脉冲 波形的产生和变换
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第五节 555时基电路
2.构成单稳态触发器 如图14-25所示 工作原理: (1)接通电源，Vcc对C充电,电路进入稳态 (2)若在电路触发输入端加入一个负向触发脉冲后,电路输出高
电平，电路进入暂稳态。 (3)电容C对V放电，恢复稳态
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第五节 555时基电路
第十四章 脉来自百度文库波形的产生和变换
教学目标 第一节 概述 第二节 单稳态触发器 第三节 多谐振荡器 第四节 施密特触发器 第五节 555时基电路
教学目标
1.掌握脉冲波电压的主要参数。 2.掌握几种常用的脉冲波形产生与变换电路。 3.理解几种常用的脉冲波形产生与变换电路的工作原理、输出
可通过数字频率计(或示波器)测定。脉冲波的幅度、脉宽、上 升和下降时间等可通过示波器读出。
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第一节 概述
二、RC波形变换电路 1. RC电路的充、放电过程 图14 -3是RC充、放电电路。 其充电过程如图14-4所示，放电过程如图14-5所示 电阻R与电容C的乘积称作时间常数
态。
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第四节 施密特触发器
(2)随着输入电压逐渐上升，电路状态发生翻转，如图14-19 所示，电路保持在第二稳态
(3)随着输入电压逐渐下降， 电路状态再一次发生翻转 电路由第一稳态翻转到第二稳态时的输入触发信号称为正向阈
值电压，第二稳态翻转到第一稳态时的输入触发信号称为负向 阈值电压，将它们的差值定义为回差电压
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图14-17 施密特触发器工作波形
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图14-18 电路进入第一稳态
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图14-19 电路保持在第二稳态
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图14-20 施密特触发器 电压传输特性
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图14-21 集成施密特触发器 图形符号
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图14-22 集成施密特触发器引脚图
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表14-1 施密特触发器的应用
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图14-23 555电路
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第一节 概述
脉冲宽度：从脉冲前沿的0. 5 Vm处起，到后沿的0. 5 Vm 处止的一段时间。
脉冲周期：两个相邻脉冲之间的时间间隔 占空比q: 脉冲信号的宽度与脉冲周期的比值 任何脉冲波都是由多种频率和振幅不同的正弦波合成的。 通常称脉冲波的频率是指“基波”频率(最低频率)。这个频率
波形的分析及其应用。 4.了解555定时器内部结构框图、基本原理及典型应用。
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第一节 概述
一、脉冲的基本概念
1 .常见的脉冲信号：脉冲信号有很多种，如图14-1所示 2.矩形脉冲信号参数 如图14-2所示 脉冲幅度Vm：用来表示脉冲信号强弱的参数。 上升时间：脉冲从0. 1 Vm上升到0. 9 Vm所需要时间 下降时间：脉冲从0. 9 Vm下降到0. 1 Vm所需要时间
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表14-2 555定时电路功能表
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图14-24 555定时器构成的多谐振荡 器及其工作波形
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图12-25 555构成的单稳态触发器电 路及工作波形
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图14-26 555定时器构成的施密特触 发器及其工作波形
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图14-27 电路的回滞特性
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列如图14-11所示。
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第三节 多谐振荡器
振荡器有两大类型:能产生正弦交流信号的电路称为正弦振荡 器，产生矩形波(或方波)的电路称为多谐振荡器，如图1412所示。
一、门电路组成的多谐振荡器 1.电路组成 图14-13所示为一个由CMOS反相器及电容C,电阻R构成的
自激多谐振荡器
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3.构成施密特触发器
如图14-26 (a)所示，图14 -26 ( b)为电路工作波形
工作原理:
(1)接通电源后，电路输出高电平
(2)当输入电压上升至
，输出不变
(3)当输入电压
，状态翻转
(4)当输入电压开始下降，使
仍为低，当
，输出变为高
，输出
该电路的回滞特性如图14 -27所示。
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0;当S=1时，触发器输出1 3.放电开关及反相输出 V是一个放电开关，状态受RS触发器的输出控制。反相器G的
作用是输出缓冲，提高电路的驱动能力。
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第五节 555时基电路
4.集成电路主要管脚 管脚6：阈值输入端， 管脚2: 触发输入端， 管脚5：电压控制端 管脚7: 放电端口，提供外接电容后的放电通路，同时作为V
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第四节 施密特触发器
这种正向阈值电压与负向阈值电压不相等的现象，称为回差现 象。
回差是施密特触发器固有的特性，称为回差特性。 根据上面的分析，可作出施密特触发器电压传输特性，如图
14-20所示。
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第四节 施密特触发器
