数字电子技术基础脉冲电路

tW2 = 0.7t 2 = 0.7R2C
T
tw1 tw2
3）频率 f
2 3
VCC
uC
1 3
VCC
UOH uO
UOL
T
tw1 tw2
周期： t T = 0.7（R1+2R2）C
t
频率：
1
1
f = T = 0.（7 R1 + 2R2）C
4）占空比q
占空比：
q=
tW1 T
=
0.（7 R1 + R2）C 0.（7 R1 + 2R2）C
8.2 集成555定时器
8.2.1 555定时器的电路结构与工作原理
555定时器是一种应用方便的中复规位模输入集端成(0电) 路,只需外
接发少器量等的。阻广容泛元用V件于CC5(8)k就信 可号以的R构产D(4)成生单、稳变、换多、谐控和制施与密检特测触等。
vIC (5)
电阻分压器 vI1 (6) U R1
1
C3
65 1
8
0.01 F
ຫໍສະໝຸດ Baidu
0.01 F
uo1 uo2
2. 数字计时器
实验室
3. 防盗报警电路 实验室
4. 秒信号发生器
R
1
C1
T触发器
1
FF0 Q0 FF1 Q1
FF14 Q14 FF15 Q15
C1
C1
C1
C1
C2 32768 Hz 16384 Hz 2 Hz 1 Hz
例题1:电路如图所示，其中RA=RB=10kΩ, C=0.1μF 。 1.在Uk为高电平期间，由555定时器构成的是什么电路? 其输出U0的频率f0=? 2.分析由JK触发器FF1、FF2、FF3构成的计数器电路，要求：
1 3
VCC
uO
R1
5
R2
6
&Q
UOH UOL
2
uC
C7
&
&
Q
3
1
uO
TD 1
t t
实验室
2. 参数的估算
1）C 充电时间 tw1
tW1 =
t
1
ln
uC uC
(? (?
) )
uC (0+ ) uC (tW1)
2 3
VCC
uC
1 3
VCC
UOH uO
UOL
tW1 = 0.（7 R1 + R2）C
2）C 放电时间 tw2
C1
C1
C2 32768 Hz 16384 Hz 2 Hz
1 Hz
8.3.4 多谐振荡器应用举例
1. 模拟声响电路
+5V
R1 R2
10k 100k
IC1
R3 R5 10k
IC2
78 4 3
2 NE555
uO1R4
10k 150k
78
4 3
2 NE555
100 F
+
uO2
C4
B
C1
+ 10F
65
C2
50 00
3. 占空比可调电路
+VCC
R1
84
7
R2
D1 D2 6 555 3 uO
5
C+
21
C2
tw1= 0.7R1C tw2 = 0.7R2C
q tW1 T
0.7 R1C (0.7R1 0.7R2）C
R1 R1 R2
实验室
8.3.2 用门电路构成的多谐振荡器
工作原理： 1. 反相器静态工作在转折区（放大）; 2. 由两个反相器和电容连接成正反馈电路.。 电路的振荡周期 T= 1.3RC
10 G
1
3 VCC
(2)
vI2
1 3 VCCCC
(7)
vo’
-
10 S
+ C2
5 k
T
&
Q&
1
01保持
01
(3)
vo
保持
(1)
8.2.2 555定时器的功能表
输入
输出
阈值输入(UI1) 触发输入(UI2) 复位( RD) 输出(UO) 放电管T
×
X
2 3 VCC
2 3 VCC
×
1 3 VCC
1 3 VCC
1 3 VCC
0
0
导通
1
1
截止
1
0
导通
1
不变 不变
8.2.3 555 定时器的外引脚
1 – 接地端
GND 1
U I 2 2 555
OUT 3
RD 4
8 VCC 7 DIS
6 UI1
5 U IC
2 – 低位触发置1端 3 – 输出端 4 – 低电平复位端 5 – 电压控制端
“3入1出1开关”
2. 石英晶体多谐振荡器
R1
C2 R2
1
C1
1
uo
工作原理： 1. 反相器静态工作在转折区（放大）; 2. 石英晶体 X = 0, 回路构成正反馈; 3. C1 、 C2 为耦合电容。
电阻取值范围： TTL反相器： R1= R2 = 0.7 2 k CMOS反相器：R1= R2 =10 100 M
8.3.3 石英晶体振荡器
特点：频率稳定，精度高。 1. 符号和电抗的频率特性
X
f0 O
电 容 性
电
公元１９２２年
感 性
美国 卡第提出用石英压电效应 调制电磁振荡的频率。
f
巴黎广播电台首先用严济慈
制作的石英振荡片实现了无线电播音中
的稳频，随后各国相继采用，使无线
广播振荡电磁回路稳频成为压电晶体
的最重要应用之一。
写出驱动方程和状态方程，画出完整的状态转换图；设Q3、 Q2、Q1的初态为000，Uk所加正脉冲的宽度为Tw=5/f0， 脉冲过后Q3、Q2、Q1将保持在哪个状态？
8.1 概述 8.2 555定时器及其应用 8.3 多谐振荡器 8.4 施密特触发器 8.5 单稳态触发器
重点: 555定时器及其应用
8.1 概述
脉冲信号:是指一种持续时间极短的电压或电流 波形。
高、低电平
1、0
1. 矩形脉冲的特性参数
Um
0.9Um tr
0.5Um
0.1Um
tf
tW T
T — 脉冲周期
3. CMOS 石英晶体多谐振荡器
放
RF 100 M
大
器
1
1
uo
C1
f0
20 pF
C2
5 50 pF
电容三点式
R
1
1
FF0 Q0
C1
为保证 CMOS 反相 器静态时工作在转折区， 偏置电阻RF 取值为 :
RF =10 100 M
秒信号发生器
FF1
T’触发器
Q1
FF14 Q14
FF15
Q15
C1
C1
6 – 高位触发置0端 7 -- 开关(放电)端 8 -- 电源端
多谐振荡器 是一种自激振荡电路，不 需要外加输入信号，就可以自动地产生出 矩形脉冲。
多谐振荡器 没有稳定状态，只有两个 暂稳态。
8.3.1 由555定时器组成的多谐振荡器
1. 电路组成和工作原理
uC
2 3
VCC
8 +VCC 4
Um— 脉冲幅度 tW — 脉冲宽度 tr — 上升时间 tf — 下降时间
2. 获得脉冲的方法：
1） 自激振荡电路直接产生矩形脉冲。 由多谐振荡器来实现
2） 将已有波形（正弦波、锯齿波等）整形为矩 形脉冲。
由施密特触发器和单稳态触发器来实现 555 定时器是构成多谐振荡器、施密特触发器和单 稳态触发器的既经济又简单实用的器件。
+ - C1
R
&
输出缓冲反相器
5 k
S
(2) U R2
vI2
+ C2
&
& Q
G
(3)
1
vo
电压比较器
(7)
vo’
5 k
T
(1)
集电极开路输出三极管
基本RS触发器
工作原理
如果悬空
VCC (8)
01
RD (4)
5 k 011
2 3 VCC
vIC
(5)
+
R
&
vI1 (6)
- C1
3232VCCCCC
5 k