2.振荡周期的计算 • （1） T1的计算 • （2） T2的计算
6.1.2 石英晶体多谐振荡器

为得到频率稳定性很高的脉冲波 形，多采用由石英晶体组成的石英晶 体振荡器，石英晶体的电路符号和阻 抗频率特性如图6.3所示。
图6.3 石英晶体的电路符号及阻抗频率特性

由阻抗频率特性曲线可知，石英晶 体的选频特性非常好，它有一个极为稳 定的串联谐振频率fS，且等效品质因数Q 值很高。当频率等于fS时，石英晶体的电 抗为0 ，而当频率偏离 fS 时，石英晶体的 电抗急剧增大，因此，在串联谐振电路 中，只有频率为fS的信号最容易通过，而 其他频率的信号均会被晶体所衰减。 fP是石英晶体的并联谐振频率 。

由门电路组成的多谐振荡器有多种 电路形式，图6.1是一种由CMOS门电路 组成的多谐振荡器。
图6.1 所示电路的原理图和波形图
图 6 2
. CMOS
门 电 路 组 成 的 多 谐 振 荡 器 的 原 理 图 和 波 形 图
• （1） 第一暂稳态及电路自动翻转的过 程 • （2） 第二暂稳态及电路自动翻转的过 程
第6章 脉冲波形的产生与变换
6.1 多 谐 振 荡 器 6.2 单 稳 态 触 发 器
6.3 施 密 特 触 发 器
6.4 555定时器及其应用
读图练习：ASCII码键盘编码电路
综合训练：数字钟的设计与实现

脉冲波形是数字电路或系统中最常用
的信号。脉冲波形的获取，通常采用两种

石英晶体的串联谐振频率 fS 和并联 谐振频率fP仅仅取决于石英晶体的几何尺 寸，通过加工成不同尺寸的晶片，即可 得到不同频率的石英晶体，并且串联谐 振频率fS和并联谐振频率fP的值非常接近。 用石英晶体组成的多谐振荡器分为 串联型和并联型两种形式。


为了改善输出波形和提高负载能力， 一般在石英晶体振荡器的输出端加一级

② 采用外部定时电阻（阻值应在 1.4 kΩ～40kΩ 之间），此时 Rint 引脚（ 9 脚）应悬空，外部定时电阻接在引脚 Rext/Cext（11脚）和VCC之间。 74121的输出脉冲宽度为
反相器，如图6.4和图6.5所示。
图6.4 串联型石英晶体振荡器
图6.5 并联型石英晶体振荡器
6.1.3 多谐振荡器的应用

多谐振荡器可以产生一定频率、一
定幅值的矩形波或者方波，广泛应用于
音响、报警电路或系统的时钟、计时等
方面，图6.6所示是一种秒信号产生电路。
图6.6 秒信号产生电路
ห้องสมุดไป่ตู้ 6.2 单 稳 态 触 发 器
数。
6.2.1 门电路组成的单稳态触发器
1.微分型单稳态触发器
• （1） 电路组成及工作原理

微分型单稳态触发器可由与非门或 者或非门电路构成，图6.7（a）、（b） 分别为由与非门和或非门构成的单稳态 触发器。
图6.7 微分型单稳态触发器
① 没有触发信号时，电路处于稳态
② 外加触发信号，电路由稳态翻转到暂稳态
6.1.1 门电路组成的多谐振荡器
1.电路组成及工作原理
由门电路组成的多谐振荡器具有以下特点。 ① 电路中含有开关器件，用于产生 高、低电平。常用的开关器件有门电路、 电压比较器、BJT等。 ② 具有合适的反馈网络，将输出电 压反馈到开关器件的输入端使之改变输出 状态。

③ 有延时环节，以获得所需要的 振荡频率。一般情况下，反馈网络兼有 延时作用，由阻容元件构成，利用RC电 路的充、放电特性实现延时。
单稳态触发器可以在外部触发信号作 用下，输出一个一定宽度、一定幅值的脉 冲波形。它具有以下特点。 ① 电路有一个稳态和一个暂稳态。 ② 没有触发信号时，电路始终处于 稳态，在外来触发信号作用下，电路由稳 态翻转到暂稳态。

③ 暂稳态是一个不能长久保持的状 态，由于电路中RC延时环节的作用，经 过一段时间后，电路会自动返回到稳态。 暂稳态持续的时间取决于电路中RC的参
图 6 12 74 12 1 的 引 脚 图
.
• （1） 触发方式

74121 集成单稳态触发器有 3 个触发 输入端，在下列情况下，电路可由稳态翻 转到暂稳态： ① 在A1、A2两个输入中有一个或两 个为低电平的情况下，B发生由0到1的正跳 变； ② 在 B 为高电平的情况下， A1、A2 中有一个为高电平而另一个发生由 1 到 0 的 负跳变，或者A1、A2同时发生负跳变。
图6.10 积分型单稳态触发器
6.2.2 集成单稳态触发器

集成单稳态触发器分为可重复触发 和不可重复触发两种形式。

两种单稳态触发器的工作波形分别 如图6.11（a）、（b）所示。
图6.11 两种单稳态触发器的工作波形
1.不可重复触发的集成单稳态触发器

74121 是一种 TTL 的不可重复触发 集成单稳态触发器，其引脚图如图 6.12 所示。
• （2）定时

74121 的定时时间取决于定时电阻 和定时电容的数值。定时电容Cext连接在 引脚 Cext（10 脚）和 Rext/Cext（11 脚）之 间。如果使用有极性的电解电容，电容 的正极应接在Cext引脚（10脚）。对于定 时电阻，有两种选择： ① 采 用 内 部 定 时 电 阻 Rint （Rint=2kΩ），此时只需将Rint引脚（9脚） 接至电源VCC；
方法：一种是利用脉冲信号产生器直接产
生；另一种是对已有的信号进行变换，使
之成为能够满足电路或系统要求的标准的
6.1 多 谐 振 荡 器
多谐振荡器可以产生连续的、周期性 的脉冲波形。它是一种自激振荡电路。多 谐振荡器有两个暂稳态，没有稳态，工作 过程中在两个暂稳态之间按照一定的周期 周而复始地依次翻转，从而产生连续的、 周期性的脉冲波形。
③ 电容充电，电路由暂稳态自动返回至稳态

电路各点工作波形如图6.8所示。
图6.8 微分型单稳态触发器各点工作波形
• （2） 主要参数计算
① 输出脉冲宽度tW
② 恢复时间tre
③ 最高工作频率fmax
2.积分型单稳态触发器

图 6.10 是由或非门构成的单稳态触
发器及其各点的工作波形图。