数字逻辑电路李中发 制作中国水利水电出版社第 11章 脉冲信号的产生与整形学习要点
掌握由 555定时器构成单稳态触发器,
多谐振荡器 和 施密特触发器的方法 。
理解 555定时器的工作原理及逻辑功能 。
了解由门电路组成的单稳态触发器,多谐振荡器 和 施密特触发器的工作原理 。
了解集成单稳态触发器 和 施密特电路的原理及使用 。
第 11章 脉冲信号的产生与整形
11.2 由门电路构成的单稳态触发器
11.3 由门电路构成的多谐振荡器
11.4 由门电路构成的施密特触发器退出
11.1 555定时器及其应用
11.1 555定时器及其应用
11.1.1 555定时器的结构和工作原理
7
1
CO
TH
TR
+ U
CC
u
o
5k Ω
5k Ω
5k Ω
V
2
6
5
8 4
3
R
∞
+
－
+A
1
∞
+
－
+A
2
D
Q
QR
D
S
D
低 电平触发端高 电平触发端电压控制端复位端低 电平有效放电端
4.5～ 16V
7
1
CO
TH
TR
+ U
CC
u
o
5k Ω
5k Ω
5k Ω
V
2
6
5
8 4
3
R
∞
+
－
+A
1
∞
+
－
+A
2
D
Q
QR
D
S
D
0
0
1
① R=0时,Q=1,Q=0,uo=0,V导通。
7
1
CO
TH
TR
+ U
CC
u
o
5k Ω
5k Ω
5k Ω
V
2
6
5
8 4
3
R
∞
+
－
+A
1
∞
+
－
+A
2
D
Q
QR
D
S
D
① R=0时,Q=1,Q=0,uo=0,V饱和导通。
② R=1,UTH＞ 2UCC/3,UTR＞ UCC/3时,RD=0,SD=1，
Q=1,Q=0,uo=0,V饱和导通。
＞ 2UCC/3
＞ UCC/3
0 0
1 1
7
1
CO
TH
TR
+ U
CC
u
o
5k Ω
5k Ω
5k Ω
V
2
6
5
8 4
3
R
∞
+
－
+A
1
∞
+
－
+A
2
D
Q
QR
D
S
D
① R=0时,Q=1,Q=0,uo=0,V饱和导通。
② R=1,UTH＞ 2UCC/3,UTR＞ UCC/3时,RD=0,SD=1，
Q=1,Q=0,uo=0,V饱和导通。
＜ 2UCC/3
＞ UCC/3
1 0
01
③ R=1,UTH＜ 2UCC/3,UTR＞ UCC/3时,RD=1,SD=1，
Q,Q不变,uo不变,V状态不变。
1
1
7
1
CO
TH
TR
+ U
CC
u
o
5k Ω
5k Ω
5k Ω
V
2
6
5
8 4
3
R
∞
+
－
+A
1
∞
+
－
+A
2
D
Q
QR
D
S
D
① R=0时,Q=1,Q=0,uo=0,V饱和导通。
② R=1,UTH＞ 2UCC/3,UTR＞ UCC/3时,RD=0,SD=1，
Q=1,Q=0,uo=0,V饱和导通。
＜ 2UCC/3
＜ UCC/3
1 1
0 0
③ R=1,UTH＜ 2UCC/3,UTR＞ UCC/3时,RD=1,SD=1，
Q,Q不变,uo不变,V状态不变。
④ R=1,UTH＜ 2UCC/3,UTR＜ UCC/3时,RD=1,SD=0，
Q=0,Q=1,uo=1,V截止。
11.1.2 单稳态触发器
2 U
CC
/3
C
R
u
i
8 4
7 3
6 55 5
2 5
1
0.0 1 μ F
u
o
U
CC
u
i
u
o
t
tt
P
0
0
(a ) 电路 (b ) 工作波形
u
c
t
0
输出脉冲宽度 t p 。
t p ≈ 1,1 RC
2 U
CC
/3
C
R
u
i
8 4
7 3
6 555
2 5
1
0.01 μ F
u
o
U
CC
u
i
u
o
t
tt
P
0
0
u
c
t
0
