单稳态多谐振荡器电路

单稳态多谐振荡器概述单稳态多谐振荡器（monostable multivibrator）是一种电子电路，可以产生一定持续时间的脉冲信号。

它由至少一个稳定状态和一个非稳定状态组成，当外部触发信号到达时，电路将从稳定状态切换到非稳定状态，保持一段时间后又返回到稳定状态。

单稳态多谐振荡器广泛应用于数字电路中，用于产生特定的脉冲信号，如计时、测量和通信系统等。

单稳态多谐振荡器的基本构造包括一个触发器和一个RC电路。

触发器常常是由两个互补性的双稳态门电路组成，如非门、与门、或门等。

当输入信号到达并触发触发器时，触发器的输出将翻转状态，从而改变电路的输出。

同时，RC电路会影响输出信号的持续时间，使得电路在一段时间后自动返回到稳定状态。

在单稳态多谐振荡器中，稳定状态被称为平稳状态，非稳定状态被称为脉冲状态。

平稳状态下，输出信号维持为常态。

当触发信号到达时，触发器将切换到脉冲状态，输出信号短暂地发生变化。

这个脉冲的持续时间由RC电路的时间常数决定，可以通过调节电阻或电容的值来改变。

当脉冲结束后，电路将返回到平稳状态，等待下一个触发信号的到来。

1.在平稳状态下，输入触发信号为低电平。

触发器的输出为常态。

2.当触发信号变为高电平时，触发器的输出将翻转为一个相反的状态，并保持在脉冲状态。

3.同时，RC电路开始充电。

电容器逐渐积累电荷，直到电压超过触发器的阈值电压，触发器将返回到平稳状态。

4.当触发器返回到平稳状态时，输出信号也将恢复到常态，并持续一段时间，直到下一个触发信号到达。

由于单稳态多谐振荡器的非稳定状态是由RC电路决定的，因此可以通过调节RC电路的时间常数来控制脉冲信号的持续时间。

此外，触发器的选取也对电路的性能起着重要的影响。

在实际应用中，常用的触发器包括CMOS、TTL和仿真电路等。

总之，单稳态多谐振荡器是一种常见的电子电路，可以产生指定持续时间的脉冲信号。

它由触发器和RC电路组成，通过触发器的翻转和RC电路的充放电过程，实现了从稳定状态到非稳定状态的切换，然后再返回到稳定状态的循环过程。

555多谐振荡器的工作原理
555多谐振荡器是一种常用的集成电路（IC）振荡器，由
NE555晶体管组成。

它可以工作在单稳态（monostable）模式和多稳态（astable）模式。

在多稳态模式下，555多谐振荡器运行的基本原理如下：
1. 稳态1：当电源通电时，继电器开关初始位置为关闭状态，故输出电平（OUT）为低电平（0V）。

2. 电容（C）开始充电：由于继电器初始位置关闭，电容通过R1和R2开始充电，电容电压逐渐增加。

3. 电容电压达到阈值：当电容电压达到IC内部连接的比较器（Comparator 2）的阈值（2/3 Vcc），比较器2输出高电平（Vcc），导致继电器切换至打开状态，输出电平瞬间变为高电平。

4. 电容开始放电：当继电器打开后，电容开始通过R2放电。

5. 电容电压达到触发器（flip-flop）的复位电平：当电容电压降至IC内部连接的触发器（flip-flop）的复位（reset）电平（1/3 Vcc），触发器的输出切换至低电平，导致继电器切换至关闭状态，输出电平又变为低电平。

6. 循环反复：以上步骤从第2步到第5步持续循环。

通过调节R1、R2和C的值，可以改变输出波形的频率和占空比，从而实现不同频率和占空比的振荡信号输出。

需要注意的是，以上是多稳态模式的工作原理，单稳态模式下的工作原理略有不同，但多稳态模式是555多谐振荡器最常用的模式。

总结单稳态电路,多谐振荡器及施密特触发器的功能和各自的
特点
1. 单稳态电路
功能：单稳态电路常用于产生固定时长的脉冲电信号，可广泛应用于定时、计数、测量等领域。