二、集成施密特触发器 图14-21 ( a)所示是附加“与非”逻辑功能的集成施密特触
在要求高的场合，多采用石英晶体多谐振荡器。 石英晶体多谐振荡器如图14-15所示。晶体在电路中起窄带滤
波器的作用，以石英晶体为定时器件的多谐振荡器，电路的振 荡频率决定于晶体本身的串联谐振频率，与电路中的R, C值 无关，其频率稳定性高，但不可调节。
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第四节 施密特触发器
施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种双稳态触发电 路，该电路须依赖外加触发信号来维持两个稳定状态。
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第二节 单稳态触发器
一、单稳态触发器基础 1.电路组成 图14 -8为CMOS或非门构成的单稳态触发器。 2.工作原理 (1)稳态：无触发信号时 (2)暂稳态：当外加输入信号发生正跳变时，其过程可描述为
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第二节 单稳态触发器
(3)暂稳态自动翻转到稳态 在暂稳态期间，充电回路如图14 -9所示，随着充电时间的增
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第一节 概述
2.微分电路: 利用微分电路可将矩形脉冲变换为尖峰脉冲。 (1)电路结构电路如图14-6 ( a)所示。 (2)工作原理 电容中仅在加电压的瞬间有电流流通，由于电容两端电压不能
突变，所以可得到如图14-6（b）所示的波形 3.积分电路: 利用积分电路可将矩形波变换成锯齿波。 (1)电路结构： 电路如图14-7 ( a)所示。 (2)工作原理：电路波形如图14-7 ( b )所示。
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图14-9 电容充电回路
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图14-10 单稳态电路波形
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图14-11 74HC123双可重触发单稳态 触发器
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图14-12 两大类型的振荡器
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图14-13 多谐振荡器
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图14-14 多谐振荡器工作波形
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图14-15 石英晶体多谐振荡器
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图14-16由两级CMOS反相器构成的施密 特触发器
图14-1 各种脉冲信号的波形
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图14-2 描述矩形脉冲信号波形参 数
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图14-3 RC充、放电电路
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图14-4 RC电路充电过程波形
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图14-5 RC电路放电过程波形
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图14-6利用微分电路可将矩形脉冲 变换为尖峰脉冲
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图14-7利用积分电路可将矩形波变 换成锯齿波
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图14-8 单稳态触发器
加，电路发生下列正反馈，恢复到新的稳定状态
3.波形 上述电路的工作波形如图14-10所示。 tw即输出脉宽，表示暂稳态持续时间，由R C充、放电时间决
定，与外加触发信号无关，一般
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第二节 单稳态触发器
二、集成单稳态触发器 74HC123是带清除端的双可重触发单稳态触发器。其引脚排
发器的图形符号 图14-21 ( b)所示是附加“非”逻辑功能的集成施密特触发
器的图形符号 74LS132是集成施密特与非门，74LS14是集成施密特非门，
图14 -22是它们的外引脚排列图。 施密特触发器的应用见表14-1
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第五节 555时基电路
一、555定时电路简介 555定时器除了可用作定时控制外，还可以组成单稳态触发器、
第三节 多谐振荡器
2.工作原理 (1)电源VDD接通时，这一状态称为第一暂稳态。 (2)R对C充电，电路发生如下正反馈过程:
这称为电路的第二暂稳态。 (3)电路进入第二暂稳态瞬间，电容C放电
如此电容C重复充放电过程，可得到如图14-14所示波形
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第三节 多谐振荡器
二、石英晶体多谐振荡器 石英晶体由于频率特性好、品质因素高，所以其选频特性较好。
施密特触发器、多谐振荡器等等。由于它工作可靠、使用方便、 价格低廉，得到了广泛的应用。555电路的逻辑图、外引线功 能图、内部电路如图14-23所示。
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第五节 555时基电路
1.比较电路 比较电路由比较器C1和C2及3个分压电阻R构成。 2. RS触发器 当电路复位端R =0时，触发器复位。当R=1时，触发器输出
管集电极开路输出 555定时电路功能表如表14 -2所示。
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第五节 555时基电路
二、555定时电路的应用 1.构成多谐振荡器 如图14-24所示。 工作原理: (1)接通电源，电容C两端电压较低，v截止，电路输出高电平，
处于第一暂稳态。 (2)随着VCC对C充电的进行，电路进入第二暂稳态 (3)电路处于第二暂稳态时，C开始放电，回到第一暂稳态
特点： ①它是一种电平触发器; ②使电路发生两次翻转的触发电平值不同，即电路有不同的阈
值电压。
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第四节 施密特触发器
一、CMOS门电路组成的施密特触发器 1.电路组成 如图14-16所示的是由两级CMOS反相器构成的施密特触发
