9.1图题9.1是用两个555定时器接成的延时报警器。当开关S断开后，经过一定的 延迟时间后，扬声器开始发声。如果在延迟时间内开关S重新闭合，扬声器不会发出声 音。在图中给定参数下，试求延迟时间的具体数值和扬声器发出声音的频率。图中G 是CMOS反相器，输出的高、低电平分别为om=12V,VoL≈0V。 \cc(+12V) RD RD 100ud 1p_ R 5k0 GI 555 0.0uF 0.0F -0.0luF 图题9.5 解：1.工作原理： 图题9.1由两级555电路构成，第一级是施密特触发器，第二级是多谐振荡器。施 密特触发器的输入由R1、C充放电回路和开关S控制，当S闭合时，V=OV,施密特触 发器输出高电平。施密特触发器的输出经反相器去控制多谐振荡器的R端，当施密特触 发器的输出为高电平时，RD-0,多谐振荡器复位，扬声器不会发出声音。当开关S断开 后，R1、C充放电回路开始充电，e随之上升，但在达到，=c之前，施密特触 发器的输出仍为高电平时，R=0,扬声器仍不会发出声音。这一段时间即为延迟时间。 一旦e达到，-'c©，施密特触发器触发翻转，输出低电平，R=l,多谐振荡器工 作，扬声器开始发声报警 2.求延迟时间： 延迟时间由R1、C充放电回路的充电过程决定： Yc=vc()+[vc(0*)-vc()e 将ve(o)='cc=12V c(0*)=0V =R1C代入上式，得： Ye=Vcc(l-e7aG) m时，e一c代入上式。整理得廷迟时间： 4=R1Cln3≈1.1R1C=1.1×10+10×106=11S 扬声器发声频事：/-07R+2RG07x15×10x01x10*095Mt
9.1 图题 9.1 是用两个 555 定时器接成的延时报警器。当开关 S 断开后，经过一定的 延迟时间后，扬声器开始发声。如果在延迟时间内开关 S 重新闭合，扬声器不会发出声 音。在图中给定参数下，试求延迟时间的具体数值和扬声器发出声音的频率。图中 G1 是 CMOS 反相器，输出的高、低电平分别为 VOH=12V，VOL≈0V。 C 7 RD 5 V 1 C C 6 0.01 2 v 4 C v 555 8 I1 3 v I2 C 7 C C R2 RD 5 V 1 C C 6 R 0.01 v 2 3 v 4 C 555 O v 8 I1 3 V v I2 R1 S 1 G1 100μF μF μF (+12V) 1 2 1MΩ 5kΩ 5kΩ 10μF 0.01μF 图题 9.5 解：1.工作原理： 图题 9.1 由两级 555 电路构成，第一级是施密特触发器，第二级是多谐振荡器。施 密特触发器的输入由 R1、C1 充放电回路和开关 S 控制，当 S 闭合时，VC=0V，施密特触 发器输出高电平。施密特触发器的输出经反相器去控制多谐振荡器的 RD 端，当施密特触 发器的输出为高电平时，RD=0，多谐振荡器复位，扬声器不会发出声音。当开关 S 断开 后，R1、C1 充放电回路开始充电，VC 随之上升，但在达到 T CC 3 2 V + = V 之前，施密特触 发器的输出仍为高电平时，RD=0，扬声器仍不会发出声音。这一段时间即为延迟时间。 一旦 VC 达到 T CC 3 2 V + = V ，施密特触发器触发翻转，输出低电平，RD=1，多谐振荡器工 作，扬声器开始发声报警。 2.求延迟时间： 延迟时间由 R1、C1 充放电回路的充电过程决定： t v v v v e − + = () + [ (0 ) − ()] C C C C 将 vC () =VCC =12V (0 ) C + v =0V =R1C1 代入上式，得： (1 ) 1 1 C CC R C t v V e − = − t=t1 时， C CC 3 2 v = V 代入上式，整理得延迟时间： t1= R1C1ln3≈1.1 R1C1=1.1×106+10×10-6=11S 扬声器发声频率： 0.95MHz 0.7 15 10 0.01 10 1 0.7( 2 ) 1 3 6 2 3 2 = + = − R R C f