特点：单稳态电路一般由一个RC电路和一个触发器构成，工
作原理是在一定条件下，输入信号变化时，电路产生一个输出电平迅速上升或下降，保持一段时间后自动恢复原状态。

其特点是操作简单、时序控制准确、设计灵活。

2. 多谐振荡器
功能：多谐振荡器是一种可产生多种频率的电路，可用于产生多个频率的信号，广泛用于电子音乐合成、声光效果等领域。

特点：多谐振荡器由一个或多个谐振回路、放大器和反馈电路组成。

它的特点是可以产生多种频率的正弦波、方波、三角波等信号，并且可以在调节参数的情况下改变频率、幅度和波形。

3. 施密特触发器
功能：施密特触发器是一种用于信号整形、判别与转换的电路，可广泛应用于计算机和通讯等领域。

特点：施密特触发器是基于正反馈电路的，通过自身正反馈的作用，使得输入信号在电路的输出端被整形。

其特点是能够使得输入信号稳定地转换为数字信号，且通过调节电路参数，可实现滤波、判别、增益控制等功能。

第八章 脉冲波形的产生与整形在数字电路或系统中，常常需要各种脉冲波形，例如时钟脉冲、控制过程的定时信号等。

这些脉冲波形的获取，通常采用两种方法：一种是利用脉冲信号产生器直接产生；另一种则是通过对已有信号进行变换，使之满足系统的要求。

本章以中规模集成电路555定时器为典型电路，主要讨论555定时器构成的施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器以及555定时器的典型应用。

8.1 集成555定时器555定时器是一种多用途的单片中规模集成电路。

该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。

因而在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器和电子玩具等许多领域中都得到了广泛的应用。

目前生产的定时器有双极型和CMOS 两种类型，其型号分别有NE555（或5G555）和C7555等多种。

通常，双极型产品型号最后的三位数码都是555，CMOS 产品型号的最后四位数码都是7555，它们的结构、工作原理以及外部引脚排列基本相同。

一般双极型定时器具有较大的驱动能力，而CMOS 定时电路具有低功耗、输入阻抗高等优点。

555定时器工作的电源电压很宽，并可承受较大的负载电流。

双极型定时器电源电压范围为5～16V ，最大负载电流可达200mA ；CMOS 定时器电源电压变化范围为3～18V ，最大负载电流在4mA 以下。

一． 555定时器的电路结构与工作原理 1．555定时器内部结构：（1）由三个阻值为5k Ω的电阻组成的分压器； （2）两个电压比较器C 1和C 2：v +＞v －，v o =1； v +＜v －，v o =0。

（3）基本RS 触发器；（4）放电三极管T 及缓冲器G 。

2．工作原理。

当5脚悬空时，比较器C 1和C 2的比较电压分别为cc V 32和cc V 31。

（1）当v I1>cc V 32，v I2>cc V 31时，比较器 C 1输出低电平，C 2输出高电平，基本RS 触发器被置0，放电三极管T 导通，输出端v O 为低电平。

上海大学本科生课程作业题目：数字电子技术课程实践项目二课程名称：数字电子技术学院：机电工程与自动化学院*名：**学号：********题目要求：用555定时器构成的单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器进行设计和仿真 1.单稳态触发器：1.1 工作原理：单稳态电路的组成和波形下图所示。

当电源接通后，Vcc 通过电阻R 向电容C 充电，待电容上电压Vc 上升到2/3Vcc 时，RS 触发器置0，即输出Vo 为低电平，同时电容C 通过三极管T 放电。

当触发端2的外接输入信号电压Vi ＜1/3Vcc 时，RS 触发器置1,即输出Vo 为高电平，同时，三极管T 截止。

电源Vcc 再次通过R 向C 充电。

输出电压维持高电平的时间取决于RC 的充电时间，当t=t W 时，电容上的充电电压为；CC RC tCC C V e V v w 321=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-，所以输出电压的脉宽 t W =RCln3≈1.1RC 。

