【正文】 本章小結(jié) 電路名稱 有無穩(wěn)態(tài) 觸發(fā)條件 特性 主要用途 施密特觸發(fā)電路 雙穩(wěn)態(tài) VIVT,置位 VIVT+,復(fù)位 滯回特性 波形 整形 、變換、鑒幅 、構(gòu)成多諧振蕩器等 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路 一個穩(wěn)態(tài)，一個單穩(wěn)態(tài) 微分 —— 窄脈沖； 積分 —— 寬脈沖 tw 僅與 R、 C、 VTH有關(guān) 定時器 、 延時器 、整形、高低通濾波 多諧 振蕩器 無穩(wěn)態(tài) 自激振蕩 形式多樣： 環(huán)形振蕩器；晶振； VCO等 產(chǎn)生矩形波 ，為時序電路提供 CP 。這種 振蕩器廣泛地用于自動檢測、自動控制以及通訊 系統(tǒng)當中，目前已生產(chǎn)了多種壓控振蕩的集成電 路產(chǎn)品。 ②振蕩波的占空比與 C的大小無關(guān)，而僅 與 RA、 RB的大小比值有關(guān)。RA時，則 D≈50%，即輸出振蕩為方波。以上過 程重復(fù)出現(xiàn)，形成無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩。此 時，放電管 VT1飽和導通， C上的電荷經(jīng) RB至 VT1管放電。與單穩(wěn)模式不同之處僅在于觸發(fā)器 (2腳 )接 在充、放電回路的 C上，而不是受外部觸發(fā)控制 . 當加上 VDD電壓后，由于 C上端電壓不能突 變，故 555處于置位狀態(tài)，輸出端 (3腳 )呈高電平 “ 1”，而內(nèi)部的放電管 VT1截止， C通過 RA、 RB 對其充電， 2腳電位隨 C上端電壓的升高呈指數(shù) 上升，如波形圖 (b)所示。石英晶體的諧振頻率由石英晶 體的結(jié)晶方向和外形尺寸所決定，具有極高的頻 率穩(wěn)定性。因此， 振蕩器的 工作頻率也必然是 f0 。把石英晶體與對稱式多諧振蕩器中的耦合電容串聯(lián)起來，就組成了如圖 體多諧振蕩器。 因為 —— 一、這些振蕩器中門電路的轉(zhuǎn)換電平 VTH本身就不夠穩(wěn)定； 二、這些電路的工作方式容易受干擾，造成電路轉(zhuǎn)換時間的提前或滯后； 三、在電路狀態(tài)臨近轉(zhuǎn)換時電容的充、放電已經(jīng)比較緩慢，轉(zhuǎn)換電平的微小變化或輕微干擾都會嚴重影響振蕩周期。在這種情況下，前面所 講的幾種多諧振蕩電路難以滿足要求。 ?????????????????????TTTDDTDDTTTDDTDD21VVVVVVR C l n VVR C l nVVVVR C l nTTT圖 脈沖占空比可調(diào)的多諧振蕩器 石英晶體多諧振蕩器 在許多應(yīng)用場合下都對多諧振蕩器的振蕩 頻率 穩(wěn)定性 有嚴格的要求。 vI和 vO的電壓波形如圖 示。 當放電至 vI=VT時，輸出電位又跳變成高電 平，電容 C重新開始充電。 圖 用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器 圖 多諧振蕩器電路的電壓波形圖 當接通電源以后，因為電容上的初始電壓 為零，所以輸出為高電平，并開始經(jīng)電阻 R向電 容 C充電。由此我們 想到，倘若能使它的輸入電壓在 VT+與 VT之間不 停地往復(fù)變化，那么在輸出端就可以得到矩形脈 沖波了。 為了進一步加大 G2和 RC延遲電路的傳輸延 遲時間，在實用的環(huán)形振蕩器電路中又將電容 C 的接地端改接到 G1，的輸出端上，如圖 (b) 所示。 —— 有何缺陷？ 改進： 在圖 RC延遲 環(huán)節(jié)，組成帶 RC延遲電路的環(huán)形振蕩器，如圖 (a)所示。