9.2图题92所示电路是由两个555定时器构成的频率可调而脉宽不变的方波发生 器，试说明其工作原理：确定频率变化的范围和输出脉宽：解释二极管D在电路中的作 用。 11 5 555 -0.0luF 0.0u 图题9.2 解：1工作原理： 第一级555定时器构成多谐振荡器，第二级构成单稳态触发器，第一级的输出脉冲 信号作为第二级电路的输入触发信号，使第二级输出。的频率与多谐振荡器输出信号的 频率相同，所以调节可变电阻R,就可以改变o的频率。但%的脉宽是由单稳的参数 决定的，因单稳的参数不变，所以6的脉宽不变。于是，就可以得到频率可调而脉宽不 变的脉冲波了。 2.确定频率变化的范围和输出脉宽： %的频率变化范围为：07K+R,+2R,)G07R+2R,G 1 输出脉宽： fpo=1.IRs C3 3.二极管D在电路中的作用： 二极管D在电路中起限幅作用，避免过大的电压加于单稳的输入端，以保护定时器 的安全。 9.3图题9.3为一心律失常报警电路，图中m是经过放大后的心电信号，其幅值 nm=4V。 (1)对应n分别画出图中%1、%2、三点的电压波形： (2)说明电路的组成及工作原理
2 9.2 图题 9.2 所示电路是由两个 555 定时器构成的频率可调而脉宽不变的方波发生 器，试说明其工作原理；确定频率变化的范围和输出脉宽；解释二极管 D 在电路中的作 用。 C RD 5 V 1 C C 6 0.01 2 4 555 v 8 I1 3 v I2 C C C RD 5 V 1 R C C 0.01 5 v 4 C 555 8 3 V μF μF 6 7 R4 D 2 vO R1 R3 R2 7 1 C2 3 A B 图题 9.2 解：1.工作原理： 第一级 555 定时器构成多谐振荡器，第二级构成单稳态触发器，第一级的输出脉冲 信号作为第二级电路的输入触发信号，使第二级输出 VO 的频率与多谐振荡器输出信号的 频率相同，所以调节可变电阻 R1，就可以改变 VO 的频率。但 VO 的脉宽是由单稳的参数 决定的，因单稳的参数不变，所以 VO 的脉宽不变。于是，就可以得到频率可调而脉宽不 变的脉冲波了。 2. 确定频率变化的范围和输出脉宽： VO 的频率变化范围为： 1 2 3 1 2 3 1 0.7( 2 ) 1 ~ 0.7( 2 ) 1 R + R + R C R + R C 输出脉宽： tpo=1.1R5 C3 3. 二极管 D 在电路中的作用： 二极管 D 在电路中起限幅作用，避免过大的电压加于单稳的输入端，以保护定时器 的安全。 9.3 图题 9.3 为一心律失常报警电路，图中 vI 是经过放大后的心电信号，其幅值 vIm=4V。 （1）对应 vI分别画出图中 vo1、vo2、vo 三点的电压波形； （2）说明电路的组成及工作原理
CC(+5V 图题9.3 解：(1)对应n分别画出图题9.3中%1、o2、%三点的电压波形如图T9.3(a)示。 图T9.3(a) (2)电路的组成及工作原理： 第一级555定时器构成施密特触发器，将心律信号整形为脉冲信号：第二级555定时 器构成可重复触发的单稳态触发器，也称为失落脉冲捡出电路。当心律正常时，V。!的频 率较高，周期较短，使得e不能充电至c,所以。：始终为高电平，。始终为低电 平，发光二极管D1亮，D2不亮，表示心律正常：当心律异常时，脉冲间隔拉大，的 的周期加长，可使k充电至号cc,6:变为低电平，%变为高电平，发光二极管D
3 1 2 6 555 I v 5 7 VC C(+5V) 8 4 3 vO1 v I 8 3 (+5V) 4 VC C 7 O2 555 1 2 5 6 v 1 vO R C T D1 D2 图题 9.3 解：（1）对应 vI分别画出图题 9.3 中 vo1、vo2、vo 三点的电压波形如图 T9.3（a）示。 VI T+ V T- V Vo 1 VC 2 3 VCC Vo 2 Vo 图 T9.3(a) （2）电路的组成及工作原理： 第一级 555 定时器构成施密特触发器，将心律信号整形为脉冲信号；第二级 555 定时 器构成可重复触发的单稳态触发器，也称为失落脉冲捡出电路。当心律正常时，Vo1 的频 率较高，周期较短，使得 VC不能充电至 CC 3 2 V ，所以 Vo2 始终为高电平，Vo 始终为低电 平，发光二极管 D1 亮，D2 不亮，表示心律正常；当心律异常时，脉冲间隔拉大，Vo1 的 的周期加长，可使 VC 充电至 CC 3 2 V ， Vo2 变为低电平，Vo 变为高电平，发光二极管 D2