器。 其工作波形图如图14-17所示。 2.工作原理 (1)输入电压为0V时，电路如图14-18所示,电路进入第一稳
第五节 555时基电路
2.构成单稳态触发器 如图14-25所示 工作原理: (1)接通电源，Vcc对C充电,电路进入稳态 (2)若在电路触发输入端加入一个负向触发脉冲后,电路输出高
电平，电路进入暂稳态。 (3)电容C对V放电，恢复稳态
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第五节 555时基电路
第十四章 脉来自百度文库波形的产生和变换
教学目标 第一节 概述 第二节 单稳态触发器 第三节 多谐振荡器 第四节 施密特触发器 第五节 555时基电路
教学目标
1.掌握脉冲波电压的主要参数。 2.掌握几种常用的脉冲波形产生与变换电路。 3.理解几种常用的脉冲波形产生与变换电路的工作原理、输出
可通过数字频率计(或示波器)测定。脉冲波的幅度、脉宽、上 升和下降时间等可通过示波器读出。
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第一节 概述
二、RC波形变换电路 1. RC电路的充、放电过程 图14 -3是RC充、放电电路。 其充电过程如图14-4所示，放电过程如图14-5所示 电阻R与电容C的乘积称作时间常数
态。
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第四节 施密特触发器
(2)随着输入电压逐渐上升，电路状态发生翻转，如图14-19 所示，电路保持在第二稳态
(3)随着输入电压逐渐下降， 电路状态再一次发生翻转 电路由第一稳态翻转到第二稳态时的输入触发信号称为正向阈
值电压，第二稳态翻转到第一稳态时的输入触发信号称为负向 阈值电压，将它们的差值定义为回差电压
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图14-17 施密特触发器工作波形
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图14-18 电路进入第一稳态
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图14-19 电路保持在第二稳态
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图14-20 施密特触发器 电压传输特性
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图14-21 集成施密特触发器 图形符号
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图14-22 集成施密特触发器引脚图
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表14-1 施密特触发器的应用
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图14-23 555电路
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第一节 概述
脉冲宽度：从脉冲前沿的0. 5 Vm处起，到后沿的0. 5 Vm 处止的一段时间。
脉冲周期：两个相邻脉冲之间的时间间隔 占空比q: 脉冲信号的宽度与脉冲周期的比值 任何脉冲波都是由多种频率和振幅不同的正弦波合成的。 通常称脉冲波的频率是指“基波”频率(最低频率)。这个频率
波形的分析及其应用。 4.了解555定时器内部结构框图、基本原理及典型应用。
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第一节 概述
一、脉冲的基本概念
1 .常见的脉冲信号：脉冲信号有很多种，如图14-1所示 2.矩形脉冲信号参数 如图14-2所示 脉冲幅度Vm：用来表示脉冲信号强弱的参数。 上升时间：脉冲从0. 1 Vm上升到0. 9 Vm所需要时间 下降时间：脉冲从0. 9 Vm下降到0. 1 Vm所需要时间
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表14-2 555定时电路功能表
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图14-24 555定时器构成的多谐振荡 器及其工作波形
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图12-25 555构成的单稳态触发器电 路及工作波形
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图14-26 555定时器构成的施密特触 发器及其工作波形
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图14-27 电路的回滞特性
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列如图14-11所示。
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第三节 多谐振荡器
振荡器有两大类型:能产生正弦交流信号的电路称为正弦振荡 器，产生矩形波(或方波)的电路称为多谐振荡器，如图1412所示。
一、门电路组成的多谐振荡器 1.电路组成 图14-13所示为一个由CMOS反相器及电容C,电阻R构成的
自激多谐振荡器
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3.构成施密特触发器
如图14-26 (a)所示，图14 -26 ( b)为电路工作波形
工作原理:
(1)接通电源后，电路输出高电平
(2)当输入电压上升至
，输出不变
(3)当输入电压
，状态翻转
(4)当输入电压开始下降，使
仍为低，当
，输出变为高
，输出
该电路的回滞特性如图14 -27所示。
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0;当S=1时，触发器输出1 3.放电开关及反相输出 V是一个放电开关，状态受RS触发器的输出控制。反相器G的
作用是输出缓冲，提高电路的驱动能力。
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第五节 555时基电路
4.集成电路主要管脚 管脚6：阈值输入端， 管脚2: 触发输入端， 管脚5：电压控制端 管脚7: 放电端口，提供外接电容后的放电通路，同时作为V
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第四节 施密特触发器
这种正向阈值电压与负向阈值电压不相等的现象，称为回差现 象。
回差是施密特触发器固有的特性，称为回差特性。 根据上面的分析，可作出施密特触发器电压传输特性，如图
14-20所示。
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第四节 施密特触发器