接通 UCC后瞬间,UCC通过 R对 C充电,当 uc上升到 2UCC/3时,
比较器 A1输出为 0,将触发器置 0,uo＝ 0。 这时 Q=1,放电管 V导通,C通过 V放电,电路进入稳态 。
ui到来时,因为 ui＜ UCC/3,使 A2＝ 0,触发器置 1,uo又由 0变为 1,电路进入暂稳态 。 由于此时 Q=0,放电管 V截止,UCC经 R对
C充电 。 虽然此时触发脉冲已消失,比较器 A2的输出变为 1,但充电继续进行,直到 uc上升到 2UCC/3时,比较器 A1输出为 0,将触发器置 0,电路输出 uo＝ 0,V导通,C放电,电路恢复到稳定状态 。
u
o
&
u
i
u
A
u '
o
( a ) 电路示意图 ( b ) 波形图单稳态触发器
u
o
u '
o
u
i
u
A
t
p
单稳态触发器的应用
u i
u o t p
延迟与定时整形
C
R
1
u
c
8 4
7 3
6 55 5
2 5
1
0.01 μ F
u
o
U
CC
R
2
u
c
u
o
t
t
t
P1
t
P2
0
U
CC
/ 3
2 U
CC
/ 3
0
(a ) 电路 (b ) 工作波形接通 UCC后,UCC经 R1和 R2对 C充电 。 当 uc上升到 2UCC/3时,uo=0，
V导通,C通过 R2和 T放电,uc下降 。 当 uc下降到 UCC/3时,uo又由 0
变为 1,V截止,UCC又经 R1和 R2对 C充电 。 如此重复上述过程,在输出端 uo产生了连续的矩形脉冲 。
11.1.3 无稳态触发器
C
R
1
u
c
8 4
7 3
6 555
2 5
1
0.01 μ F
u
o
U
CC
R
2
u
c
u
o
t
t
t
P1
t
P2
0
U
CC
/ 3
2 U
CC
/ 3
0
第一个暂稳态的脉冲宽度 t p1,即 u c 从 U CC /3 充电上升到 2U CC /3 所需的时间：
t p1 ≈ 0,7 ( R 1 + R 2 ) C
第二个暂稳态的脉冲宽度 t p2,即 u c 从 2U CC /3 放电下降到 U CC /3 所需的时间：
t p2 ≈ 0,7 R 2 C
振荡周期,T ＝ t p1 ＋ t p2 ≈ 0,7 ( R 1 ＋ 2 R 2 ) C
C
1
R
1
u
o1
8 4
7 3
6 555 Ⅰ
2 5
1
0.01 μ F
u
o1
U
CC
R
2
(a ) 电路
(b) 工作波形
C
2
R
3
u
o2
8 4
7 3
6 555 Ⅱ
2 5
1
0.01 μ F
u
o2
R
4
C
无稳态触发器的应用：
模拟声响电路将振荡器 Ⅰ 的输出电压 uo1，接到振荡器 Ⅱ 中 555定时器的复位端（ 4脚），当 uo1为高电平时振荡器 Ⅱ 振荡，为低电平时
555定时器复位，振荡器 Ⅱ 停止震荡。
R
u
i
8 4
6 7
55 5 3
2 5
1
u
o1
+ U
CC
u
i
u
o
t
t
0
0
(a ) 电路 (b ) 工作波形
+ U
C C 1
u
o
u
CO
U
T+
U
T －
2 U
CC
/ 3
U
CC
/ 3
控制电压调节回差
（ 1 ） 0?iu 时,R D =1,S D =0,触发器置 1,即 1?Q,0?Q,u o1 ＝
u o ＝ 1 。 u i 升高时，在未到达 2U CC /3 以前,u o1 ＝ u o ＝ 1 的状态不会改变。
11.1.4 施密特触发器
R
u
i
8 4
6 7
55 5 3
2 5
1
u
o1
+ U
CC
u
i
u
o
t
t
0
0
(a ) 电路 (b ) 工作波形
+ U
C C 1
u
o
u
CO
U
T+
U
T －
2 U
CC
/ 3