亮，D1不亮，表示心律失常。 9.4图题9.4所示，555构成的施密特触发器，当输入信号为图示周期性心电波形时， 试画出经施密特触发器整形后的输出电压波形 图题9.4 经施密特触发器整形后的输出电压波形如图T9.4(a)示。 图T9.4(a) 9.5图题9.5所示电路为一个回差可调的施密特触发电路，它是利用射击跟随器的发 射极电阻来调节回差的。试求： (1)分析电路的工作原理： (2)当Re1在50~100Q的范围内变动时，回差电压的变化范围
4 亮，D1 不亮，表示心律失常。 9.4 图题 9.4 所示，555 构成的施密特触发器，当输入信号为图示周期性心电波形时， 试画出经施密特触发器整形后的输出电压波形。 v 1 2 555 I 6 5 7 4 VC C(+5V) 8 3 vO I v vO 图题 9.4 经施密特触发器整形后的输出电压波形如图 T9.4（a）示。 V V I o T+ V T- V 图 T9.4（a） 9.5 图题 9.5 所示电路为一个回差可调的施密特触发电路，它是利用射击跟随器的发 射极电阻来调节回差的。试求： （1）分析电路的工作原理； （2）当 Re1 在 50～100Ω的范围内变动时，回差电压的变化范围
图T9.5 图题9.5的电路是利用射极跟随器的射极电阻来改变回差电压的施密特触发器。 设R:两端的电压为V2,三极管发射极对地的电压为V。,门电路的转折电压为 当足够低时，2<，S-0,<,R=1,o2为高电平，Vo1为低电平。当上 升至使e≥时，S由0转向l,而Va仍小于，所以R仍为1，这时Vo2、1仍维 持原来的状态。只有当2也升至h时，R由1转向0，触发器发生翻转，V1变为高电 平，变为低电平，这时对应的巧为上限触发电平，显然，一之（风+）+医。 当下降，使Ve2降至时，R又由0回到1，而而V.仍大于V血，所以S仍为1， 这时V、V。1仍维持前述的状态，Vo1为高电平，o2为低电平。只有当V也降至h时， S才由1转向0，触发器发生又一次翻转，V2回到高电平，%回到低电平。这时对应的 为下限触发电平-，显然-=h+E。 电路的回差电压=。-.一光 当R在50一100Q的范围内变动时，回差电压的变化范围为)。~Vh。 描述此施密特触发器工作原理的波形如图T9.5(a)
5 VI t T+ V T- V Vo 1 t t Vo 2 图 T9.5 图题 9.5 的电路是利用射极跟随器的射极电阻来改变回差电压的施密特触发器。 设 Re2 两端的电压为 Ve2，三极管发射极对地的电压为 Ve，门电路的转折电压为 Vth。 当 VI足够低时，Ve2<Vth，S=0，Ve<Vth，R=1，Vo2 为高电平，Vo1 为低电平。当 VI上 升至使 Ve≥Vth 时，S 由 0 转向 1，而 Ve2 仍小于 Vth，所以 R 仍为 1，这时 Vo2、 Vo1 仍维 持原来的状态。只有当 Ve2 也升至 Vth 时，R 由 1 转向 0，触发器发生翻转，Vo1 变为高电 平，Vo2 变为低电平。这时对应的 VI为上限触发电平 VT+，显然 e1 e2 BE e2 th T (R R ) V R V V + = + + 。 当 VI下降，使 Ve2 降至 Vth 时，R 又由 0 回到 1，而而 Ve仍大于 Vth，所以 S 仍为 1， 这时 Vo2、 Vo1 仍维持前述的状态，Vo1 为高电平，Vo2 为低电平。只有当 Ve也降至 Vth 时， S 才由 1 转向 0，触发器发生又一次翻转，Vo2 回到高电平，Vo1 回到低电平。这时对应的 VI为下限触发电平 VT－，显然 VT－=Vth+VBE。 电路的回差电压 th e2 e1 T V R R V =VT + −VT − = 当 Re1 在 50～100Ω的范围内变动时，回差电压的变化范围为 th ~ th 2 1 V V 。 描述此施密特触发器工作原理的波形如图 T9.5(a)