考研资料数字电路第十章

C5
10.4 555定时器构成施密特触发器
VCC2 R VCC1
7 4 8 3 5 1
uo2 ui
555
6 2
uo1
C5
由于施密特触发器无须放电端，所以利用放电端与输出 端状态相一致的特点，从放电端加一上拉电阻后，可以获得 与3脚相同的输出。但上拉电阻可以单独接另外一组电源， 以获得与3脚输出不同的逻辑电平。
1.当TH＞2VCC/3，TL＞ 1VCC/3时， 比较器A1=H， 比较器A2=L，触发器置0，3脚和7脚输出低电平。
2.当TH＜2VCC/3， TL＞ VCC/3时， 比较 器A1=Ｌ，比较器 A2=L，触发器状态不 变，3脚和7脚输出低 电平。放电管饱和。
3.当TH＜2VCC/3，TL＜ VCC/3时， 比较器A1=Ｌ， 比较器A2=Ｈ，触发器置１，3脚和7脚输出高电平。放 电管截止。 4.当TH＜ 2VCC/3，TL＞ VCC/3时， 比较器 A1=Ｌ，比较器 A2=L，触发器状 态不变，3脚和7 脚输出高电平。 放电管截止。
施密特触发器的输出波形如下：
ui
2VCC/3 1VCC/3 0 uO 0 t
t
施密特触发器的主要用于对输入波形的整形。表示的 是将三角波整形为方波,其它形状的输入波形也可以整形为 方波。
10.5 555定时器构成压控振荡器(VCO)
一般的振荡器若要改变振荡频率必须改变选频网络的 参数值，不太方便。上述555定时器构成的振荡器，只要改 变控制电压的数值即可改变振荡频率，易于控制。通过外 加控制电压去改变振荡器的频率，这样的振荡器就是电压 控制振荡器，简称压控振荡器，用VCO表示。 利用555定时器的5脚，可以方便实现这一功能。由于 555定时器是一种低价格通用型的电路，其压控非线性较 大，性能较差，只能满足一般技术水平的需要。如果需要 高的性能指标，可采用专用的压控振荡器芯片，如AD650 等。
tw1 ： uC (0) = VCC /3 V、 uC (∞) =VCC、 1=(RA+ RB)C、 当t= tw1时， 1 1.44 uC (tw1) =2 VCC /3代入公式。于是可解出 f
T t w1 t w2 0.7( RA 2 RB )C
T ( RA tw1 0.7(RA RB )C 2 RB )C tw2 ： uC (0) = 2VCC /3 V、 uCT1 =0V、 1= Rt w1 当t= tw2时，uC (tw2) (∞) BC、 D 100% 100% =VCC /3代入公式。于是可解出 T T
0
t
单稳态发器暂稳态时间的计算：
根据uC的波形，由过渡过程公式即可计算出暂稳态时间， 为此需要确定三要素， uC (0) =0V、 uC (∞) =VCC、 =RC、 当t= tw时，uC (tw) =2 VCC /3代入公式。于是可解出
uc (t ) uc () [uc (0) uc
uc
VCC RA
7 4 8 3 5 1
u '5
2 VCC 3
1 VCC 3
u '5 2
RB
6 2
555
uo C5
O
t uo t t
+ -
C
u5
O
uo
O
T T
555定时器做压控振荡器，其工作原理与多谐振荡器无 本质不同。在压控振荡器中，实质上是通过5脚加入一个控 制电压u5，u5的加入使555定时器的阈值随之改变，从而可 以改变多谐振荡器的振荡频率。为了使u5的控制作用明显， u5应是一个低阻的信号源。因为555定时器内部的阈值是由 三个5k的电阻分压取得，u5的内阻大或串入较大的电阻， 压控作用均不明显。
tw2 0.7RBC
因T1 ＞T2 ，它的占空比大于50% ，占空比不可调节。该 电路因加入了二极管，使电容器的充电和放电回路不同，可 以调节电位器使充、放电时间常数相同。如果RA=RB，调节电 位器可以获得50%的占空比。
R
RA
B
VCC1
7
D1
4
8 3 5 1
5 55
6 2
uo1
D2
C
4 7 6 2 8 3 5 1
555
uo
C5
ui
C
此时， ui已经撤消，变为高电平，所以当uC充电到上限 阈值电平（VCC2/3）时，输出将跳变为低电平。完成一次单 稳过程。
ui 0 uC
t
2VCC/3
0
uO tw
t
注意：触发脉冲 必须是窄脉冲， 要比暂稳态的时 间tw还要短。否 则触发作用始终 存在，输出将不 会在uC达到 2VCC/3时返回低 电平。
10.3 555定时器构成多谐振荡器
VCC RA
7 4 8 3 5 1
RB
6 2
555
uo
C
C5
电容器之所 以能够放电，是 由于有放电端7 脚的作用，因7 脚的状态与输出 端一致，7脚为 低电平电容器
0
uO tw1
t
0
tw2 图4.29 多谐振荡器波形图
t
t ()]e τ
t w RCln3 1.1RC
注意一:触发输入信号的逻辑电平，在无触发时是高电平，必 须大于，低电平必须小于，否则触发无效。 注意二:触发信号的低电平宽度要窄，其低电平的宽度应小 于单稳暂稳的时间。否则当暂稳时间结束时，触发信号依然存 在，输出与输入反相。此时单稳态触发器成为一个反相器。
3. 输出端和放电端的状态一致，要通都通，要断都断；
4. 输出与两触发端是反相关系。
10.2 555定时器构成单稳态
初始状态下，没有触发，ui是 高电平，所以输出是低电平。 当ui加上触发低电平时，输出 将跳变到高电平，放电管关断。 放电管关断，电源将经过R向 C充电，uC按指数规律上升。
VCC R
555定时器功能表
⑤CV 直流 悬空 交流 ⑥TH ②TL ④R L H H ③OUT L L LH ⑦DIS L通 L通 通断
＞2VCC/3 ＞VCC/3 ＜2VCC/3 ＞VCC/3
接地 ＜2VCC/3 ＜VCC/3
H
H
H断
从555定时器的功能表可以看出几个特点： 1. 有两个阈值电平，分别是电源电压的1/3和2/3； 2. 输出从低到高，从高到低有回差；
第十章 脉冲波形的产生与整形电路
4-1 导论
4-2 基本RS触发器 4-3 同步时钟RS触发器
4-4 维持阻塞D触发器 4-5 边沿JK触发器 4-6 555定时器
第十章 脉冲波形的产生与整形电路
555定时器是一种用途广泛的模拟数字混合集 成电路。它可以构成单稳态触发器、多谐振荡器、 压控振荡器等多种应用电路。
双稳
触发信号 输出
单稳
多谐
10.1 555定时器的工作原理
10.2 555定时器构成单稳态
10.3 555定时器构成多谐振荡器
10.4 555定时器构成施密特触发器
10.5 555定时器构成压控振荡器(VCO)
10.1 555定时器的工作原理
1. GND地
2. TL 低电平触发端 3. OUT 输出端 4. Rd 清零端 5. CV 电压控制端 6. TH 高电平触发端 7. DIS 放电端 8. VCC 电源端