脉冲电路知识讲解
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暂稳态时间：tpo=RCln3≈1.1RC
555定时器应用小结 施密特触发器有两种稳态，但状态的维持与翻
转受输入信号电平的控制，所以输出脉冲的宽度是 由输入信号决定的。
单稳态触发器只有一个稳态，在外加触发脉冲 作用下，能够从稳态翻转为暂稳态。但暂稳态的持 续时间取决于电路内部的元件参数，与输入信号无 关。因此，单稳态触发器可以用于产生脉宽固定的 矩形脉冲波形。
可达4mA
2.工作原理及电路功能 电阻分压器 电压比较器 基本RS触发器
缓冲器 放电管T
（1） 电阻分压器
由3个5kΩ的电阻R组成，为电压比较器C1和C2 提供基准电压。
（2） 电压比较器
C1和C2。当U＋＞U－时， UC输出高电平，反之 则输出低电平。
•CO为控制电压输入端。 当CO悬空时，UR1＝2/3VCC，UR2＝1/3VCC。 当CO＝UCO时，UR1＝UCO，UR2＝1/2UCO
工作原理：
当触发脉冲uI为高电平时，VCC通过R对C充电，当TH = uC≥2/3VCC时，高触发端TH有效置0；此时，放电管导通，C 放电，TH = uC =0。稳态为0状态。
当触发脉冲uI下降沿到来时，低触发端TR有效置1状态， 电路进入暂稳态。
此时放电管T截止，VCC通过R对C充电。 当TH = uC≥2/3VCC时，使高触发端TH有效，置0状态， 电路自动返回稳态，此时放电管T导通。 电路返回稳态后，C通过导通的放电管T放电，使电路迅 速恢复到初始状态。
改变TH=TR，则交替置0、置1。
电容C充电 τ充=( R1+R2)C
电容C放电 τ放= R2C
振荡器输出脉冲uO的工作周期：T≈0.7(R1+2R2)C
3. 构成单稳态触发器
思路：外触发→自动返回 （1）得到负脉冲 外触发：使高触发置0端TH有效→暂稳态0
自动返回：通过电容C的充放电使低触发置1端 TR有效→稳态1
4.1.1 555定时器的结构
1.型号介绍 各公司生产的555定时器的逻辑功能与外引
线排列都完全相同。
单555型号的最后几位数码 双555型号的最后几位数码
优点 电源电压工作范围
负载电流
双极型产品 555 556
驱动能力较大 5~16V
可达200mA
CMOS产品 7555 7556
低功耗、高输入阻抗 3~18V
表1 555定时器的功能表
TH接至反相输入端，当TH＞UR1时，UC1输出低电平，使触 发器置0，故称为高触发端（有效时置0）；
TR接至同相输入端，当TR＜UR2时，UC2输出低电平，使触 发器置1，Hale Waihona Puke Baidu称为低触发端（有效时置1）。
4.1.2 555定时器的应用举例
1. 构成施密特触发器
主要用途：把变化缓慢的信号波形变换为边沿陡峭的矩 形波。
多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态。两个 暂稳态之间的转换，是由电路内部电容的充、放电 作用自动进行的，所以它不需要外加触发信号，只 要接通电源就能自动产生矩形脉冲信号。
555定时器是一种用途很广的集成电路，除了 能构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器 以外，还可以接成各种应用电路。读者可参阅有关 书籍自行设计出所需的电路。
（2）得到正脉冲 外触发：使低触发置1端TR有效→暂稳态1 自动返回：通过电容C的充放电使高触发置0端 TH有效→稳态0
稳态为0
低触发 自动高 有效置1 触发返0
提高基准电
T截止， C充电
压稳定性的 当触发脉冲图6（u-3aI0为）滤5电5高5路波定电时电器平容构时成（的b，）单工V稳作C态C波触通形发过器 R对C充电， 当放0使状电T电态H此 当 电工路管，=路T时作迅导u电H原返放速通C路≥=理回电恢，2u自/3：稳复管CCV≥动放到态T2C输返截C/电3后初时出V回止，，始，C脉稳，CT状C时高冲H态V通态触，的C=，过C。发使宽u通此导C端高度过=时通0T触tRw放。的H≈对发有1电稳放C.端1效管态充电RT置TC为电管H导。0有0。T；状通放效此。态电，时。，置，
特点： ⑴电路有两种稳定状态。两种稳定状态的维持和转换完 全取决于外加触发信号。触发方式：电平触发。 ⑵电压传输特性特殊，电路有两个转换电平（上限触发 转换电平UT+和下限触发转换电平UT－）。 ⑶状态翻转时有正反馈过程，从而输出边沿陡峭的矩形 脉冲。
