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
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。
振荡电路及555定时器应用设计报告
电路由反相器U3A、U4B以及反馈电阻R2、保护电阻R1和耦合电容C1;通过时反相器工作在放大状态，这时只要反相器输入电压有点变化，就会被正反馈回路放大而引起震荡，此时电路是不稳定的。此电路可以通过调节R和C的值改变输出信号的振荡频率。
石英晶体和非门构成多谐振荡器：
一、设计任务与要求
1．要求多谐振荡器的工作频率稳定性更高；
2．用555时基电路构成单稳态触发器，具有可重复触发特性；
二、方案设计与论证
任务一：多谐振荡器
1.方案一、非门构成对称型多谐振荡器
对称型多谐振荡器原理：
(1)静态（未振荡）时应是不稳定的
此电路是由两个反相器及滑动变阻器经耦合电容C1连接起来的正反馈振荡电路，并设法使反相器工作在放大状态，即给他们设置适合的偏置电压，这个偏置电压可以通过在反相器的输出端与输出端之间接入反馈电阻来得到。
通过分析，结合设计电路性能指标、器件的性价比，本设计电路选择方案二。
三、单元电路设计与参数计算
非对称式多谐振荡器由反相器，电阻和电容构成，非对称式多谐振荡器的组成框图3-1所示。
参数计算:振荡周期为：
取频率为6KHz,电容值为0.1uf，可根据上述公式可得电阻阻值为750Ω
图3-1
四、总原理图及元器件清单
七、性能、功能测试与分析
1、.功能电路测试与分析
（1）测试步骤
1、接入5v电压源；
2、接好电路后，用示波器显示波形。
（2）测试数据
测试得到的波形周期为T=3.6格*0.05ms
（3）误差计算
误差=(（0.18-0.16）/0.18)*100%=11.1%
（4）误差分析
接入的电阻值不可能是理想值，存在一定的误差，从而造成波形的周期与理论值周期有误差。
多谐振荡器
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。
施密特、单稳态触发器仿真实验
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。
单稳态电路图
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
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。
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2. CMOS閘無穩態多諧振盪器
如下圖為 CMOS 閘無穩態多諧振盪器電路，
CMOS 之臨界電壓 VT約為所加電源電壓的一半， 即 。電阻 RS 的作用在隔離 RC回路與反相閘
1，以避免反相閘輸入端的保護二極體影響到振盪週期。
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二、單穩態多諧振盪器
1. 電路 單穩態多諧振盪器為一觸發振盪電路，只 有一個穩定狀態，當被外加信號觸發轉態，經 過一預定的時間後，再恢復為原來的穩定狀態， 而輸出為一脈波寬度固定的脈波，此電路又稱 為單擊（one shot）電路。如下圖所示。
若有n個正反器，1個邏輯閘構成之非同步
計數器。每個正反器的延遲時間為tFF，邏輯閘
延遲時間為tGate，則計時脈波的最小週期（電路
總延遲時間）Tmin與計時脈波旳最高器之優點為電路設 計簡單，缺點為電路的總延遲時間會隨著正反器
數目的增多而增加，故速度較慢，不適合用在高
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1. 上數型
乃是將前級正反器的標準輸出 Q，連接到 後級正反器的時脈輸入端，脈波數愈多，計數 值就愈大，且每次均增 1，電路如下圖所示。
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2. 下數型
乃是將前級正反器的反相輸出 Q ，連接到 後級正反器的時脈輸入端，脈波數愈多，計數 值就愈小，且每次均減 1，電路如下圖所示。
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3.上／下數型 乃是將前級正反器的標準輸出 Q、反相輸 出 Q ，透過組合邏輯電路，連接到後級正反器 的時脈輸入端，此組合邏輯電路為一資料選擇 器（多工器），當 UP / DOWN = 1 時，為一上數 計數器，但當 UP / DOWN = 0 時，為一下數計數 器，電路如下圖所示。
一、無穩態多諧振盪器
1. TTL閘無穩態多諧振盪器
使用 TTL 反及閘連接的多諧振盪器，如下 圖所示，TTL 的臨界電壓約為 1.4V，當輸入電 壓高於或低於臨界電壓時，邏輯閘將轉態工作， 反相閘 3、4 是用來作波形整形之用，以輸出標 準方波，其週期 T 由 C1、C2 及各閘之內部輸 入阻抗決定，電阻器 R1、R2 大小與各閘之內部 阻抗之臨界電壓 VT 有關，一般都使用 1kΩ的 電阻器。
第 8 章 循序邏輯電路之設計及應用 ………………………………………………………………
8-1 時鐘脈衝產生器
8-2 非同步計數器