U
CC
/ 3
控制电压调节回差
（ 1 ） 0?iu 时,R D =1,S D =0,触发器置 1,即 1?Q,0?Q,u o1 ＝
u o ＝ 1 。 u i 升高时，在未到达 2U CC /3 以前,u o1 ＝ u o ＝ 1 的状态不会改变。
（ 2 ） u i 升高到 2U CC /3 时，比较器 A 1 输出跳变为 0,A 2 输出为 1,触发器置
0,即跳变到 0?Q,1?Q,u o1,u o 也随之跳变到 0 。此后,u i 继续上升到最大值，然后再降低，但在未降低到 U CC /3 以前,0o1?u,0o?u 的状态不会改变。
R
u
i
8 4
6 7
55 5 3
2 5
1
u
o1
+ U
CC
u
i
u
o
t
t
0
0
(a ) 电路 (b ) 工作波形
+ U
C C 1
u
o
u
CO
U
T+
U
T －
2 U
CC
/ 3
U
CC
/ 3
控制电压调节回差
（ 1 ） 0?iu 时,R D =1,S D =0,触发器置 1,即 1?Q,0?Q,u o1 ＝
u o ＝ 1 。 u i 升高时，在未到达 2U CC /3 以前,u o1 ＝ u o ＝ 1 的状态不会改变。
（ 2 ） u i 升高到 2U CC /3 时，比较器 A 1 输出跳变为 0,A 2 输出为 1,触发器置
0,即跳变到 0?Q,1?Q,u o1,u o 也随之跳变到 0 。此后,u i 继续上升到最大值，然后再降低，但在未降低到 U CC /3 以前,0o1?u,0o?u 的状态不会改变。
（ 3 ） u i 下降到 U CC /3 时，比较器 A 1 输出为 1,A 2 输出跳变为 0,触发器置 1,即跳变到 1?Q,0?Q,u o1,u o 也随之跳变到 1 。此后,u i 继续下降到
0,但 1o1?u,1o?u 的状态不会改变。
施密特触发器的应用
C M O S
M O C 等正弦波振荡器
1
1
( a ) 慢输入波形的 TTL 系统接口 ( b ) 整形电路的输入、输出波形输入输出
U T+
U T
－
1
输入输出
U T+
U T
－
( c ) 幅度鉴别的输入、输出波形
( d ) 多谐振荡器
C
R
u c
u' o
u o
11.2 由门电路构成的单稳态触发器
u
i
C
u
A
≥ 1
( a ) 电路
( b ) 波形
u
o2
R
G
1
G
2
u
o1
V
DD
u
i
u
o1
u
A
u
o2
t
t
t
t
V
DD
V
DD
0
0
0
0
t
P
≥ 1
（ 1） 没有触发信号时电路工作在稳态当没有触发信号时,ui为低电平 。 因为门 G2的输入端经电阻 R接至 VDD,VA为高电平,因此 uo2为低电平；门 G1的两个输入均为 0，
其输出 uo1为高电平,电容 C两端的电压接近为 0。 这是电路的稳态,在触发信号到来之前,电路一直处于这个状态,uo1＝ 1,uo2
＝ 0。
0 01 1
11.2.1 微分型单稳态触发器
u
i
C
u
A
≥ 1
( a ) 电路
( b ) 波形
u
o2
R
G
1
G
2
u
o1
V
DD
u
i
u
o1
u
A
u
o2
t
t
t
t
V
DD
V
DD
0
0
0
0
t
P
≥ 1
1 10
（ 2） 外加触发信号使电路由稳态翻转到暂稳态当正触发脉冲 ui到来时,门 G1输出 uo1由 1变为 0。 由于电容电压不能跃变,uA也随之跳变到低电平,使门 G2的输出 uO2变为 1。 这个高电平反馈到门 G1的输入端,此时即使 ui的触发信号撤除,仍能维持门 G1的低电平输出 。 但是电路的这种状态是不能长久保持的,
所以称为暂稳态 。 暂稳态时,uo1＝ 0,uo2＝ 1。
