8.1集成7555電路8.2集成施密特觸發(fā)器8.3單穩(wěn)態(tài)電路8.4多諧振蕩電路第8章脈沖波形的產(chǎn)生與整形（集成7555電路由RS鎖存器、比較器、分壓器和放電開關(guān)四部分組成，電路原理圖如圖8.1.1(a)所示，圖8.1.1(b)為引腳排列圖,表8.1.1為引腳功能說明。圖8.1.1集成7555電路8.1集成7555電路8.1.1集成7555CMOS電路結(jié)構(gòu)1.RS鎖存器2.比較器3.分壓器4.驅(qū)動器和放電開關(guān)8.1集成7555電路（1）當(dāng)（引腳4）＝L時，反相器G1輸出高電平，所以Q為低電平，OUT（引腳3）=L，VT管導(dǎo)通。假設(shè)D端（引腳7）通過電阻接到正電源，則D端為低電平。電路輸出低電平稱為復(fù)位。(2)當(dāng)R＝H時，電路有三種工作狀態(tài)。8.1集成7555電路8.1.2集成7555的工作原理（1）輸入電平的閾值電壓由低到高為U+th，由高到低為U－th，且U+th＞U－th，輸出的變化滯后于輸入，形成回環(huán)。（2）施密特觸發(fā)器屬于電平觸發(fā)型電路，不依賴于邊沿陡峭的脈沖。圖8.2.1施密特觸發(fā)器的電壓傳輸特性8.2集成施密特觸發(fā)器8.2.1集成施密特觸發(fā)器的工作原理1.施密特觸發(fā)器的特點(diǎn)3）集成7555電路構(gòu)成施密特觸發(fā)器1）帶有正反饋的運(yùn)算放大器2）帶有電平偏移的RS鎖存器2.幾種具有施密特觸發(fā)器特性電路8.2集成施密特觸發(fā)器

如將一周期性信號變換為矩形波，如圖8.2.7所示，其輸出脈沖寬度（占空比）可通過改變ΔUth進(jìn)行調(diào)節(jié)，即ΔUth=U+th－U－th輸出矩形波的幅度由施密特觸發(fā)器電路和提供的直流電壓決定。圖8.2.7波形變換圖8.2集成施密特觸發(fā)器8.2.2施密特觸發(fā)器應(yīng)用舉例1.波形變換如果將不規(guī)則的信號波形整形成矩形脈沖，可設(shè)置U+th和U－th，大于U+th電壓后面不小于U－th電壓的連續(xù)波形為脈沖的高電平，其余為低電平，如圖8.2.8所示。信號整形8.2集成施密特觸發(fā)器2.信號整形

施密特觸發(fā)器也可用作幅度鑒別，如圖8.2.9所示。圖8.2.9幅度鑒別8.3單穩(wěn)態(tài)電路3.幅度鑒別適當(dāng)選取RC電路的時間常數(shù)，利用電容極板間的儲能變化可實現(xiàn)信號的積分與微分。RC積分電路如圖8.3.1所示。圖8.3.1RC積分電路8.3.1RC積分與微分電路8.3單穩(wěn)態(tài)電路（2）何時翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)取決于輸入信號A。（1）只有一個穩(wěn)態(tài)，另有一個暫穩(wěn)態(tài)。（3）何時翻轉(zhuǎn)回穩(wěn)態(tài)取決于電路參數(shù)R與C。8.3單穩(wěn)態(tài)電路3.返回穩(wěn)態(tài)Diagram2Diagram3Diagram2Diagram31.穩(wěn)態(tài)

2.觸發(fā)翻轉(zhuǎn)3.返回穩(wěn)態(tài)8.3單穩(wěn)態(tài)電路8.3.2單穩(wěn)態(tài)電路工作原理

3.分辨時間td

2.恢復(fù)時間tre4.輸出脈沖幅度Um1.輸出脈沖寬度tW8.3單穩(wěn)態(tài)電路8.3單穩(wěn)態(tài)電路8.3.3集成單穩(wěn)態(tài)電路

