第10章 其他常用电路

变为低电平，电容C开始放电，直至近似为零，暂态结束。
如果没有触发脉冲信号的到来，电路始终处于稳态，555定 时器输出低电平。
暂、稳状态持续的时间又称为输出脉冲宽度，用tw表示。 它由电路中电容C两端的电压来决定，可以推导出
tw≈1.1RC tw与触发脉冲无关，仅决定于电路本身的参数。当一个触 发脉冲使单稳态触发器进入暂稳定状态以后，tw时间内的其他 触发脉冲对触发器就不起作用；只有当触发器处于稳定状态时， 输入的触发脉冲才起作用。
图10.6 施密特触发器的电压传输特性
图中UT+是高电平阈值电压，UT−是低电平阈值电压。 而UT=UT+−UT−称回差电压。回差电压越大，施密特触发器 的抗干扰性越强，但施密特触发器的灵敏度也会相应降低。
第二，电路状态转换时，输出电压变化很快，具有陡峭的跳 变沿。
利用这两个特性，施密特触发器可以将输入变化缓慢的波 形变换为边沿陡峭的矩形波，或把叠加在矩形波上的干扰或噪声 消除掉。
1．电路结构wk.baidu.com单稳态触发器的电路结构如图10.3（a）所示。
（a）电路图
（b）波形图
图10.3 单稳态触发器
2．工作原理
按图10.3（a）所示连接电路。在输入端（2脚）加上脉冲波， 用示波器观察输出端（3脚）及电容C上的电压波形。（建议采用 仿真课件演示）
实验现象
在输入端（2脚）加上脉冲波后，通过示波器看到输出端（3 脚）及电容C上的电压波形如图10.2（b）所示。
1．电路结构
将555电路的阈值输入端6和低触发输入端2连在一起，即可 构成施密特触发器，如图10.7（a）所示。
（a）电路图
（b）波形图
图10.7 施密特触发器
2．工作原理
按图10.7（a）所示连接电路。在输入端（2脚和6脚）加上 正弦波，用示波器观察输出端（3脚）的电压波形。（建议采用 仿真课件演示）
陈振源 褚丽歆 主编 张连飞 陈春霞 副主编
第10章 其他常用电路
本章系统地介绍一些常用电路的基本工作原理及应用。首 先介绍广泛使用的555定时器和用它构成单稳态触发器、多谐振 荡器、施密特触发器的方法。然后介绍A/D、D/A转换原理及典 型集成芯片的使用。
知识目标
理解555定时器的工作原理及典型应用。 掌握单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器的概念。 掌握D/A与A/D转换器的概念、指标。 了解D/A与A/D转换器的电路工作原理及应用。
2．多谐振荡器的工作原理
按图10.5（a）所示连接电路。用示波器观察输出端（3脚） 的电压波形。（建议采用仿真课件演示）
实验现象
通过示波器看到输出端（3脚）的电压波形如图10.5（b）所 示。
10.1.4 施密特触发器
施密特触发器是一种应用广泛的波形变换及整形电路，它有 两个特点。
第一，对于输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转换 时对应的输入电平，与输入信号从高电平下降过程中对应的输入 转换电平不同，即具有不同的阈值电压，说明电路有滞回电压传 输特性，如图10.6所示。
知识探究
从波形图中可以看到两种状态。
稳态：无触发脉冲信号输入时，电路处于稳态，555定时器
输出低电平，电容C两端电压为近似为零。
暂态：当ui输入一个触发脉冲信号（短暂的低电平）时，555
定时器输出变为高电平，电容C开始充电，电路进入暂态；
当电容充电使其两端电压上升到uC≥
2 3
VCC
时，555定时器输出
10.1.2 单稳态触发器
单稳态触发电路有稳态和暂态两种工作状态，而且只有在 外界触发脉冲的作用下，才能从稳态翻转到暂态，在暂态维持 一段时间以后，自动回到稳态。
暂态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲 信号无关。
由于单稳态触发电路具有这些特点，它被广泛应用于整形、 延时、定时等电路。下面介绍用555定时器构成的单稳态触发器。
技能目标
能用555定时器构成单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发
器。
掌握D/A与A/D转换器的使用常识。
10.1 555集成电路及应用
555集成定时器是一种多用途的数字—模拟混合集成电路， 它具有使用灵活、适用范围宽的特点，只需外接少量几个阻容 元件就可以组成各种不同用途的脉冲电路，如多谐振荡器、单 稳态电路和施密特触发器等。除此之外，555集成定时器在测量 与控制、仪器仪表、声响报警、家用电器、电子玩具等许多领 域中都得到了应用。
2．基本功能 555定时器的基本功能如表10.1所示。
表10.1 555定时器功能表
R
阈值输入端TH
0
×
1
2 3 VCC
1
2 3 VCC
1

2 3 VCC
1

2 3
VCC
触发输入端 TR
×
1 3VCC
1 3VCC

1 3 VCC

1 3 VCC
OUT 0 0
保持原状态不变 1 1
VT 导通 导通 保持原状态不变 截止 截止
1．电路结构
555集成电路又称为555定时器，实物图如图10.2（a）所示， 引脚排列如图10.2（b）所示，其内部结构如图10.2（c）所示。
555定时器一般由分压器、 比较器（C1和C2）、基本RS触 发器和放电开关（VT）4部分 组成。
（a）实物图
（b）引脚排列
（c）内部结构图 图10.2 555定时器
实验现象
在输入端（2脚和6脚）加上脉冲波后，通过示波器看到输 出端（3脚）的电压波形如图10.7（b）所示。
10.2 模/数与数/模转换电路
图10.1所示为555集成定时器应用的示意图—贵重物品防盗 报警器。
图10.1 555集成定时器应用示意图—贵重物品防盗报警器
555集成定时器产品型号繁多，但所有双极性产品型号最后 的3位数码都是555，所有CMOS产品最后的4位数码都是7555，而 且它们的外部引脚排列和功能都相同。
10.1.1 555集成电路的组成及功能
10.1.3 多谐振荡器
多谐振荡器具有两个暂稳态，它不需外加触发信号，就可 在两个暂稳态之间自动转换，产生一定频率和一定带宽的矩形 脉冲。
多谐振荡器经常用作脉冲信号发生器。下面介绍用555定时 器构成的多谐振荡器。
1．电路的结构 由555定时器构成的多谐振荡器的电路结构如图10.5（a）
所示。
图10.5 555定时器构成的多谐振荡器