由圖可見，振蕩周期為 T=6tpd. 圖 環(huán)形振蕩器工作波形圖 基于上述原理可知，將任何大于、等于 3的 奇數(shù)個反相器首尾相連地接成環(huán)形電路，都能產(chǎn) 生自激振蕩，而且振蕩周期為 T=2ntpd。如此周而復(fù) 始，就產(chǎn)生了自激振蕩。因此，經(jīng)過 3tpd的時間以 后， VI1又自動跳變?yōu)榈碗娖健? 圖 最簡單的環(huán)形振蕩器電路 假定由于某種原因 VI1產(chǎn)生了微小的正跳變 , 則經(jīng)過 G1的傳輸延遲時間 tpd之后 VI2產(chǎn)生一個幅 度更大的負跳變，再經(jīng)過 G2的傳輸延遲時間 tpd 使 V13得到更大的正跳變。不難看出 ,這個電路是沒有穩(wěn)定狀態(tài)的。它是利用門電路的傳輸延遲時間將 奇數(shù) 個反 相器首尾相接而構(gòu)成的。 圖 非對稱式多諧振蕩器電路 環(huán)形振蕩器 利用閉合回路中的正反饋作用可以產(chǎn)生自 激振蕩，利用閉合回路中的延遲負反饋作用同樣 也能產(chǎn)生自激振蕩，只要負反饋信號足夠強。 二、工作原理分析： V C CR 1V I2V O L 1R F 2V O H 2R E 1C 1C 1V I2V O LV E 1G 2圖 (a) 圖 C1充電等效電路 戴維南定理 R F 1C 2V I1V O LV O HC 2V I1R F 1V O L 1V O H 2圖 (b) 圖 C2放電等效電路 在 RF1=RF2=RF、 C1=C2=C的條件下，電路的振蕩 周期近似為： T≈ 推導？ 非對稱式多諧振蕩器 如果仔細研究一下 圖 器電路就不難發(fā)現(xiàn)，這個電路還能進一步簡化。計算結(jié)果表明，對于 74系列的門電路而言， RF1的阻值應(yīng)取在~。該式表明， vo與 vI之間是 線性關(guān)系 ，其斜率為： 1RRR1F11IO ?????vv 而且 vo =0時與橫軸相交在： 這條直線與電壓傳輸特性的交點就是反相器的 靜態(tài)工作點 。這個偏置電壓可以通過在反相器的輸入端與輸出端之間接入反饋電阻 RF來得到。 圖 對稱式多諧振蕩器電路 設(shè)置偏置電壓 設(shè)置偏置電壓 圖 TTL反相器 (7404)的電壓傳輸特性 1AIOv ????vv 為了產(chǎn)生自激振蕩，電路不能有穩(wěn)定狀態(tài) . 由圖 ，如 果能設(shè)法使 G G2工作在電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折 區(qū)或線性區(qū)，則它們將工作在放大狀態(tài)，即電壓 放大倍數(shù) 這時只要 G1和 G2的輸入電壓有極微小的擾動， 就會被 正反饋回路 放大而引起振蕩，因此圖 。 多諧振蕩器 一、多諧振蕩器定義： （ 1）多諧振蕩器是一種 自激振蕩器 ，不需要外加觸發(fā)信號； （ 2）多諧振蕩器 無穩(wěn)態(tài) ，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)； （ 3）多諧振蕩器輸出的是含有豐富的高次諧波分量的矩形波，是一種典型的 矩形波發(fā)生器 ，觸發(fā)器和時序邏輯電路的脈沖一般都由多諧振蕩器產(chǎn)生。由于矩形波中含有豐富的高次諧波分量，所以習慣上又把 矩形波振蕩器 叫做 多諧振蕩器。 Tp由 RC決定。 圖 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用 一、用作脈沖整形 圖 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用于脈沖整形 tw僅與