2.3 脉冲波形发生电路

2.3.1 555定时器构成多谐振荡器

多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源以后，不需要外加触发信号，便能自动产生矩形脉冲。新建原理图工程，将工程命名为“波形”，进入电路绘制界面，将555定时器等元件放置在图纸上，由555定时器构成的多谐振荡器基本电路如图2-3-1所示。根据图2-3-1右侧公式计算出多谐振荡器的振荡周期T、振荡频率f及占空比D。

将Proteus软件右侧工具栏“INSTRUMENTS”中的示波器放置在图纸上，并将示波器通道A的引脚连接到555定时器的输出引脚3上，如图2-3-2所示。执行→命令进行仿真，示波器波形如图2-3-3所示。

适当改变电阻R2的阻值，将其设为20kΩ，如图2-3-4所示。执行→命令进行仿真，示波器波形如图2-3-5所示，可见占空比有所增大。

使用滑动变阻器RV1代替电阻R2，将示波器通道B引脚连接到555定时器的引脚6上。执行→命令进行仿真，将RV1阻值设为80%，如图2-3-6所示，示波器波形如图2-3-7所示。

将RV1阻值设为65%，如图2-3-8所示，示波器波形如图2-3-9所示。

将RV1阻值设为40%，如图2-3-10所示，示波器波形如图2-3-11所示。

小提示

◎ 在元件库中搜索“555”关键字，即可找到555定时器。

◎ 在元件库中搜索“POT-HG”关键字，即可找到滑动变阻器。

◎ 扫描右侧二维码可观看多谐振荡器的仿真结果。

2.3.2 555定时器构成单稳态触发器

单稳态触发器具有稳态和暂稳态两个不同的工作状态，并且在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间后，再返回稳态。单稳态触发器的暂稳态通常都是靠RC电路的充放电过程来维持的。在“波形”工程中，将555定时器放置在图纸上，由555定时器构成的单稳态触发器基本电路如图2-3-12所示。根据图2-3-12右侧公式计算出单稳态触发器的输出脉冲宽度tw。

将Proteus软件右侧工具栏“GENERATORS”中的DPULSE信号发生器放置在图纸上，并连接到555定时器的引脚2上。双击DPULSE信号发生器，进入“Digital Pulse Generator Properties”对话框，如图2-3-13所示，设置DPULSE信号发生器的具体参数。将“Pulse Polarity”设为“Negative（High-Low-High）Pulse”，将“Start Time（Secs）”设为“5”，将“Pulse Width（Secs）”设为“500m”。

执行→命令，进行仿真，未接收到触发脉冲时，可见发光二极管D1点亮，如图2-3-14所示。仿真持续几秒后，DPULSE信号发生器发出一个脉冲，再过几秒钟，发光二极管D1熄灭，如图2-3-15所示。

小提示

◎ 在元件库中搜索“led”关键字，即可找到发光二极管。

◎ 扫描右侧二维码可观看单稳态触发器的仿真结果。

2.3.3 555定时器构成施密特触发器

施密特触发器是脉冲波形变换中常用的电路。利用施密特触发器状态转化过程中的正反馈作用，可以将边沿变换缓慢的周期性信号变换为矩形脉冲信号。在“波形”工程中，将555定时器放置在图纸上，由555定时器构成的施密特触发器基本电路如图2-3-16所示。

将Proteus软件右侧工具栏“GENERATORS”中的SINE信号发生器放置在图纸上，并连接到555定时器的引脚6上，如图2-3-17所示。双击SINE信号发生器，进入“Sine Generator Properties”对话框，设置SINE信号发生器的具体参数，将“Amplitude”设为“5”，如图2-3-18所示。

将Proteus软件右侧工具栏“INSTRUMENTS”中的示波器放置在图纸上，并将示波器通道A的引脚连接到555定时器的输出引脚3上，将示波器通道B的引脚连接到555定时器的输出引脚6上，如图2-3-19所示。

执行→命令，进行仿真。示波器波形如图2-3-20所示。可见输入的正弦波经施密特触发器后变为矩形波。

小提示

◎ 调节示波器按钮后，方可观察到波形。

◎ 扫描右侧二维码可观看施密特触发器的仿真结果。