一般R 取1k Ω～10M Ω，C ＞1000pF 。

值得注意的是：t 的重复周期必须大于t W ，才能保证放一个正倒置脉冲起作用。

由上式可知，单稳态电路的暂态时间与VCC 无关。

因此用555定时器组成的单稳电路可以作为精密定时器。

单稳态电路的电路图和波形图1.2 555单稳态触发器的设计：1.2.1 电路设计基本原理：单稳态触发器具有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。

在外界触发脉冲作用下，它能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，在自动返回稳态；暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。

由于单稳态触发器具有这些特点，常用来产生具有固定宽度的脉冲信号。

按电路结构的不同，单稳态触发器可分为微分型和积分型两种，微分型单稳态触发器适用于窄脉冲触发，积分型适用于宽脉冲触发。

无论是哪种电路结构，其单稳态的产生都源于电容的充放电原理。

用555定时器构成的单稳态触发器是负脉冲触发的单稳态触发器，其暂稳态维持时间为T w=lnRC=1.1RC,仅与电路本身的参数R、C 有关。

555单稳态电路图第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以1.1.1 和1.1.2为代号。

他们的输入端的形式，也就是电路的结构特点是：“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。

第2种（图2）是脉冲启动型单稳，也可以分为2个不同的单元。

他们的输入特点都是“RT-7.6-CT”，都是从2端输入。

1.2.1电路的2端不带任何元件，具有最简单的形式；1.2.2电路则带有一个RC微分电路。

第3种（图3）是压控振荡器。

单稳型压控振荡器电路有很多，都比较复杂。

为简单起见，我们只把它分为2个不同单元。

不带任何辅助器件的电路为1.3.1；使用晶体管、运放放大器等辅助器件的电路为1.3.2。

图中列出了2个常用电路。

1 555时基电路的特性555集成电路开始是作定时器运用的，所以叫做555定时器或555时基电路。

但后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。

此外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。

由于它工作可靠、运用方便、价钱低廉，当前被广泛用于各种电子产品中，555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较庞杂，是模拟电路和数字电路的混合体，如图1所示。

图1 555集成电路内部结构图555集成电路是8脚封装，双列直插型，如图2(A)所示，按输入输出的排列可看成如图2(B)所示。

其中6脚称阈值端(TH)，是上比较器的输入；2 脚称触发端(TR)，是下比较器的输入；3脚是输出端(Vo)，它有O和1两种状态，由输入端所加的电平决定；7脚是放电端(DIS)，它是内部放电管的输出，有悬空和接地两种状态，也是由输入端的状态决定；4脚是复位端(MR)，加上低电日常可使输出为低电平；5脚是控制电压端(Vc),可用它改动上下触发电平值；8脚是电源端，1脚是地端。

