数字电子技术第十章习题课分析解析
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vI
+VCC
4 7 6 vI 2 8
2VCC/3 VCC/3 t vo
555
1
（a）
3
5
vO
0.01uF
（ b）
0 用555定时器构成施密特电路的工作波形
t
555定时器接成的施密特触发器电路及其电压传输特性
电子与信息工程学院 电子教研室
3
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”。
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2
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。
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） 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”。
《数字电子技术基础》习题课 教学课件
辽宁工业大学
电子与信息工程学院 电子信息工程教研室
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。
VCC=5V 330Ω vi1/V
vO 20 vi2/V vi 20 40 120 70 120 t/us
140
t/us
0.1uF
（ a） （b）
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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：
t w 1.1RC 1.1 330 0.1106 36.3s
T T1 T2 ( R1 2 R2 )C ln 2 0.69 (1k 2 8.2k) 0.4uF 4.8m s
振荡频率：
vO
f
1 1 208 Hz T 4.8ms
占空比： q
R1 R2 1 8.2 53% R1 2 R2 1 2 8.2
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 t w RC ln
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VC () VC (0) VCC 0 RC ln RC ln 3 2 VC () VTH VCC VCC 3
4
第10章、脉冲波形的产生和整形
5
R1 R2 R1 2 R2
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。
VCC 8 7 D VCC 555 6 TH 3 4
vI 2 VCC 3 1 V 3 0CC
vI
2
OUT
vO
t
VSS 1
VCO 5 0.01μ F
a
b
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6
第10章、脉冲波形的产生和整形
电子与信息工程学院 电子Hale Waihona Puke Baidu研室
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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。 解: 振荡周期：
输出脉冲高电平时间：
vC 2VCC/3 vO VCC/3
T1 ( R1 R2 )C ln 2
输出脉冲低电平时间：
T2 R2 C ln 2
输出脉冲周期：
T T1 T2 ( R1 2R2 )C ln 2
（a） （ b）
占空比：
q
555定时器接成的多谐振荡器及其工作波形
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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。 （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 63.7 s
R1 RW 1 RW RW 2 7 D R2 V CC 8 RD 4
占空比：
R1 RW1 q R1 R2 RW
vI1
3 6 2 1 555 5 0.01μF
vO
vC
C
v I2
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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?
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第10章、脉冲波形的产生和整形
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。
V CC
1 1 1 f T ( R1 RW1 R2 RW2 )C ln 2 ( R1 RW R2 )C ln 2
+VCC
4 7 6 vI 2 8
2VCC/3 VCC/3 t vo
555
1
（a）
3
5
vO
0.01uF
（ b）
0 用555定时器构成施密特电路的工作波形
t
555定时器接成的施密特触发器电路及其电压传输特性
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3
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”。
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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。
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） 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”。
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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。
VCC=5V 330Ω vi1/V
vO 20 vi2/V vi 20 40 120 70 120 t/us
140
t/us
0.1uF
（ a） （b）
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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：
t w 1.1RC 1.1 330 0.1106 36.3s
T T1 T2 ( R1 2 R2 )C ln 2 0.69 (1k 2 8.2k) 0.4uF 4.8m s
振荡频率：
vO
f
1 1 208 Hz T 4.8ms
占空比： q
R1 R2 1 8.2 53% R1 2 R2 1 2 8.2
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 t w RC ln
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VC () VC (0) VCC 0 RC ln RC ln 3 2 VC () VTH VCC VCC 3
4
第10章、脉冲波形的产生和整形
5
R1 R2 R1 2 R2
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。
VCC 8 7 D VCC 555 6 TH 3 4
vI 2 VCC 3 1 V 3 0CC
vI
2
OUT
vO
t
VSS 1
VCO 5 0.01μ F
a
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第10章、脉冲波形的产生和整形
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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。 解: 振荡周期：
输出脉冲高电平时间：
vC 2VCC/3 vO VCC/3
T1 ( R1 R2 )C ln 2
输出脉冲低电平时间：
T2 R2 C ln 2
输出脉冲周期：
T T1 T2 ( R1 2R2 )C ln 2
（a） （ b）
占空比：
q
555定时器接成的多谐振荡器及其工作波形
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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。 （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 63.7 s
R1 RW 1 RW RW 2 7 D R2 V CC 8 RD 4
占空比：
R1 RW1 q R1 R2 RW
vI1
3 6 2 1 555 5 0.01μF
vO
vC
C
v I2
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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?
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第10章、脉冲波形的产生和整形
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。
V CC
1 1 1 f T ( R1 RW1 R2 RW2 )C ln 2 ( R1 RW R2 )C ln 2