数字电子技术第十章习题课演示文稿

7
6 555 3
vO
vI
2
5
1
0.01uF
（ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ）
（b）
555定时器接成的施密特触发器电路及其电压传输特性
vI 2VCC/3 VCC/3 t
vo
0
t
用555定时器构成施密特电路的工作波形
第10章、脉冲波形的产生和整形
例2．555定时器接成单稳态触发器 将555定时器的vI2端（2引脚）作为触发信号输入端；并将（7引脚） 与vI1（6引脚）连接，vI1向上经电阻R接电源，向下对地接入电容C，即 构成单稳态触发器。如图（a）所示，简记“7、6一搭，下C上R”。
构成电容放电回路。利用电容的充、放电的往复过程，输出分别得到高、
低电平的两个交替出现的暂稳态，因此可产生矩形波脉冲。如图（a）所
示，简记“2、6一搭，下C上2R”。
输出脉冲高电平时间：
vC vO
2VCC/3
T1 (R1 R2 )C ln 2
VCC/3
输出脉冲低电平时间：
T2 R2C ln 2
输出脉冲周期：
数字电子技术第十章习题课演示 文稿
数字电子技术第十章习题课
第10章、脉冲波形的产生和整形
一、本章内容：矩形脉冲波形的施密特触发器和单稳态触发器电 路和多谐振荡器这三种基本电路，555定时器和用它构成施密特触发 器、单稳态触发器和多谐振荡器三种应用电路。
二、本章要求： 1．了解矩形波脉冲波形的主要参数及脉冲产生及整形电路的分类。 2．掌握门电路组成的施密特触发器的工作原理，参数计算应用，熟 悉集成施密特触发器。 3．熟悉门电路构成的单稳态触发器的工作特点、参数计算，了解集 成单稳态触发器。熟悉多谐振荡器的工作特点、参数。 4．重点掌握555定时器的构成及工作原理，重点掌握由555定时器 组成三种脉冲电路（施密特触发器，单稳触发器和多谐振荡器）的电 路结构、工作原理、主要参数的计算。分析波形参数与电路参数之间 的关系。
t/us
T1 t/us
第10章、脉冲波形的产生和整形
例8 电路连接如图所示。其中 R1 R2 71.5k,C 0.01F D为理想二极管。 1、指出555（1），（2）分别构成什么电路。2、画出uc，uA和uo的波 形。3、计算输出电压uo的周期T值。
解 1、定时器555（1）构成多谐
5V
振荡器，（2）构成施密特触发器。
（2）如图波形所示，电路输出低电平为稳态，输出高电平为暂稳态。因此电路的稳态时间T1
为两次相邻的触发脉冲间的时间间隔与暂稳态时间tW之差。故电路的稳态时间：
T1=100s 36.3s 63.7s
vi1/V
20 vi2/V
20 40 vC/V
0
vo/V tw
0
70
120
t/us
120 140
t/us 3.33V
解: 振荡周期：
T T1 T2 (R1 2R2 )C ln 2
0.69 (1k 2 8.2k) 0.4uF
4.8ms
vO
振荡频率：
f 1 1 208Hz T 4.8ms
占空比： q R1 R2 1 8.2 53% R1 2R2 1 2 8.2
第10章、脉冲波形的产生和整形
330Ω
vi 0.1uF （a）
VCC=5V
vi1/V
vO 20
vi2/V
20 40
70
120
t/us
120 140
t/us
（b）
第10章、脉冲波形的产生和整形
解（1）输入触发脉冲的低电平时间应小于单稳态电路的暂稳态时间tW：
tw 1.1RC 1.1 330 0.110 6 36.3s
两信号中，vi1脉冲低电平持续时间大于暂稳态时间tW； vi2负脉冲低电平持续时间为：40us20us=20us，小于tW，故只有vi2适合做输入信号。波形图见下图，暂稳态时间tw为电容由0充电 到2vcc/3（3.33V）所经过的时间。
第10章、脉冲波形的产生和整形
三、典型例题
例1. 555定时器接成施密特触发器 将555定时器的vI1（6脚）和vI2（2脚）连在一起作为信号的输入端，即构 成施密特触发器。如下图（a）所示，简记作“2、6一搭”。该电路的电压 传输特性为一典型的反相输出施密特触发特性，如图（b）所示。
+VCC
48
T T1 T2 (R1 2R2 )C ln 2
（a）
（b）
555定时器接成的多谐振荡器及其工作波形
占空比： q R1 R2 R1 2R2
第10章、脉冲波形的产生和整形
例4. 555定时器组成的电路如图（a）所示，（1）简单分析下图电路的工作原理，
（2）该555定时器组成什么电路，（3）若输入信号vI波形如图（b）所示，画出相 应的输出波形。
例6 图中为一通过可变电阻RW实现占空比调节的多谐振荡器，RW=RW1+RW2，试分析电 路的工作原理，求振荡频率f和占空比q的表达式。
f 1
1
1
T (R1 RW1 R2 RW2 )C ln 2 (R1 RW R2 )C ln 2
占空比：
q R1 RW1 R1 R2 RW
VCC R1
vC
tW
（a）
（b）
555定时器接成的单稳态触发器及其工作波形
输出脉冲宽度 tw
RC ln VC () VC (0) VC () VTH
RC ln VCC 0
VCC
2 3
VCC
RC ln 3
第10章、脉冲波形的产生和整形
例3．555定时器接成多谐振荡器
将555定时器的vI2端（2引脚）和vI1（6引脚）连接在一起，下端对地接 入电容C；上端经R1、R2接电源构成电容充电回路，同时经R2对（7引脚）
VCC
8
4
7 D
VCC
2
vI
555
3
6 TH
OUT
vO
VSS 1
VCO 5
0.01μF
a
vI
2 3
VCC
1
3
VCC 0
t b
第10章、脉冲波形的产生和整形
第10章、脉冲波形的产生和整形
例5. 在图6.13所示的由555构成的多谐振荡器电路中，已知R1=1kΩ， R2=8.2kΩ，C=0.4uF。试求振荡周期T，振荡频率f，占空比q。
RW1 RW
RW2
R2
vC
C
VCC RD
8
4
7
D
vI1 6
3
vO
vI2 2 555
15
0.01μF
第10章、脉冲波形的产生和整形
例7 用555定时器构成的单稳态电路如图所示，（1）计算暂稳态时间， 确定b图中哪个适合作输入触发信号，并画出与其对应的vC，vO的波形； （2）确定该电路的稳态持续时间为多少?