第5讲_集成定时电路.

模拟集成电路原理与应用王青蒂[e-mail]第5讲集成定时电路5.1集成定时器555工作原理5.2集成定时器555的基本工作方式5.3集成定时器555的应用5.1工作原理NE555的组成高精度比较器C1、C2基准电压分压R7=R8=R9R-S双稳态触发器功率输出级放电三极管T231CC23thVV2CC13thVV阈值电平：触发电平：5.1工作原理NE555的组成内部电路5.1工作原理NE555的工作原理基本原理5脚开路不变不变1导通01截止11导通00××放电管输出(VO)复位(RD)触发输入(V2)阈值输入(V6)输出输入2CC13thVV2thV2thV1CC23thVV1thV1thV或；;1;1;11,0;0;05.1工作原理NE555的引脚功能1脚：接地端2脚：触发电压输入端3脚：芯片输出端4脚：复位端（低电平置零）5脚：控制端，改变Vth1和Vth2，从而改变输出6脚：阈值电压输入端7脚：放电端8脚：正电源VCC（+4.5~18V）第5讲集成定时电路5.1集成定时器555工作原理5.2集成定时器555的基本工作方式5.3集成定时器555的应用5.2基本工作方式单稳态工作方式引脚连接6、7脚：短接；外接定时网络RT、CT2脚：接VCC和微分网络Rd、Cd4、5脚：不使用3脚：输出工作过程初始状态：V2=“1”,vo=“0”放电管导通，CT被短路，vCT=0，V6=“0”5.2基本工作方式单稳态工作方式工作过程有负向输入触发信号vi使得：vo由“0”跳变到“1”放电管截止、7脚开路，+VCC经RT对CT充电电路处于暂稳态当，且V2Vth2时：vo由“1”跳变到“0”，重新进入稳态放电管导通，CT经7脚快速放电，使vCT=022/3thCCvVV612/3CTthCCvvVV5.2基本工作方式单稳态工作方式暂稳态持续时间td=vCT从0充电到Vth1=2VCC/3()()(0)()tRCTTTTTTCCCCvtvvve2()3TCCCdVvt(0)0TCv()TCCCvVln3dTTtRC5.2基本工作方式双稳态工作方式引脚连接2、6脚：外加触发输入信号4、5脚：不使用3脚：输出电路功能：6脚输入：逻辑1：≥2VCC/3逻辑0：2VCC/32脚输入：逻辑1：VCC/3逻辑0：≤VCC/3RQ00110101不变110S复位R-S触发器置位5.2基本工作方式无稳态工作方式引脚连接无需外加触发信号2、6脚：短接，外接定时网络（RA、RB与CT）7脚：外接定时网络（RA与RB、CT）4、5脚：不使用3脚：输出工作过程电源接通，初始状态：vCT=0，v2=v6=0，置位状态，vo=“1”放电管截止，由+VCC经RA、RB对CT充电，vCT上升5.2基本工作方式无稳态工作方式工作过程当时：v2、v6为“1”，复位状态，vo=“0”放电管导通，CT经RB向7脚（放电管）放电，vCT下降当时：v2、v6为“0”，置位状态，vo=“1”放电管截止，CT又被充电振荡稳定后：vo=“1”时，CT从VCC/3充电到2VCC/3vo=“0”时，CT从2VCC/3放电到VCC/312/3TCthCCvVV2/3CTthCCvVVABTR+RC充（）BTRC放5.2基本工作方式无稳态工作方式输出高电平时间和低电平时间高电平时间tPH低电平时间振荡周期占空比()()(0)()tTTTTCCCCvtvvve充()2/3TCPHCCvtV(0)/3TCCCvV()TCCCvV()ln2PHABTtRRCln2PLBTtRC0(2)ln2ABTTRRC02PHABABtRRDTRR第5讲集成定时电路5.1集成定时器555工作原理5.2集成定时器555的基本工作方式5.3集成定时器555的应用5.3应用短时定时电路工作方式：单稳态工作过程按钮AN1使v2=0Vth2定时器从复位变为置位输出高电平，继电器动作，开关转到白炽灯，开始曝光v6=vCT=Vth1时，定时器从置位变为复位输出低电平，继电器释放，开关回到红灯，曝光结束照相底片曝片定时电路5.3应用长延时定时电路工作方式：单稳态延长定时：6脚接有源积分器减小v6上升速率延长定时时间工作过程当2脚有输入负向触发脉冲，使定时器变为置位，vo=“1”，放电管截止，外设T管截止同相积分器对VR线性积分，v6以VR/RTCT速率线性增长22/3thCCvVVRF5.3应用长延时定时电路工作过程当定时器转为复位状态vo=“0”放电管和T管导通CT放电，恢复初始状态延时时间td积分初始状态，v6=vRT=VRv6从VR上升到2VCC/3的时间即为td612/3thCCvVV2/323CCCCRdTTTTRRVVVtRCRCVV当VCC=15V，VR=0.1时(VR2VCC/3时)100dTTtRCRF5.3应用方波发生器工作方式无稳态特点隔离二极管D1、D2使充放电电路分开工作过程当定时器置位，vo=“1”时，+VCC经过R1、D1对CT充电，当vCT上升到2VCC/3时，定时器复位，vo=“0”CT经过R2、D2放电，占空比：1ln2PHTtRC2ln2PLTtRC112RDRR5.3应用锯齿波发生器工作方式无稳态电路组成复合管T：射极输出器自举电路：C2、R1工作过程当NE555为置位，CT被充电，vB和vo上升vo的变化量反馈到A点，vA上升A、B两点电位升高量一致，R2的压降为常数故CT被恒流充电，电压线性增加，输出为锯齿波5.3应用脉宽调制器工作方式单稳态特点5脚输入调制信号vΩ工作过程触发位置由2脚负向输入脉冲决定阈值电平Vth1随vΩ变化，充电速率不随vΩ变化定时器复位时间td随vΩ变化1CC2/3thVVv21CC/2/3/2ththVVVv5.3应用脉宽调制器工作过程输出正脉宽随调制信号变化总振荡周期不变以此实现脉宽调制5.3应用脉位调制器工作方式无稳态与方波发生器的不同5脚输入调制信号vΩ工作过程Vth1和Vth2影响电容CT充放电时间，且均受vΩ控制故3脚输出的正脉冲的脉宽和位置将随vΩ变化而变化实现脉冲位置、宽度的双重调制1CC2/3thVVv21CC/2/3/2ththVVVv