u
i
C
u
A
≥ 1
( a ) 电路
( b ) 波形
u
o2
R
G
1
G
2
u
o1
V
DD
u
i
u
o1
u
A
u
o2
t
t
t
t
V
DD
V
DD
0
0
0
0
t
P
≥ 1
0 01 1
（ 3） 电容充电使电路由暂稳态自动返回到稳态在暂稳态期间,VDD经 R和 G1的导通工作管对 C充电,随着充电的进行,C上的电荷逐渐增多,使 uA升高 。 当 uA上升到阈值电压 UT
时,G2的输出 uo2由 1变为 0。 由于这时 G1输入触发信号已经过去,
G1的输出状态只由 uo2决定,所以 G1又返回到稳定的高电平输出 。
uA随之向正方向跳变,加速了 G2的输出向低电平变化 。 最后使电路退出暂稳态而进入稳态,此时 uo1＝ 1,uo2＝ 0。
脉冲宽度,tp=0.7RC
u
i
C
u
A
≥ 1 ≥ 1
u
o2
R
G
1
G
2
u
o1
V
DD
C
1
R
1
电路的改进当 ui的宽度很宽时,可在单稳态触发器的输入端加一个
RC微分电路,否则,在电路由暂稳态返回到稳态时,
由于门 G1被 ui封住了,会使 uo2的下降沿变缓 。
u
A
u
o2
u
i
C
≥ 1
≥ 1
(a ) 电路
(b ) 波形
R
G
1 G
2
u
o1
V
DD
u
i
u
o1
u
A
u
o2
t
t
t
t
V
DD
V
T
0
0
0
0
t
P
稳态时,ui＝ 1,G1,G2均导通 。 uo1＝ 0,uA＝ 0,uo2＝ 0。
ui负跳变到 0时,G1截止,uo1随之跳变到 1。 由于电容电压不能跃变,uA仍为 0,故门 G2截止,uo2跳变到 1。 在 G1,G2截止时,
C通过 R和 G1的导通管放电,使 uA逐渐上升 。 当 uA上升到管子的开启电压 UT时,如果 ui仍为低电平,G2导通,uo2变为 0。 当 ui回到高电平后,G1导通,C又通过 R和 G1的导通管充电,电路恢复到稳定状态 。
11.2.2 积分型单稳态触发器
(a ) 74121 的引脚排列图
14 13 1 2 1 1 1 0 9 8
74121
1 2 3 4 5 6 7
R
e x t
/ C
e x t
V
CC
NC
NC
C
ex t
R
in
NC
Q NC T R
- Ａ
TR
-B
T R
+
Q G ND
TR-A,TR-B是两个下降沿有效的触发信号输入端,TR+是上升沿有效的触发信号输入端 。 Q和是两个状态互补的输出端 。
Rext/Cext,Cext是外接定时电阻和电容的连接端,外接定时电阻 R
（ R=1.4kΩ～ 40kΩ） 接在 VCC和
Rext/Cext之间,外接定时电容 C
（ C=10pF～ 10μF） 接在 Cext（ 正 ）
和 Rext/Cext之间 。 74121内部已设置了一个 2kΩ的定时电阻,Rin是其引出端,使用时只需将 Rin与
VCC连接起来即可,不用时则应将 Rin开路 。
74121的输出脉冲宽度：
tp≈0.7RC
11.2.3 集成单稳态触发器
14 13 1 2 1 1 1 0 9 8
74122
1 2 3 4 5 6 7
( b) 74 12 2 的引脚排列图
T R
- Ａ
TR
-B
T R
+ A
T R
+ B
R
D
Q
G ND
R
e x t
/ C
e x t
V
CC
NC
C
e x t
NC R
in
Q
TR-A,TR-B是两个下降沿有效的触发信号输入端,TR+A、
TR+B是两个上升沿有效的触发信号输入端 。 Q和是两个状 态 互 补 的 输 出 端 。
Rext/Cext,Cext,Rin3个引出端是供外接定时元件使用的,