思考：施密特触发器的特点？ 回差特性：上升过程和下降过程有不同的转
•TH称为高触发端，TR 称为低触发端。
（3） 基本RS触发器 其置0和置1端为低电平有效触发。 R是低电平有效的复位输入端。 正常工作时，必须使R处于高电平。
（4） 放电管T T是集电极开路的三极管。相当于一个受控电子开关。 输出为0时，T导通，输出为1时，T截止。
（5）缓冲器
缓冲器由G3和G4构成，用于提高电路的负载能 力。
脉冲电路
脉冲波形的产生与变换
脉冲信号：指突然变化的电压或电流。 脉冲电路的研究重点：波形分析。 数字电路的研究重点：逻辑功能。
获得脉冲波形的方法主要有两种： 1．利用脉冲振荡电路产生； 2．是通过整形电路对已有的波形进行整形、变 换，使之符合系统的要求。
4.1 555定时器及其应用
为数字—模拟混合集成电路。 可产生精确的时间延迟和振荡，内部有3个5KΩ的 电阻分压器，故称555。 在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、 电子玩具等许多领域中都得到了应用。
vO2 0
1
R
vI1 C
（1） 设电路的初态为vO1=1, vO2=0，这种状态下不可能持久维持； （2）通过vO1→R→C→vO2向C充电，使vI1不断上升； （3）当vI1＞VT时，G1输出低电平，G2输出高电平，即vO1=0， vO2=1。
4.2 用门电路组成的脉冲电路 1.多谐振荡器
•下图表示用三个集成非门构成的方波发生器。这些门组成一
个环形，所以称为环形振荡器。它是利用门电路的时延tpd来
产生方波振荡的。
uI
1 uO 1
1
图 环型振荡器
uI
tpd
uO
uF
2tpd
图 环行单稳态的波形
电路组成及工作原理
G1
G2
1 vO1 1
01
换电平UT＋和UT－。
如何与555定时器发生联系？
内部比较器有两个不同的基准电压UR1和UR2。
1. 构成施密特触发器 如果在UIC加上控制电压， 则可以改变电路的UT+和UT－。
2. 构成多谐振荡器
设计思想：是无稳态电路，两个暂稳态不断地交替。
利用放电管T作为一个受控电子开关，使电容充电、放电而
555定时器应用小结 施密特触发器有两种稳态，但状态的维持与翻
转受输入信号电平的控制，所以输出脉冲的宽度是 由输入信号决定的。
单稳态触发器只有一个稳态，在外加触发脉冲 作用下，能够从稳态翻转为暂稳态。但暂稳态的持 续时间取决于电路内部的元件参数，与输入信号无 关。因此，单稳态触发器可以用于产生脉宽固定的 矩形脉冲波形。
可达4mA
2.工作原理及电路功能 电阻分压器 电压比较器 基本RS触发器
缓冲器 放电管T
（1） 电阻分压器
由3个5kΩ的电阻R组成，为电压比较器C1和C2 提供基准电压。
（2） 电压比较器
C1和C2。当U＋＞U－时， UC输出高电平，反之 则输出低电平。
•CO为控制电压输入端。 当CO悬空时，UR1＝2/3VCC，UR2＝1/3VCC。 当CO＝UCO时，UR1＝UCO，UR2＝1/2UCO
工作原理：
当触发脉冲uI为高电平时，VCC通过R对C充电，当TH = uC≥2/3VCC时，高触发端TH有效置0；此时，放电管导通，C 放电，TH = uC =0。稳态为0状态。
当触发脉冲uI下降沿到来时，低触发端TR有效置1状态， 电路进入暂稳态。
此时放电管T截止，VCC通过R对C充电。 当TH = uC≥2/3VCC时，使高触发端TH有效，置0状态， 电路自动返回稳态，此时放电管T导通。 电路返回稳态后，C通过导通的放电管T放电，使电路迅 速恢复到初始状态。
改变TH=TR，则交替置0、置1。
电容C充电 τ充=( R1+R2)C
电容C放电 τ放= R2C
振荡器输出脉冲uO的工作周期：T≈0.7(R1+2R2)C
3. 构成单稳态触发器
思路：外触发→自动返回 （1）得到负脉冲 外触发：使高触发置0端TH有效→暂稳态0
自动返回：通过电容C的充放电使低触发置1端 TR有效→稳态1
4.1.1 555定时器的结构
1.型号介绍 各公司生产的555定时器的逻辑功能与外引
线排列都完全相同。
单555型号的最后几位数码 双555型号的最后几位数码
优点 电源电压工作范围
负载电流
双极型产品 555 556
驱动能力较大 5~16V
