脉冲信号产生电路

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1、4　脉冲信号产生电路4.1　实验目的1．了解集成单稳态触发器的基本功能及主要应用。2．掌握555定时器的基本工作原理及其性能。3．掌握用555定时器构成多谐振荡器、单稳态触发器的工作原理、设计及调试方法。4.2　实验原理1．集成单稳态触发器及其应用在数字电路的时序组合工作中，有时需要定时、延时电路产生定时、展宽延时等脉冲，专门用于完成这种功能的IC，就是“单稳延时多谐振荡器”，也称“单稳触发器”。其基本原理是利用电阻、电容的充放电延时特性以及电平比较器对充放电电压检测的功能，实现定时或延时，只需按需要灵活改变

2、电阻、电容值大小，就可以取得在一定时间范围的延时或振荡脉冲输出。常用的器件有LS121/122、LS/HC123、LS/HC221、LS/HC423、HC/C4538及CC4528B等。集成单稳态触发器在没有触发信号输入时，电路输出Q=0，电路处于稳态；当输入端输入触发信号时，电路由稳态转入暂稳态，使输出Q=1；待电路暂稳态结束，电路又自动返回到稳态Q=0。在这一过程中，电路输出一个具有一定宽度的脉冲，其宽度与电路的外接定时元件Cext和Rext的数值有关。图4-1表4-1　74LS123功能表控制输入输出C

3、LRABQ0××01×1×01××00110↑正负1↓1↑01正负集成单稳态触发器有非重触发和可重触发两种，74LS123是一种双可重触发的单稳态触发器。它的逻辑符号及功能表如图4-1、表4-1所示。在表4-1中“正”为正脉冲，“负”为负脉冲。LS/HC123的特点是，复位端CLR也具有上跳触发单稳态过程发生的功能。在Cext>1000pF时，输出脉冲宽度tw≈0.45RextCext。器件的可重触发功能是指在电路一旦被触发（即Q=1）后，只要Q还未恢复到0，电路可以被输入脉冲重复触发，Q=1将继续延长，直至

4、重复触发的最后一个触发脉冲的到来后，再经过一个tw（该电路定时的脉冲宽度）时间，Q才变为0，如图4-2所示：图4-274LS123的使用方法：（1）有A和B两个输入端，A为下降沿触发，B为上升沿触发，只有AB=1时电路才被触发。（2）连接Q和A或Q与B，可使器件变为非重触发单稳态触发器。（3）CLR=0时，使输出Q立即变为0，可用来控制脉冲宽度。（4）按图4-3、3-5-4连接电路，可组成一个矩形波信号发生器，利用开关S瞬时接地，使电路起振。图4-3图4-42．555时基电路及其应用555时基电路是一种将模拟

5、功能和数字逻辑功能巧妙地结合在同一硅片上的新型集成电路，又称集成定时器，它的内部电路框图如图4-5所示。图4-5电路主要由两个高精度比较器C1、C2以及一个RS触发器组成。比较器的参考电压分别是2/3VCC和1/3VCC，利用触发器输入端TR输入一个小于1/3VCC信号，或者阈值输入端TH输入一个大于2/3VCC的信号，可以使触发器状态发生变换。CT是控制输入端，可以外接输入电压，以改变比较器的参考电压值。在不接外加电压时，通常接0.01μF电容到地，DISC是放电输入端，当输出端的F=0时，DISC对地短路

6、，当F=1时，DISC对地开路。RD是复位输入端，当RD=0时，输出端有F=0。器件的电源电压VCC可以是+5V~+15V，输出的最大电流可达200mA，当电源电压为+5V时，电路输出与TTL电路兼容。555电路能够输出从微秒级到小时级时间范围很广的信号。（1）组成单稳态触发器555电路按图4-6连接，即构成一个单稳态触发器，其中R、C是外接定时元件。单稳态触发器的输出脉冲宽度tw≈1.1RC。图4-6（2）组成自激多谐振荡器图4-7　自激多谐振荡器电路按图4-7连接，即连成一个自激多谐振荡器电路，此电路的工

7、作过程与单稳态触发器工作过程不同之处，是电路没有稳态，仅存在两个暂稳态。电路不需要外加触发信号，利用电源通过R1、R2向C充电，以及C通过R2向放电端DISC放电，使电路产生振荡。输出信号的时间参数是：T=T1+T2其中：T1=0.7(R1+R2)C（正脉冲宽度）T2=0.7R2C（负脉冲宽度）T=0.7(R1+2R2)C555电路要求R1与R2均应大于或等于1KΩ，但R1+R2应小于或等于3.3MΩ。在上图4-7中接入部分元件，可以构成下述电路：①若在电阻R2上并接一只二极管（2AP3），并取R1≈R2，电

8、路可以输出接近方波的信号。②在C与R2连接点和TR与TH连接点之间的连接线上，串接入一个图中所示的晶体网络，电路便成为一个晶体振荡器。晶体网络中1MΩ电阻器作直流通路用，并联电容用来微调振荡器的频率。只要选择R1、R2和C，使在晶体网络接入之前，电路振荡在晶体的基频（或谐频）附近，接入网络后，电路就能输出一个频率等于晶体基频（或谐频）的稳定振荡信号。③组成施密特触发器利用控制输入端CT接入一个稳定的