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例7.1 用集成芯片555构成的施密特触发器电路及输

来源:原创 编辑:admin 2020-07-08 09:26 | 标签:|
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例7.1 用集成芯片555构成的施密特触发器电路及输入波形Vi如图7.3(a、b)所示,试画出对应的输出波形Vo 解:由图7.4所示集成电路定时器555内部电路结构可知,该施密特触发器的正向阈值电压(上触发电平) ,反向阈值电压(下触发电平),见图7.3(b)从t=0时刻开始,Ui上升,但Ui<1.7V,电压比较器A2的输出,电压比较器A2的输出(见图7.4所示)Q=1(V0=5V);当1.7V<Ui<3.3V时,,,使Q=1保持不变;当Ui≥3.3 V时,,,使Q=0(即U0=0V)。Ui由4V开始下降,但当1.7V<Ui<3.3V时,,,使Q=0保持不变;当Ui下降到Ui<1.7V时,又恢复到,,Q=1。综上的述,该电路的输出波形如7.3(C)所示。 例7.2用集成芯片555所构成的单稳态触发器电路及输入波形Vi如图7.5(a)、(b)所示,试画出对应的输出波形Vo和电容上的电压波形Vc,并求暂稳态宽度tw。 解:由图7.4所示的集成电路定时器555内部电路结构知,电容C接芯片内晶体管T的集电极。当T管的基极电压为高电平时,T管导通。在电路接通电源开始时。电源VCC通过R向C充电。当UC上升到时,比较器A1输出低电平,;此时,输入电压Ui=5V(见图7.5a、b),比较器A2输出高电平,,触发器输出。同时,T管导通,电容C通过T放电,UC下降。当UC下降到时,,触发器保持不变,输出电压U0=0,就是电路的稳定状态。当Ui的下降沿到来,Ui<,UC<,比较器A1输出高电平,;比较器A2输出低电平,,此时触发器翻转,,输出电压U0高电平,三极管T截止,电源VCC又通过R向C充电。这样状态是暂稳态。当UC上升到(3.3V)时,比较器A1输出低电平,,触发器复位,输出电压U0又变为零,电路暂稳态结束。与此同时,三极管T导通,电容C通过T放电,电路恢复到到稳态。综上所述,输出波形U0和电容C上的电压UC如图7.5(c)所示。 暂稳态宽度        例7.3 用集成电路定时器555所构成的自激多谐振荡器电路如图7.6(a)所示。试画出输出电压UC和电容C两端电压UC的工作波形,并求振荡频率。 解:由图7.4集成电路定时器555内部电路结构,分析该电路工作原理。因为集成芯片的2.6两脚(即A2的同相输入端和A1的反相输入端)连接在电容C的上端,这个端点上的电压Uc变动,会同时导致两个比较器的输出电平改变,即同时控制,的改变。电源Vcc经过R1R2给电容C充电。当Uc上升到Vcc时,比较器A1输出低电平,=0,比较器A2输出高电平,=1,触发器复位,Q=0,Vo=0。同时=1,三极管T导通,电容C通过R2,T管放电。电压Uc下降,当Uc下降到Vcc时,比较器A1输出高电平,=1,比较器A2输出低电平,=0,触发器置1,Q=1,Uo=1。此时,=0,三极管T截止,Vcc又经过R1,R2给C充电,使Uc上升。这样周而复始,输出电压Uo就形成了周期性的矩形脉冲。电容C上的电压Uc就是一个周期性的充电、放电的指数曲线波形。Uo和UC的工作波形见图7.6(b)所示。 ∵充电脉宽tWH≈0.7(R1+R2)C=0.7×(20+100)×0.1=8.4(ms) 放电脉宽tWL≈0.7R2C=0.7×100×0.1=7(ms) ∴振荡频率 例7.4试用集成定时芯片555和单稳态集成芯片74LS121构成: (1)脉冲数 N=7,脉冲周期TP=1ms的单群脉冲发生器。 (2)群周期T=20ms,脉冲周期TP=1ms,群内脉冲数N=13的周期群脉冲发生器。 解:(1)单群脉冲发生器 电路设计如图7.7所示。触发信号Vi到达后,Vo1输出一个宽脉冲,脉宽 TW1=0.7RoCo=0.7 ×100KΩ×0.1μF=7(ms) ∵在此正脉冲控制下,集成芯片555组成的有条件振荡器开始振荡,振荡周期 TW2=0.7(R1+2R2)C=0.7×(43+2×27)KΩ×0.015 μF≈1ms ∴在Vo端输出一个群脉冲,内有7个脉冲(见图7.7) (2)周期群脉冲发生器 电路设计如图7.8(a)所示。图中左边的555组成一个低频振荡器,振荡周期 T=0.7(R1ˊ+2R2ˊ)C=0.7×(43+2×43)KΩ×0.22 μF≈20(ms) 其中正脉冲持续时间T1,T1=0.7(R1ˊ+R2ˊ)Cˊ =0.7×(43+43)KΩ×0.22 μF≈13(ms) 图中右边的555芯片组成的高频有条件振荡器,在T1期间内起振,电路与图7.7完全相同,振荡周期Tvv=1ms,所以在T1期间内有13个高频脉冲,输出波形如图7.8(b)所示。 例7.5试用555定时器(图7.
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