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前言
本文简单介绍了施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器以及使用Ne555构建的方法。
一、施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡电路详解
1. 施密特触发器(Schmitt Trigger)
功能
功能:用于波形整形、抗干扰、阈值鉴别,将缓慢变化的信号(如正弦波、三角波)转换为边沿陡峭的矩形波。
核心特点
核心特点:回差特性(滞回特性):有两个阈值电压(正向阈值 (V_T^+) 和负向阈值 (V_T^-)),输入信号需超过 (V_T^+) 才会翻转,下降时需低于 (V_T^-) 才会翻转,有效抑制噪声干扰。
输出特性
输出特性:输出为高低电平(数字信号),可直接驱动 TTL/CMOS 电路。
NE555 构成施密特触发器
连接方式:将 NE555 的触发端(引脚 2)和阈值端(引脚 6)短接,作为单一输入端,输出端(引脚 3)直接输出整形信号。
阈值计算:
应用场景
应用场景:波形整形(如将正弦波转为方波)、电平转换、噪声过滤。
2. 单稳态触发器(Monostable Multivibrator)
功能
功能:在触发信号作用下,输出一个固定宽度的矩形脉冲(单稳态),脉冲宽度由电路参数决定,触发后自动返回稳态。
核心特点
单稳态特性
单稳态特性:正常状态下处于稳定态(通常为低电平或高电平),触发信号(如负脉冲)到来时进入暂稳态,维持一段时间后自动返回稳态。
脉冲宽度可调
脉冲宽度可调:通过外接电阻 R 和电容 C 调节暂稳态持续时间。
NE555 构成单稳态触发器:
连接方式
连接方式:触发端(引脚 2)接输入信号(低电平有效)。阈值端(引脚 6)与放电端(引脚 7)短接后接电容 C,电容另一端接地,电阻 R 接电源 (V_{CC}) 和放电端之间。
时序计算
时序计算:暂稳态时间(脉冲宽度) (T = 1.1RC)。
应用场景
应用场景:定时控制(如自动水龙头延时关闭)、脉冲展宽、信号延时。
3. 多谐振荡电路(Astable Multivibrator)
功能
功能:无需外部触发,自动产生连续的矩形波(方波或脉冲信号),输出信号频率和占空比由电路参数决定。
核心特点:
无稳态特性
无稳态特性:电路无固定稳态,在高低电平之间周期性翻转,形成振荡。
频率可调
频率可调:通过电阻和电容组合调节振荡频率和占空比。
NE555 构成多谐振荡电路:
连接方式:
触发端(引脚 2)和阈值端(引脚 6)短接后接电容 C,电容另一端接地。放电端(引脚 7)接两个电阻 (R_A) 和 (R_B):(R_A) 一端接 (V_{CC}),另一端接 (R_B) 和放电端,(R_B) 另一端接地。
参数计算
应用场景:方波发生器、时钟信号源、LED 闪烁电路、PWM 调制。
二、三者区别对比
四、总结
NE555 通过灵活配置引脚连接和外接 RC 元件,可实现三种不同功能的电路:
施密特触发器
施密特触发器:利用回差特性实现波形整形,需短接引脚 2 和 6。
单稳态触发器
单稳态触发器:通过单次触发产生固定脉宽信号,需外接 RC 定时电路。
多谐振荡电路
多谐振荡电路:自动生成连续脉冲,需双电阻和单电容控制频率和占空比。
三者的核心区别在于稳态数量、触发方式和输出信号特性,实际应用中可根据需求选择对应模式。