圖8.3.7可重復(fù)與不可重復(fù)觸發(fā)型的輸出波形

常用單穩(wěn)態(tài)電路有54/74121，54/74221，54/74123，CD4098，CD4538等。集成單穩(wěn)態(tài)電路分為可重復(fù)觸發(fā)型和不可重復(fù)觸發(fā)型兩種。如圖8.3.7所示，輸入給電路的4個觸發(fā)脈沖分別作用于兩種單穩(wěn)態(tài)電路。74221由兩個獨(dú)立的單穩(wěn)態(tài)電路組成，電路連接圖如圖8.3.8(a)所示，功能表如表8.3.1所示。內(nèi)部有一個2kΩ的電阻可供使用，接法如圖8.3.8（b）所示。若不用內(nèi)電阻則需外接，如圖8.3.8（c）所示。無論何種接法，暫穩(wěn)態(tài)時間均為tW=0.7RC圖8.3.8集成電路742218.3單穩(wěn)態(tài)電路1.TTL雙單穩(wěn)態(tài)電路742218.3.174221的功能表8.3單穩(wěn)態(tài)電路4538是可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)電路，其功能圖如圖8.3.9(a)所示，圖8.3.9(b)是電阻與電容的接法。Rx的最小值為5kΩ，Cx的最小值為0。輸出脈寬為tW=0.7RxCx。表8.3.2是4538的功能表。A和B是帶施密特電路的觸發(fā)輸入端，其波形沒有限制。8.3單穩(wěn)態(tài)電路2.CMOS雙單穩(wěn)態(tài)電路4538圖8.3.9集成電路45388.3.24538的功能表8.3單穩(wěn)態(tài)電路側(cè)澆口一般開設(shè)在模具的分型面上，根據(jù)塑件的成型特點(diǎn)靈活地選擇塑件的某個邊緣進(jìn)料，其截面形狀多為矩形，改變澆口的寬度與厚度可以調(diào)節(jié)熔體充模時的剪切速率和澆口凝固時間。圖8.3.10單穩(wěn)態(tài)電路用于定時8.3單穩(wěn)態(tài)電路8.3.4單穩(wěn)態(tài)電路應(yīng)用舉例1.定時帶有CPU的系統(tǒng)有時會陷入死循環(huán)，發(fā)生“死機(jī)”。使用可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)電路，可制成監(jiān)控器，俗稱“看門狗”（watchingdog），如圖8.3.11所示。圖8.3.11單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用于監(jiān)控8.3單穩(wěn)態(tài)電路2.CPU“看門狗”電路

