数字电子技术 王连英 演示文稿 第5章.ppt

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1、第5章脉冲产生于整形电路江西现代职业技术学院王连英国家级精品资源共享课程《数字电子技术》课件编辑制作：程豪徐芳学习目标及重点与难点学习目标熟悉掌握555定时器的特性及工作原理。了解多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器的工作原理及主要应用。熟练掌握用555定时器组成多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器的典型电路结构及主要参数计算。第5章学习目标及重点与难点第5章脉冲产生与整形电路重点与难点用555定时器组成多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器的典型电路及主要参数的计算；定时电路中电容充、放电过程的分析和参数计算。

2、学习目标及重点与难点第5章脉冲产生与整形电路5.1555定时器555定时器是一种模拟和数字电路结合的多用途中规模集成电路，利用它可方便地构成多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器等，广泛应用于信号的产生、整形、控制与检测电路。555定时器的工作电压适应范围较宽，TTL结构的为516V，CMOS结构的为318V，可提供与TTL及CMOS兼容的接口电平，还可输出一定功率，驱动微电机、指示灯、扬声器等。目前市场上国内外公司产品众多，但所有TTL单定时器产品型号的最后3位数码都是555，双定时器产品型号的最后三位数码都是

3、556；所有CMOS单定时器产品型号的最后4位数码都是7555，双定时器产品型号的最后4位数码都是7556，且它们的结构、工作原理基本相同，功能及外部引脚的排列方式完全相同，一般可以互换使用。5.1555定时器第5章脉冲产生与整形电路555定时器的基本电路结构图和逻辑功能示意图，如图5.1.1所示。它由用3个5K电阻R组成的电阻分压器、两个集成运放C1和C2组成电压比较器、基本RS触发器、输出缓冲级G3，放电管T等五部分构成。5.1555定时器555定时器的电路结构5.1.1第5章脉冲产生与整形电路5.1555定时

4、器第5章脉冲产生与整形电路5.1555定时器第5章脉冲产生与整形电路5.1555定时器555定时器的工作原理5.1.2第5章脉冲产生与整形电路根据以上以典型TTL定时器555基本电路为例工作原理的分析，有555（或7555）定时器的功能表如表5.1.1所示。5.1555定时器第5章脉冲产生与整形电路5.2多谐振荡器多谐振荡器（Multi-harmonicOscillator）是一种产生矩形脉冲的自激振荡器，不需要外加触发信号，只要一接通电源，就能自动产生一定频率和脉宽的矩形脉冲。由于矩形脉冲含有丰富的谐波分量，故将矩

5、形脉冲产生电路称为多谐振荡器。多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态，故又称为无稳态电路，常用来做要求不是太高的脉冲信号源。这种振荡器的频率一般由RC定时电路决定，频率的稳定度（fo/fo）较差。对于振荡频率稳定度要求较高的情况，可采用石英晶体多谐振荡器。5.2多谐振荡器第5章脉冲产生与整形电路用555定时器组成的多谐振荡器，由于555定时器内部的电压比较器灵敏度较高，且采用差分电路的形式，振荡器输出的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小，输出驱动电流较大，功能灵活，应用较为广泛。1.基本典型电路用555定时器组

6、成多谐振荡器的基本典型电路如图5.2.1（a）所示。图中R1、R2和C为定时元件。设接通电源前，电容C的电压vC=0。5.2多谐振荡器用555定时器组成多谐振荡器5.2.1第5章脉冲产生与整形电路5.2多谐振荡器第5章脉冲产生与整形电路接通电源后，由于初始状态vC=0，所以输出vO为高电平、放电管T截止，vO=VOH。随后，VCC经R1和R2对C充电，vC随之上升，电路进入一个暂稳态。随着C充电的进行，vC不断升高。当vC≥2VCC/3时，V62VCC/3、V2VCC/3，vO=VOL、放电管T导通，电路输出vO

7、跃变为低电平VOL，C经R2和放电管T放电，vC随之下降，电路进入另一个暂稳态。随着C放电的进行，vC逐步下降。当vC≤VCC/3时，V62VCC/3、V2VCC/3，vO=VOH、放电管T截止，电路输出vO跃变为高电平VOH。电路又返回第一个暂稳态，VCC又经R1和R2对C充电，当vC≥2VCC/3时，电路输出vO跃变为低电平VOL，…。电容C如此循环充电和放电，便使电路在两个暂稳态间交替变换产生振荡，输出矩形脉冲。其工作波形如图5.2.1（b）所示。5.2多谐振荡器第5章脉冲产生与整形电路由图5.2.1所示电

8、路，可求得C充电时间tW1和放电时间tW2分别为由此，图5.2.1所示多谐振荡器的振荡周期和频率分别为振荡器输出矩形脉冲的占空比为上式表明，图5.2.1（a）所示用555定时器组成的基本多谐振荡器典型电路的占空比固定不变、不可调节，且始终大于50%。5.2多谐振荡器第5章脉冲产生与整形电路2.占空比可调的多谐振荡器用555定时器组成的占空比可调