单稳态多谐振荡器工作原理一、引言单稳态多谐振荡器是一种常见的电路，它可以产生多个频率的信号，常用于电子音乐合成器、通信系统等领域。

本文将详细介绍单稳态多谐振荡器的工作原理。

二、基础概念1. 振荡器：指能够产生连续周期性信号的电路。

2. 单稳态：指一个电路在某种特定条件下只有两个稳定状态，即“开”和“关”。

3. 多谐振荡器：指能够产生多个频率的信号的振荡器。

三、单稳态多谐振荡器电路图及元件介绍单稳态多谐振荡器的电路图如下图所示：其中，R1、R2为电阻，C1为电容，Q1为NPN型晶体管。

四、工作原理1. 开关状态当Q1处于截止状态时，C1通过R2放电，同时R1带有一个高阻值。

此时Q1处于断开状态。

当输入脉冲到达时，在C1上形成了一个瞬间的正脉冲。

这个正脉冲使得Q1进入饱和状态，并且从集电极流出电流，使得C1充电，同时R1的阻值降低。

当C1充电到足够的电压时，Q1进入截止状态，同时C1通过R2放电。

2. 多谐振荡当Q1处于截止状态时，C1通过R2放电。

在这个过程中，C1的电压逐渐减小直到达到一个阈值。

在达到这个阈值之前，R1的阻值很高，但是在达到这个阈值之后，R1的阻值会急剧下降。

此时，在C1上会产生一个瞬间的负脉冲。

这个负脉冲使得Q1进入饱和状态，并且从集电极流出电流，使得C1充电，并且产生一个正脉冲。

同时，在R1上产生了一个瞬间的负脉冲。

这个负脉冲被放大并且反相输出到输入端口。

因此，在输入端口上形成了一个正脉冲。

这个正脉冲又会重复上述过程。

3. 多频率振荡由于C1和R2共同控制着多谐振荡器中信号频率的大小，因此可以通过改变它们的数值来改变信号的频率。

五、总结单稳态多谐振荡器是一种常见的电路，它可以产生多个频率的信号。

本文详细介绍了单稳态多谐振荡器的工作原理，包括开关状态、多谐振荡和多频率振荡等方面。

习题八答案1． 试比较多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器的工作特点，并说明每种电路的主要用途。

答：多谐振荡器是一种自激振荡电路，不需要外加输入信号，它没有稳定状态，只有两个暂稳态。

暂稳态间的相互转换完全靠电路本身电容的充电和放电自动完成。

改变外接R 、C 定时元件数值的大小，可调节振荡频率。

施密特触发器具有回差特性，它有两个稳定状态，有两个不同的触发电平。

施密特触发器可将任意波形变换成矩形脉冲，输出脉冲宽度取决于输入信号的波形和回差电压的大小。

单稳态触发器有一个稳定状态和一个暂稳态。

输入信号起到触发电路进入暂稳态的作用，其输出脉冲的宽度取决于电路本身 R 、C 定时元件的数值。

改变 R 、C 定时元件的数值可调节输出脉冲的宽度。

多谐振荡器是常用的矩形脉冲产生电路。

施密特触发器和单稳态触发器是两种常用的整形电路。

施密特触发器可用来进行整形、幅度鉴别、构成多谐振荡器等。

单稳态触发器常用于脉冲的延时、定时和整形等。

２．在图8.2所示５５５集成定时器中，输出电压uo 为高电平ＵＯＨ、低电平ＵＯＬ及保持原来状态不变的输入信号条件各是什么？假定ＵＣＯ端已通过0.01μF 接地，u D 端悬空。

答：当1=R 时， TR U <3V CC ，则C 2输出低电平， 1=Q ，OH o U u =。

当1=R 时， TH U >32V CC ，TR U >3V CC ，则C 1输出低电平、C 2输出高电平，1=Q 、0=Q ，OL o U u =。

当1=R 时， TH U <32V CC，TR U >3V CC ，则C 1C 2输出均为高电平，基本RS 触发器保持原来状态不变，因此o u 保持原来状态不变。

３．在图8.3所示多谐振荡器中，欲降低电路振荡频率，试说明下面列举的各种方法中，哪些是正确的，为什么？1） 加大R 1的阻值； 2） 加大R 2的阻值； 3） 减小C 的容量。

