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CGM08.3.-8.4.21B4.19试讲 多谐振荡器 电力数电教学课件


2、由555定时器构成的多谐振荡器(图8.4.8)
VCC
uc
R1
84
7
3
2VCC/3
uo
VCC/3
R2
0
t
6 555
uo
uc
C
2
5
1
0.01μF
0 tP1
tP2
t
(a) 电路
(b) 工作波形
① 接通VCC后,VCC经R1和R2对C充电。当uc上升 到2VCC/3时,uo=0,T导通,C通过R2和T放电, uc下降。
2020/9/30
+VCC
+VCC1
ui
84
R
UT+ UT-
6
7
uo1
0
ui
555
uo
uo
uCO
2VCC/3
VCC/t3
3
控制电压
调节回差
0
t
2
(a)
电路5
(b) 工作波形
1
( 1 ) 当 u i = 0 时 , 由 于 比 较 器 C 1 = 1 、 C 2 = 0 , 触 发 器 置 1 , 即 Q = 1 、 Q 0 ,
第一个暂稳态的脉冲宽度 tp1,即 uc 从 VCC/3 充电上升到 2VCC/3
所需的时间:
t p 1 ≈ 0 . 7 ( R 1 + R 2 ) C
第二个暂稳态的脉冲宽度 tp2,即 uc 从 2VCC/3 放电下降到 VCC/3
所需的时间:
tp2≈0.7R2C
202振0/9/30荡周期:T=tp1+tp2≈0.7(R1+2R2)C
1
5k
Ω + C1 1

5k
Ω+
1
- C2
5k
Ω
G1
G3
&Q &
01
3
10
uO
G2 &
Q 10
7D T
①R=0时,Q=1,uo=0,T饱和导通。
②R=1、UTH>2VCC/3、 UTR>VCC/3时,C1=0、C2=1, Q=1、Q=0,uo=0,T饱和导通。
③R=1、UTH<2VCC/3、UTR>VCC/3时,C1=1、C2=1, 2020/9/30 Q、Q不变,uo不变,T状态不变。
2020/9/30 振荡频率等于石英晶体的谐振频率f0。
8.4 由555定时器构成的多谐振荡器
4.5~16V
1、555定时器
电压 控制端
CO TH
高电平
触发端 TR
低电平 触发端
2020/9/30
+VCC 8
5k
5
Ω + C1
- 6
5k
2 Ω+
- C2
5k

R
4
G1 &Q
G2
&Q
复位端 低电平有效
u o 1 = u o = 1 。 u i 升 高 时 , 在 未 到 达 2 V C C / 3 以 前 , u o 1 = u o = 1 的 状 态 不 会 改 变 。
(2)ui 升高到 2VCC/3 时,比较器 C1 输出为 0、C2 输出为 1,触发 器置 0,即 Q=0、Q 1,uo1=uo=0。此后,ui上升到 VCC,然后再 降低,但在未到达 VCC/3 以前,uo1=uo=0 的状态不会改变。
★. 3. 由555定时器构成的单稳态触发器(图8.4.4)