多諧振蕩器是將電源提供的能量轉(zhuǎn)換成按一定幅值和一定頻率變化的矩形振蕩信號的自激振蕩電路，這里的振蕩信號常稱為脈沖信號。8.4多諧振蕩電路圖8.4.2（a）是一個利用門電路傳輸延遲時間，將門電路輸出、輸入首尾相連的三個非門構(gòu)成的環(huán)形多諧振蕩器。設(shè)反相器的平均延遲時間為tpd。當(dāng)ui由于某種原因產(chǎn)生負(fù)跳變，經(jīng)最左邊的非門傳輸延遲第1個tpd時間后，使uo1產(chǎn)生正跳變。再經(jīng)中間的非門傳輸延遲第2個tpd時間后，使uo2產(chǎn)生負(fù)跳變。最后經(jīng)最右邊的非門傳輸延遲第3個tpd時間后，使uo產(chǎn)生正跳變。因為ui=uo,再經(jīng)過3個tpd時間,uo自動返回到低電平,如此循環(huán)反復(fù),輸出矩形脈沖,產(chǎn)生振蕩信號。矩形脈沖振蕩信號波形圖如圖8.4.2（b）所示，其振蕩周期為T=2×3tpd=6tpd8.4多諧振蕩電路8.4.1環(huán)形多諧振蕩器圖8.4.2環(huán)形多諧振蕩器8.4多諧振蕩電路在介紹單穩(wěn)態(tài)電路時，將RS鎖存器一側(cè)的反饋回路改為RC微分電路，如圖8.4.4(a)、(b)所示，結(jié)果使電路由具有兩個穩(wěn)態(tài)變成了具有一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)。如果將另一側(cè)做同樣改變，就變成了圖8.4.4(c)所示電路。圖8.4.4幾種電路的比較8.4多諧振蕩電路8.4.2對稱和諧振蕩器施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖8.4.6所示，將施密特觸發(fā)器的輸出端接一電阻R，返回到輸入端，再接一電容C到地。圖8.4.6施密特觸發(fā)器8.4多諧振蕩電路8.4.3其他類型多諧振蕩器1.用施密特觸發(fā)器構(gòu)成多諧振蕩器前述的各種多諧振蕩器由于阻容元件及門電路的閾值電壓等隨外界條件（主要是溫度）變化較大，其頻率穩(wěn)定性一般很難優(yōu)于10－3。石英晶體多諧振蕩器具有極高的穩(wěn)定性，用它作為諧振元件做成的石英晶體多諧振蕩器的頻率穩(wěn)定性可優(yōu)于10－9。石英晶體的等效電路如圖8.4.7（a）所示，圖8.4.7（b）是其電路符號，圖8.4.7（c）是其阻抗頻率特性。圖8.4.7石英晶體多諧振蕩器特性8.4多諧振蕩電路2.石英晶體多諧振蕩器由7555構(gòu)成的自激多諧振蕩器如圖8.4.9(a)所示。工作波形如圖8.4.9（b）所示。圖8.4.9由7555構(gòu)成的自激多諧振蕩器8.4多諧振蕩電路3.用7555構(gòu)成多諧振蕩器鋸齒波發(fā)生器是產(chǎn)生鋸齒波的電路。鋸齒波信號在示波器、電視機(jī)、顯示器和自動控制等方面都有著廣泛的應(yīng)用。用7555構(gòu)成的鋸齒波發(fā)生器如圖8.4.10(a)所示,圖8.4.10(b)為工作波形圖。圖8.4.10用7555構(gòu)成的鋸齒波發(fā)生器8.4多諧振蕩電路4.用7555電路構(gòu)成鋸齒波發(fā)生器本章小結(jié)能自動產(chǎn)生矩形波的電路是脈沖信號電路，如環(huán)形振蕩器、對稱和非對稱多諧振蕩器、集成7555電路等，將其他周期信號轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦蚊}沖信號可通過脈沖整形電路，如單穩(wěn)態(tài)電路和施密特觸發(fā)器等。某些情況下，脈沖整形電路也可設(shè)計成脈沖產(chǎn)生電路。RS鎖存器、單穩(wěn)態(tài)電路和多諧振蕩器具有相似的電路形式，只是反饋電路有所不同。RS鎖存器輸出是直接反饋到門電路的輸入端，單穩(wěn)態(tài)電路一側(cè)直接反饋，而將另一側(cè)改為帶有電容的反饋網(wǎng)絡(luò)，多諧振蕩器的雙側(cè)均改為帶有電容的反饋網(wǎng)絡(luò)。RS鎖存器的輸出具有兩個穩(wěn)態(tài)，單穩(wěn)態(tài)電路輸出具有一個穩(wěn)態(tài)，而多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài)。單穩(wěn)態(tài)電路和多諧振蕩器中暫穩(wěn)態(tài)過程的長短取決于電路的時間常數(shù)，暫穩(wěn)態(tài)時間通常是由其自身電路參數(shù)決定的，不需要外部施加影響。單穩(wěn)態(tài)電路分為非重復(fù)觸發(fā)型和可重復(fù)觸發(fā)型兩種，兩者的主要區(qū)別是在暫穩(wěn)態(tài)時觸發(fā)信號出現(xiàn)對非重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)電路不能繼續(xù)觸發(fā)，而重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)電路可連續(xù)觸發(fā)。第8章脈沖波形的產(chǎn)生與整形本章小結(jié)施密特觸