使用555电路构建施密特触发器

施密特触发器是一种常用的波形变换电路，它可以将连续变化的信号波形（如三角波、正弦波）变换为矩形波，同时还可以完成波形整形及幅度鉴别工作。

施密特电路具有下列特点：

（1）有两个稳定状态。

（2）两个稳态的转换均需要外加触发信号。

（3）两个稳态转换的触发电平不同，具有回差电压。

由图8－5（a）可知，555组成的施密特触发器工作过程如下：

图8－5　555组成的施密特触发器

（a）电路；（b）工作波形

（1）u i逐渐升高的过程。

根据表8－1可知：

当u i＜1／3V CC时，即TH＜2／3V CC、＜1／3V CC，故u o＝U OH；

当1／3V CC＜u i＜2／3V CC时，即TH＜2／3V CC、＞1／3V CC，故u o＝U OH，保持不变；

当u i＞2／3V CC以后，即TH＞2／3V CC、＞1／3V CC，故u o＝U OL。因此，U T＋＝2／3V CC（上限阈值电压）。

（2）u i从高于2／3V CC开始下降的过程。

当1／3V CC＜u i＜2／3V CC时，即TH＜2／3V CC、＞1／3V CC，故u o＝U OL，保持不变；

当u i＜1／3V CC以后，即TH＜2／3V CC、＜1／3V CC，故u o＝U OH。因此，U T－＝1／3V CC（下限阈值电压）。

由此得到电路的回差电压为

ΔU T＝U T＋－U T－＝1／3V CC

先导案例解决

555定时器是一种多用途的数字－模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器与多谐振荡器。其中，多谐振荡器又称无稳态触发器，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。在电路处于某一暂稳态后，经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。多谐振荡器可用作方波发生器。(www.xing528.com)

任务训练

多谐振荡器仿真实验。

1.实验目的

（1）了解555定时器的工作原理。

（2）学会分析555定时器组成的多谐振荡器电路。

（3）熟练掌握Proteus软件编辑和仿真数字电路的方法与技巧。

2.实验内容及步骤

（1）用555定时器组成多谐振荡器，如图8－6所示。

（2）将555定时器的OUT端和TH端分别接到示波器上，如图8－7所示。

（3）启动仿真运行，观察示波器显示的波形。图8－8所示的波形是不是矩形波？是否与理论分析的结果一致？

（4）根据电路的参数值，分析计算并记录矩形波的高电平宽度、低电平宽度和周期的理论值。根据（3）的波形图记录矩形波的高电平宽度、低电平宽度和周期的实际值，将得到的数据填入表8－2中。

图8－6　用555定时器组成多谐振荡器

图8－7　连接示波器

图8－8　示波器显示的波形

表8－2　实验数据记录表

习题8.2