8-3 移位暫存器 8-4 狀態圖及狀態表簡介 8-5 同步計數器
8-6 應用實例介紹
8-1 時鐘脈衝產生器 ………………………………………………………………………….…
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二、計模數非2n型之非同步計數器
當計數模數不是 2n 倍數而為 N 時，則令
計數到 N 值時，將之重置歸零，重新再數，即
可得到模數為 N 之計數器。歸零方法為利用正
反器之清除端CLR 與反及閘 NAND Gate 即可
達成，下圖為一模數為 6 之上數非同步計數器
電路與狀態表。
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三、非同步計數器計時脈波的週期
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2. 波形
下圖所示為 CMOS 閘組成的單穩態多諧振盪 器電路波形，因NOR 閘 2 的輸入端接電阻器 R1至 VDD，所以其輸出端為 Lo，在沒有輸入信號觸發時， 將永遠維持此一穩定狀態。若輸入端有正脈波輸入 時，NOR 閘 1 將轉態使輸出為 Lo，經電容器 C 交 連至 NOR 閘 2，使其轉態輸出變為 Hi。此時電容 器 C 將經由電阻器 R1 充電，當充電到臨界電壓 VT 以上時，NOR 閘 2 將轉態使輸出為Lo，回復到原 來的穩定狀態，其脈波寬度由 R1．C 的大小來決 定。
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二、移位暫存器之資料傳遞方式
1. 右移暫存器 每一級的 Q 輸出連到下一級輸入，在每一 個時脈輸入後，資料將向右移一位。 2. 左移暫存器 每一級的 Q 輸出連到上一級輸入，在每一 個時脈輸入後，資料將向左移一位。 3. 左右移暫存器 若暫存器具有使資料左移、右移的功能， 稱為左右移暫存器。
頻電路。
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四、常用非同步計數器IC
1. 7490 除10非同步計數器，由除2 及除5 兩計數 器組成，兩個計數器可分開單獨使用。 2. 7492 除12 非同步計數器，由除2 及除6 兩計數 器組成，兩個計數器可分開單獨使用。
3. 7493 除16非同步計數器，由除2 及除8 兩計數 器組成，兩個計數器可分開單獨使用。
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8-3 移位暫存器 ………………………………………………………………………….…
一、移位暫存器簡介
１. 移位暫存器之分類
(1)依資料傳遞方式區分： ①左移暫存器（Shift Left Register）。 ②右移暫存器（Shift Right Register）。 ③左右移暫存器（Shift Left & Right Register）。
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三、移位暫存器之資料輸入、輸出 方式
1. 串列移位暫存器 串列移位暫存器是一次一個位元將資料移 入暫存器內，資料傳輸速度慢，但使用元件少。 2. 並列移位暫存器 並列移位暫存器是同時能將所有位元資料 移入暫存器內，資料傳輸速度快，但使用元件 多。
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四、移位暫存器IC
在現有 IC 中，暫存器的包裝種類非常多， 但其工作情形不外乎上述的串列輸入串列輸出 （SISO）、串列輸入並列輸出（SIPO），並列 輸入並列輸出（ PIPO ），並列輸入串列輸出 （PISO）等四種，如編號74164 為具有 SISO 與 SIPO 功能的八位元移位暫存器 IC，74165 為具 有 SISO 與 PISO 功能的八位元移位暫存器 IC， 其中 74198 為具有 SISO 、 SIPO 、 PISO 、 PIPO 與左、右移位的八位元移位暫存器 IC，因兼具 各項特性，故稱為通用暫存器。
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(2) 依資料輸入、輸出方式區分：
(1)串列輸入串列輸出（SISO，Serial In
Serial Out）移位暫存器。
(2)串列輸入並列輸出（SIPO，Serial In Parallel Out）移位暫存器。 (3)並列輸入串列輸出（PISO，Parallel In Serial Out）移位暫存器。 (4)並列輸入並列輸出（PIPO，Parallel In Parallel Out）移位暫存器。
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8-2 非同步計數器 ………………………………………………………………………….…
一、計數模數2n型之非同步計數器
所謂計數模數 2n 型之非同步計數器乃是利 用 n 個正反器，即可設計具有2n 種狀態（計數 值範圍為 0∼2n－1）的非同步計數器，其中每 一個正反器均具有除二之作用，依其計數類型， 概分為上數型、下數型、上／下數型三種。