二、集成施密特触发器 图14-21 ( a)所示是附加“与非”逻辑功能的集成施密特触
在要求高的场合，多采用石英晶体多谐振荡器。 石英晶体多谐振荡器如图14-15所示。晶体在电路中起窄带滤
波器的作用，以石英晶体为定时器件的多谐振荡器，电路的振 荡频率决定于晶体本身的串联谐振频率，与电路中的R, C值 无关，其频率稳定性高，但不可调节。
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施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种双稳态触发电 路，该电路须依赖外加触发信号来维持两个稳定状态。
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第二节 单稳态触发器
一、单稳态触发器基础 1.电路组成 图14 -8为CMOS或非门构成的单稳态触发器。 2.工作原理 (1)稳态：无触发信号时 (2)暂稳态：当外加输入信号发生正跳变时，其过程可描述为
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第二节 单稳态触发器
(3)暂稳态自动翻转到稳态 在暂稳态期间，充电回路如图14 -9所示，随着充电时间的增
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第一节 概述
2.微分电路: 利用微分电路可将矩形脉冲变换为尖峰脉冲。 (1)电路结构电路如图14-6 ( a)所示。 (2)工作原理 电容中仅在加电压的瞬间有电流流通，由于电容两端电压不能
突变，所以可得到如图14-6（b）所示的波形 3.积分电路: 利用积分电路可将矩形波变换成锯齿波。 (1)电路结构： 电路如图14-7 ( a)所示。 (2)工作原理：电路波形如图14-7 ( b )所示。
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图14-9 电容充电回路
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图14-10 单稳态电路波形
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图14-11 74HC123双可重触发单稳态 触发器
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图14-12 两大类型的振荡器
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图14-13 多谐振荡器
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图14-14 多谐振荡器工作波形
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图14-15 石英晶体多谐振荡器
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图14-16由两级CMOS反相器构成的施密 特触发器
图14-1 各种脉冲信号的波形
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图14-2 描述矩形脉冲信号波形参 数
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图14-3 RC充、放电电路
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图14-4 RC电路充电过程波形
返回
图14-5 RC电路放电过程波形
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图14-6利用微分电路可将矩形脉冲 变换为尖峰脉冲
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图14-7利用积分电路可将矩形波变 换成锯齿波
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图14-8 单稳态触发器
加，电路发生下列正反馈，恢复到新的稳定状态
3.波形 上述电路的工作波形如图14-10所示。 tw即输出脉宽，表示暂稳态持续时间，由R C充、放电时间决
定，与外加触发信号无关，一般
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二、集成单稳态触发器 74HC123是带清除端的双可重触发单稳态触发器。其引脚排
发器的图形符号 图14-21 ( b)所示是附加“非”逻辑功能的集成施密特触发
器的图形符号 74LS132是集成施密特与非门，74LS14是集成施密特非门，
图14 -22是它们的外引脚排列图。 施密特触发器的应用见表14-1
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第五节 555时基电路
一、555定时电路简介 555定时器除了可用作定时控制外，还可以组成单稳态触发器、
第三节 多谐振荡器
2.工作原理 (1)电源VDD接通时，这一状态称为第一暂稳态。 (2)R对C充电，电路发生如下正反馈过程:
这称为电路的第二暂稳态。 (3)电路进入第二暂稳态瞬间，电容C放电
如此电容C重复充放电过程，可得到如图14-14所示波形
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第三节 多谐振荡器
二、石英晶体多谐振荡器 石英晶体由于频率特性好、品质因素高，所以其选频特性较好。
施密特触发器、多谐振荡器等等。由于它工作可靠、使用方便、 价格低廉，得到了广泛的应用。555电路的逻辑图、外引线功 能图、内部电路如图14-23所示。
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第五节 555时基电路
1.比较电路 比较电路由比较器C1和C2及3个分压电阻R构成。 2. RS触发器 当电路复位端R =0时，触发器复位。当R=1时，触发器输出
管集电极开路输出 555定时电路功能表如表14 -2所示。
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第五节 555时基电路
二、555定时电路的应用 1.构成多谐振荡器 如图14-24所示。 工作原理: (1)接通电源，电容C两端电压较低，v截止，电路输出高电平，
处于第一暂稳态。 (2)随着VCC对C充电的进行，电路进入第二暂稳态 (3)电路处于第二暂稳态时，C开始放电，回到第一暂稳态
特点： ①它是一种电平触发器; ②使电路发生两次翻转的触发电平值不同，即电路有不同的阈
值电压。
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第四节 施密特触发器
一、CMOS门电路组成的施密特触发器 1.电路组成 如图14-16所示的是由两级CMOS反相器构成的施密特触发
器。 其工作波形图如图14-17所示。 2.工作原理 (1)输入电压为0V时，电路如图14-18所示,电路进入第一稳