答：根据式（8-2）()ln221121C R R T f +==可知，1）2）两种方法是正确的。

专科《电子元器件与实用电路基础》一、（共56题,共152分）1. 若电路中某元件的端电压为，电流，为关联方向，则该元件是___。

（2分）A.电阻B.电感C.电容.标准答案：C2. UGS＝0V时，不能够工作在恒流区的场效应管有____。

（2分）A.结型管B.增强型MOS管C.耗尽型MOS管.标准答案：B3. 图4-1与图4-2两条曲线的相位差=_____。

（2分）A.900B.-450C.-1350.标准答案：C4. 已知2电阻的电压,当为关联方向时,电阻上电流=___A。

（2分）A.B.C..标准答案：B5. 当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为____。

（2分）A.前者反偏、后者也反偏B.前者正偏、后者反偏C.前者正偏、后者也正偏.标准答案：B 6. 在基本放大电路中，输入耦合电容C1作用是________。

（2分）A.通直流和交流B.隔直流通交流C.隔交流通直流.标准答案：B7. 差动放大器比非差动的直接耦合放大器以多用一个晶体三极管为代价，换取____。

（2分）A.高的电压放大倍数B.使电路放大信号时减少失真C.抑制零点漂移.标准答案：C8. 单稳态多谐振荡器的耦合电路A是由________构成。

（2分）A.电阻B.电容C.电阻和电容.标准答案：B9. 单相半波整流电路中，负载为500Ω电阻，变压器的副边电压为12V，则负载上电压平均值和二极管所承受的最高反向电压为________。

（2分）A.5.4V、17VB.5.4V、12VC.9V、12V.标准答案：A10. 在纯电感电路中，电压应为_____。

（2分）A.B.C..标准答案：B11. 乙类双电源互补对称功率放大电路中，正负电源轮流供电。

（2分） ( ).标准答案：正确12. 充放电过程的快慢取决于时间常数，时间常数越大，过程越短。

（2分） ( ) .标准答案：错误13. 处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。

555定时器的基本特性和用法【摘要】简要说明555 定时器的内部电路结构及功能，对555 定时器接成的施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器三种典型电路进行了详细的分析。

【关键词】555 定时器；施密特触发器；单稳态触发器；多谐振荡器；1 前言555 定时器是美国Signetics 公司1972 年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路，因设计时输入端有三个5KΩ的电阻而得名。

555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的集成器件。

目前品种繁多，主要有TTL 和CMOS两大类型，它们的电路结构和工作原理基本相同。

TTL 型（以5G555 为代表）驱动能力较强，电源电压范围为5~16V，最大负载电流可达200mA；而CMOS 型（以CC7555 为代表）则具有功耗低、输入电阻高等优点，电源电压范围为3~18V，最大负载电流在20mA 以下。

产品型号尾数为555 的是TTL 型单定时器，双定时器为556；型号尾数为7555 的是CMOS 型单定时器，双定时器为7556。

555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以方便实现多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器等脉冲产生与变换电路。

