重復前面的過程 。 若 U T ＝ 0 . 5 V DD ，振蕩周期為：T ≈ 1 . 4 RC2022/2/14 華東交通大學電氣學院 付智輝 9 amp。 amp。 R1 C2 R2C1uof(a ) 石英晶體多諧振蕩器 (b ) 石英晶體阻抗頻率特性0Xf0電容性電感性 石英晶體 多諧振蕩器 電阻 R R2的作用是保證兩個反相器在靜態(tài)時都能工作在線性放大區(qū) 。 對 TTL反相器 ， 常取 R1＝ R2＝ R＝ kΩ～ 2kΩ， 而對于 CMOS門 ， 則常取 R1＝ R2＝ R＝ 10kΩ～ 100kΩ； C1＝ C2＝ C是耦合電容 ， 它們的容抗在石英晶體諧振頻率 f0時可以忽略不計；石英晶體構成選頻環(huán)節(jié) 。 振蕩頻率等于石英晶體的諧振頻率 f0。 2022/2/14 華東交通大學電氣學院 付智輝 10 由 555定時器構成的多諧振蕩器 555定時器 1amp。amp。 amp。COTHTR+ VCCuOD5k Ω5k Ω5k ΩC1C