可达200mA
CMOS产品 7555 7556
低功耗、高输入阻抗 3~18V
表1 555定时器的功能表
TH接至反相输入端，当TH＞UR1时，UC1输出低电平，使触 发器置0，故称为高触发端（有效时置0）；
TR接至同相输入端，当TR＜UR2时，UC2输出低电平，使触 发器置1，Hale Waihona Puke Baidu称为低触发端（有效时置1）。
4.1.2 555定时器的应用举例
1. 构成施密特触发器
主要用途：把变化缓慢的信号波形变换为边沿陡峭的矩 形波。
多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态。两个 暂稳态之间的转换，是由电路内部电容的充、放电 作用自动进行的，所以它不需要外加触发信号，只 要接通电源就能自动产生矩形脉冲信号。
555定时器是一种用途很广的集成电路，除了 能构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器 以外，还可以接成各种应用电路。读者可参阅有关 书籍自行设计出所需的电路。
（2）得到正脉冲 外触发：使低触发置1端TR有效→暂稳态1 自动返回：通过电容C的充放电使高触发置0端 TH有效→稳态0
稳态为0
低触发 自动高 有效置1 触发返0
提高基准电
T截止， C充电
压稳定性的 当触发脉冲图6（u-3aI0为）滤5电5高5路波定电时电器平容构时成（的b，）单工V稳作C态C波触通形发过器 R对C充电， 当放0使状电T电态H此 当 电工路管，=路T时作迅导u电H原返放速通C路≥=理回电恢，2u自/3：稳复管CCV≥动放到态T2C输返截C/电3后初时出V回止，，始，C脉稳，CT状C时高冲H态V通态触，的C=，过C。发使宽u通此导C端高度过=时通0T触tRw放。的H≈对发有1电稳放C.端1效管态充电RT置TC为电管H导。0有0。T；状通放效此。态电，时。，置，
特点： ⑴电路有两种稳定状态。两种稳定状态的维持和转换完 全取决于外加触发信号。触发方式：电平触发。 ⑵电压传输特性特殊，电路有两个转换电平（上限触发 转换电平UT+和下限触发转换电平UT－）。 ⑶状态翻转时有正反馈过程，从而输出边沿陡峭的矩形 脉冲。
思考：施密特触发器的特点？ 回差特性：上升过程和下降过程有不同的转
•TH称为高触发端，TR 称为低触发端。
（3） 基本RS触发器 其置0和置1端为低电平有效触发。 R是低电平有效的复位输入端。 正常工作时，必须使R处于高电平。
（4） 放电管T T是集电极开路的三极管。相当于一个受控电子开关。 输出为0时，T导通，输出为1时，T截止。
（5）缓冲器
缓冲器由G3和G4构成，用于提高电路的负载能 力。
脉冲电路
脉冲波形的产生与变换
脉冲信号：指突然变化的电压或电流。 脉冲电路的研究重点：波形分析。 数字电路的研究重点：逻辑功能。
获得脉冲波形的方法主要有两种： 1．利用脉冲振荡电路产生； 2．是通过整形电路对已有的波形进行整形、变 换，使之符合系统的要求。
4.1 555定时器及其应用
为数字—模拟混合集成电路。 可产生精确的时间延迟和振荡，内部有3个5KΩ的 电阻分压器，故称555。 在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、 电子玩具等许多领域中都得到了应用。
vO2 0
1
R
vI1 C
（1） 设电路的初态为vO1=1, vO2=0，这种状态下不可能持久维持； （2）通过vO1→R→C→vO2向C充电，使vI1不断上升； （3）当vI1＞VT时，G1输出低电平，G2输出高电平，即vO1=0， vO2=1。
4.2 用门电路组成的脉冲电路 1.多谐振荡器
•下图表示用三个集成非门构成的方波发生器。这些门组成一
个环形，所以称为环形振荡器。它是利用门电路的时延tpd来
产生方波振荡的。
uI
1 uO 1
1
图 环型振荡器
uI
tpd
uO
uF
2tpd
图 环行单稳态的波形
电路组成及工作原理
G1
G2
1 vO1 1
01
换电平UT＋和UT－。
如何与555定时器发生联系？
内部比较器有两个不同的基准电压UR1和UR2。
1. 构成施密特触发器 如果在UIC加上控制电压， 则可以改变电路的UT+和UT－。
2. 构成多谐振荡器
设计思想：是无稳态电路，两个暂稳态不断地交替。
利用放电管T作为一个受控电子开关，使电容充电、放电而