脉冲波形的演示文稿

VT—
表示
。
两者
= VT+－VT—
(6.3.1)
图6.3.2(a)所示为施密特触发器的逻辑符号。图 6.3.2(b)所示为施密特触发器的电压传输特性，从
曲线中可看到电路的滞回特性。如果在控制电压
端(5脚)外接控制电压vIC，改变vIC的大小，可以 调节回差电压的范围。
图6.3.2 施 密特触发 器的逻辑 符号和电 压传输特
（(器R2被=）1置)当，1，v比I1 放较32电V器CC三，Cv2I极输2 管出13VC低TC 时截电，止平比，(S较输=器出0)，端C1基v输O本为出R高高S电电触平发平。
（3）当
vI1
， 2
3
VCC
vI2
1 3
VCC时，比较器
C1输出高电平
( R =1)，比较器C2也输出高电平( S =1)，触发
为边沿陡峭的矩形脉冲。同时具有回差电压特性 和较强的抗干扰能力。
6.3.1 用555定时器构成的施密特触发器
1. 电路组成 将555定时器的阈值输入端(6脚)和触发输入端(2
脚)连在一起，作为信号输入端，即可构成施密特 触发器，如图6.3.1(a)所示。控制电压端(5脚)通 过0.01μF的滤波电容接地，以防干扰，提高比较 器基准电压的稳定性。
6.2.1 555定时器的电路结构
555定时器的内部电路结构如图6.2.1所示。它由3 个阻值为5k的电阻组成的分压器、两个电压比 较器C1和C2、基本RS触发器、集电极开路的放电 三极管T以及缓冲器G组成。
图6.2.1 555定时器的内部电路结构图
6.2.2 555定时器的功能 555定时器的主要功能取决于比较器，比较器的输
下降时间tf——脉冲下降沿从0.9Vm下降至0.1Vm所 经历的时间。
脉冲宽度tw——脉冲前后沿在0.5Vm两点间的时间 间隔。
脉冲周期T——在周期性脉冲序列中两个相邻脉冲 之间的时间间隔。
占 空 比 q—— 脉 冲 宽 度 与 脉 冲 周 期 的 比 值 ， 即 q=tw∕T。
对于理想矩形波，其上升时间tr和下降时间tf均为 零。
3. 主要参数
由图6.3.1(b)波形图可以看出，施密特触发器输出 电平由高向低跳变和由低向高跳变时所对应的输
入阈值电压不同。把施密特触发器输入信号正向
增加时，输出电平跳变所对应的输入阈值电压称
为入正信向号阈负值向电减压少，时用，V输T+出表电示平；跳把变施所密对特应触的发输器入输
阈值电压称为负向阈值电压，用 的差值称为回差电压ΔV，即
出控制RS触发器和放电三极管T的状态。图中 RD 为复位输入端，当 RD 为低电平时，不管其它输入 端的状态如何，输出vO为低电平。因此在正常工 作时，应将其接高电平。
由准电图压6.2分.1别可为知，32 V当CC和5脚13V悬CC。空时，比较器C1和C2的基
（电本为平低1R）S(电触当R平发。=v器I01)被，32置V比CC0较，，器v放I2C电213输三VC出C极时高管，电T比平导较(通器S，C输=11输出)，出端基低vO
脉冲波形的演示文稿
（优选）脉冲波形的
内容提要
本章在介绍矩形波脉冲信号的基础上，着 重讲述了应用较广的中规模集成555定时器 的电路结构和功能，然后围绕着矩形脉冲 波的产生和整形，详细介绍了555定时器构 成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振 荡器的工作原理及其应用。
6.1 概述 数字系统中的工作信号一般都是矩形波脉冲信号。
性 (a) 逻辑符 号 (b) 电 压传输特
性
6.3.2 施密特触发器的 应用
1. 波形变换
由 图 6.3.1 可 见 ， 施 密 特触发器可将三角波 变换为矩形波。若输 入的是正弦波，只要 输入信号的幅度大于 VT+，便可在施密特触 发器的输出端得到相 同频率的矩形波脉冲 信号，其变换波形如 图6.3.3所示。
器状态不变，电路亦保持原状态不变。
综合上述分析，可得555定时器的功能表如表6.2.1 所示。
标6.2.1 555定时器功能表
若和控C2制的电基压准输电入压端改外变接为固VIC定和电12V压IC VI，C，并则进比而较影器响C1 电路的工作状态。这里不再赘述，读者可自行分 析。
6.3 施密特触发器 施密特触发器能将边沿变化缓慢的电压波形整形
图6.3.1 用555定时器构成的施密特触发器
2. 工作原理
现以如图6.3.1(b)所示的三角波输入信号，根据表
6.2.1说明电路的工作原理。
（1）当vI
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变。 1
3 VCC
vI
2 3 VCC
1 3
VCC时，vO1输出高电平。当vI上升至
时，vO1仍输出高电平，保持原来状态不
（续电上平2），升当， 保v持然I 32原后VC来下C 时状降，态尚vO不未1输变达出。到低13V电CC平时。，当vvOI1由仍输32 V出CC 低继
（为高3）电当平vI。继续下降小于
1 3
VCC
时，电路输出vO1跳变
通过上述分析得知，施密特触发器可以将输入的 三角波整形为矩形脉冲波。同理，也可将正弦波 形整形为矩形脉冲波。
如果在555定时器的放电三极管T输出端(7脚)外接 一电阻，并与另一电源VCC1相连，则由vO2输出的 信号可实现输出电平转换。
6.2 集成555定时器
555定时器是一种多用途的单片中规模集成电路。 该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元 件就可以构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密 特触发器。因而在波形的产生与变换、测量与控 制等许多领域中都得到了广泛的应用。
目前生产的定时器有双极型和CMOS两种类型， 其型号分别有NE555(或5G555)和C7555等多种。通 常，双极型产品型号最后的3位数码都是555， CMOS产品型号的最后4位数码都是7555，它们的 结构、工作原理以及外部引脚排列基本相同。一 般双极型定时器具有较大的驱动能力，而CMOS 定时电路具有低功耗、输入阻抗高等优点。
矩形波脉冲信号的获取方法通常有两种：一种是 利用多谐振荡器直接产生；另一种是利用整形电 路对已有的周期性信号整形，使之符合系统要求。 图6.1.1所示为矩形波脉冲信号的实际波形图。
图6.1.1 实际的矩形脉冲波形
主要参数是：脉冲幅度Vm——脉冲电压的最大幅 度。
上升时间tr——脉冲上升沿从0.1Vm上升至0.9Vm所 经历的时间。