ui
C
VCC
84
7
3
6 555
2
5
1
ui
0
uo uc
0
uo
0.01μF 0
t 2VCC/3
t
tP
t
(a) 电路
(b) 工作波形
输 出 脉 冲 宽 度 t p 。 t p ≈ 1 . 1 R C
2020/9/30
R
ui
C
VCC
84
7
3
6 555
第一暂稳态及其自动
翻转的工作过程
uo
G1 ui1 1 uo1
G2 ui2 1
0 ui2 uo (uo1)
0
t1 t2 t3
t t
R
ui1
C
UT
t
图8.3.1(a) 电路图
0 图8.3.2 波形图
在t2时刻 ui1下降到门电路的开启电压UT, 使uo1(ui2)由0变为1,uo由1变为0。同样由 于电容电压不能突变,故ui1跟随uo发生负跳 变,于是ui2(uo1)由0变为1。这个高电平保 持uo为0。至此,第一个暂稳态结束,电路进 入2第020/9二/30 个暂稳态(0)。
●获得脉冲波形的两种主要方法
一种是利用施密特触发器和单稳态 触发器构成的整形电路对已有波形进 行整形、变换得到。如§8.1节和
§8.2 节所述。
另一种是利用多谐振荡器直接产生 。 2020/9/30
●定义 多谐振荡器是一种不需要外加输
入信号,就可以自动地产生出矩形脉 冲的自激振荡电路。
● 电路结构种类与特点 多谐振荡器可以由门电路、施密
2
5
1
ui
0
uo uc
0
uo
0.01μF 0
t 2VCC/3
t
tP
t
(a) 电路
(b) 工作波形
接通VCC瞬间,VCC通过R对C充电,uc上升到2VCC/3时,比 较器C1输出为0,将触发器置0,uo=0。这时 Q=1,放电管T导通, C通过T放电,电路进入稳态。
ui到来时,因ui<VCC/3,使C2=0,触发器置1,uo又由0变为 1,电路进入暂稳态。由于此时 Q=0,放电管T截止,VCC经R对 C充电。虽然此时触发脉冲已消失,比较器C2的输出变为1,但充 电继续进行,直到uc上升到2VCC/3时,比较器C1输出为0,将触发 器置20020,/9/30电路输出uo=0,T导通,C放电,电路恢复到稳定状态。
G3
& 3 uO
7D T
放电端
+VCC 8
R
40
CO 5 TH 6
TR 2
5k Ω + C1

5k Ω+
- C2
5k
G1
G3
&Q &
1
3
0
uO
G2
&Q
7D T

①R=0时,Q=1,uo=0,T导通。
2020/9/30
+VCC
R
8
4
CO 5
TH 6
>2VCC/3 TR 2
>VCC/3
1
5k
Ω + C1 0
CO TH
<2VCC/3
TR
<VCC/3
+VCC
R
8
4
5
5k
Ω + C1 1
G1 &Q
G3 &
3
1
uO
- 6
0
5k
2
Ω+
0
G2
1
&Q
7D
- C2
T
5k

①R=0时,Q=1,uo=0,T饱和导通。 ②R=1、UTH>2VCC/3、UTR>VCC/3时,C1=0、C2=1, Q=1、Q=0,uo=0,T饱和导通。 ③R=1、UTH<2VCC/3、UTR>VCC/3时,C1=1、C2=1, Q、Q不变,uo不变,T状态不变。 ④R=1、UTH<2VCC/3、UTR<VCC/3时,C1=1、C2=0, 2020Q/9/3=0 0、Q=1,uo=1,T截止。
§ 8.3多谐振荡器
本节讨论的主要问题
1. 本节与本章其它各节内容有何关系? 2. 什么叫做多谐振荡器? 3. 多谐振荡器有那几种电路形式?
4. 多谐振荡器是如何产生脉冲信号的? 5. 理解多谐振荡器工作原理的关键是什么
? 6. 多谐振荡器的振荡频率怎样确定? 7. 本节的重点和难点各在哪儿?
2020/9/30

5k
Ω+
1
- C2
5k
Ω
G1
G3
Q
&
&
1
3
0
uO
G2
&Q
7D T
①R=0时,Q=1,uo=0,T饱和导通。
②R=1、UTH>2VCC/3、UTR>VCC/3时,C1=0、C2=1, 2020Q/9/3=0 1、Q=0,uo=0,T饱和导通。
+VCC
R
8
4
CO 5
TH 6
<2VCC/3 TR 2
>VCC/3
② 当uc下降到VCC/3时,uo又由0变为1,T截止, VCC又经R1和R2对C充电。如此重复上述过程, 20在20/9/3输0 出端uo产生了连续的矩形脉冲。
VCC
uc
R1
84
7
3
2VCC/3
uo
VCC/3
R2
6 555
0
t
uo
uc
2
5
C
1
0.01μF
0 tP1 tP2
t
(a) 电路
(b) 工作波形
4. 由555定时器构成的施密特触发器
+VCC
+VCC1
ui
84
R
UT+ UT-
6
7
uo1
0
ui
555
uo
uo
uCO
2VCC/3
VCC/t3
3
控制电压
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