由于使用灵活，方便，所以555定时器在波形的产生与变化，测量与控制，家用电器，电子玩具等许多领域中得到了应用。

2 555定时器的电路结构与基本特性2.1电路组成图1是国产双极型定时器CB555的电路结构图。

它由比较器C1和C2，SR锁存器和集电极开路的放电三极管VT三部分组成。

为了提高电路的带负载能力，还在输出端设置了缓冲器G4。

①电阻分压器由3个阻值均为5kΩ的电阻串联构成分压器，为电压比较器C1和C2提供参考电压U R1、U R2。

②电压比较器C1和C2电压比较器C1和C2是两个结构完全相同的理想运算放大器。

当运算放大器的同相输入U+大于反相输入U-时，其输出为高电平1信号；而当U+小于U-时，其输出为低电平0信号。

单稳态多谐振荡器原理单稳态多谐振荡器是一种电路，它可以产生多个频率的正弦波信号。

这种电路的原理是基于单稳态电路和多谐振荡器的结合。

单稳态电路是一种电路，它可以在一个稳态状态下工作，而多谐振荡器是一种电路，它可以产生多个频率的正弦波信号。

将这两种电路结合起来，就可以得到单稳态多谐振荡器。

单稳态多谐振荡器的原理是基于反馈电路的工作原理。

反馈电路是一种电路，它可以将电路的输出信号反馈到输入端，从而影响电路的工作状态。

在单稳态多谐振荡器中，反馈电路的作用是将电路的输出信号反馈到输入端，从而使电路产生多个频率的正弦波信号。

单稳态多谐振荡器的工作原理可以用以下步骤来描述：1. 在电路中加入一个单稳态电路，使电路处于一个稳态状态。

2. 在单稳态电路的输出端加入一个多谐振荡器电路，使电路产生多个频率的正弦波信号。

3. 将多谐振荡器电路的输出信号反馈到单稳态电路的输入端，从而影响单稳态电路的工作状态。

4. 单稳态电路的工作状态发生变化，从而影响多谐振荡器电路的工作状态。

5. 多谐振荡器电路的工作状态发生变化，从而影响单稳态电路的工作状态。

6. 通过反复的反馈作用，电路可以产生多个频率的正弦波信号。

单稳态多谐振荡器的应用非常广泛，它可以用于音频信号的产生、信号发生器的制作、无线电通信等领域。

在音频信号的产生中，单稳态多谐振荡器可以产生多个频率的正弦波信号，从而实现音乐的合成和音效的制作。

在信号发生器的制作中，单稳态多谐振荡器可以产生多个频率的正弦波信号，从而实现信号的发生和测试。

在无线电通信中，单稳态多谐振荡器可以产生多个频率的正弦波信号，从而实现无线电信号的发射和接收。

单稳态多谐振荡器是一种非常重要的电路，它可以产生多个频率的正弦波信号，具有广泛的应用前景。

第10章脉冲波形的产生与整形电路内容提要：本章主要介绍多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器的电路结构、工作原理及其应用。

它们的电路结构形式主要有三种：门电路外接RC电路、集成电路外接RC电路和555定时器外接RC电路。

10.1概述导读:在这一节中，你将学习：⏹多谐振荡器的概念⏹单稳态触发器的概念⏹施密特触发器的概念在数字系统中，经常需要各种宽度和幅值的矩形脉冲。

如时钟脉冲、各种时序逻辑电路的输入或控制信号等。

有些脉冲信号在传送过程中会受到干扰而使波形变坏，因此还需要整形。

获得矩形脉冲的方法通常有两种：一种是用脉冲产生电路直接产生，产生脉冲信号的电路称为振荡器；另一种是对已有的信号进行整形，然后将它变换成所需要的脉冲信号。

典型的矩形脉冲产生电路有双稳态触发电路、单稳态触发电路和多谐振荡电路三种类型。

（1）双稳态触发电路又称为触发器，它具有两个稳定状态，两个稳定状态之间的转换都需要在外加触发脉冲的作用下才能完成。

（2）单稳态触发电路又称为单稳态触发器。

它只有一个稳定状态，另一个是暂时稳定状态（简称“暂稳态”），在外加触发信号作用下，可从稳定状态转换到暂稳态，暂稳态维持一段时间后，电路自动返回到稳态，暂稳态的持续时间取决于电路的参数。

（3）多谐振荡器能够自激产生连续矩形脉冲，它没有稳定状态，只有两个暂稳态。

其状态转换不需要外加触发信号触发，而完全由电路自身完成。

若对该输出波形进行数学分析，可得到许多各种不同频率的谐波，故称“多谐”。

脉冲整形电路能够将其它形状的信号，如正弦波、三角波和一些不规则的波形变换成矩形脉冲。

施密特触发器就是常用的整形电路，它利用其著名的回差电压特性来实现。

自测练习1．获得矩形脉冲的方法通常有两种：一种是（）；另一种是（）。

2．触发器有（）个稳定状态，分别是（）和（）。

3．单稳态触发器有（）个稳定状态。

4．多谐振荡器有（）个稳定状态。

10.2 多谐振荡器导读:在这一节中，你将学习：⏹ 门电路构成多谐振荡器的工作原理 ⏹ 石英晶体多谐振荡器电路及其优点 ⏹ 秒脉冲信号产生电路的构成方法多谐振荡器是一种无稳态电路，它不需外加触发信号，在电源接通后，就可自动产生一定频率和幅度的矩形波或方波。