外接定时电阻 R（ R=5kΩ～
50kΩ）,电容 C（ 无限制 ）
的接法与 74121相同 。 RD为直接复位输入端,低电平有效 。
当定时电容 C＞ 1000pF时,
74122的输出脉冲宽度：
tp≈0.32RC
11.3 由门电路构成的多谐振荡器
11.3.1 RC环形多谐振荡器能产生矩形脉冲的自激振荡电路叫做多谐振荡器。
0
(a ) 电路图
& &
u
i 1
u
i 2
u
o 2
u
i 3
u
o
R
R
S
C
u
o
( u
i 1
)
u
o2
u
i 3
t
t
t
t
(b) 波形图
0
0
0
G
1
G
2
&
G
3
u
i 2
( u
o1
)
U
T
t
1 t 2 t 3
0
(a ) 电路图
& &
u
i 1
u
i 2
u
o 2
u
i 3
u
o
R
R
S
C
u
o
( u
i 1
)
u
o2
u
i 3
t
t
t
t
(b ) 波形图
0
0
0
G
1
G
2
&
G
3
u
i 2
( u
o1
)
U
T
t
1 t 2 t 3
在 t1时刻,ui1（ uo） 由 0变为 1,于是 uo1（ ui2） 由 1变为 0,uo2由 0变为 1。 由于电容电压不能跃变,故 ui3必定跟随 ui2发生负跳变 。 这个低电平保持 uo为 1,以维持已进入的这个暂稳态 。
在这个暂稳态期间,uo2（ 高电平 ） 通过电阻 R对电容 C充电,使
ui3逐渐上升 。 在 t2时刻,ui3上升到门电路的阈值电压 UT,使 uo
（ ui1） 由 1变为 0,uo1（ ui2） 由 0变为 1,uo2由 1变为 0。 同样由于电容电压不能跃变,故 ui3跟随 ui2发生正跳变 。 这个高电平保持 uo为 0。
至此,第一个暂稳态结束,电路进入第二个暂稳态 。
第一暂稳态及其自动翻转的工作过程
0
(a ) 电路图
& &
u
i 1
u
i 2
u
o 2
u
i 3
u
o
R
R
S
C
u
o
( u
i 1
)
u
o2
u
i 3
t
t
t
t
(b ) 波形图
0
0
0
G
1
G
2
&
G
3
u
i 2
( u
o1
)
U
T
t
1 t 2 t 3
第二暂稳态及其自动翻转的工作过程在 t2时刻,uo2变为低电平,电容 C开始通过电阻 R放电 。 随着放电的进行,ui3逐渐下降 。 在 t3时刻,ui3下降到 UT,使 uo（ ui1） 又由 0变为 1,第二个暂稳态结束,电路返回到第一个暂稳态,又开始重复前面的过程 。
造成振荡器自动翻转的原因是电容 C 的充放电。
振荡周期为,T ≈ 2,2 RC
u
i 1
u
o 1
u
i 2
u
o
0
( a ) 电路图
& &
R
C
u
o
u
i 1
t
t
t
( b ) 波形图
0
0
G
1
G
2
u
i 2
( u
o1
)
U
T
t
1 t 2 t 3
在 t1时刻,uo由 0变为 1,由于电容电压不能跃变,故 ui1必定跟随
uo发生正跳变,于是 ui2（ uo1） 由 1变为 0。 这个低电平保持 uo为 1，
以维持已进入的这个暂稳态 。 在这个暂稳态期间,电容 C通过电阻 R放电,使 ui1逐渐下降 。 在 t2时刻,ui1上升到门电路的开启电压 UT,使 uo1（ ui2） 由 0变为 1,uo由 1变为 0。 同样由于电容电压不能跃变,故 ui1跟随 uo发生负跳变,于是 ui2（ uo1） 由 0变为 1。 这个高电平保持 uo为 0。 至此,第一个暂稳态结束,电路进入第二个暂稳态 。
第一暂稳态及其自动翻转的工作过程
11.3.2 CMOS多谐振荡器
u
i 1
u
o 1
u
i 2
u
o
0
( a ) 电路图
& &
R
C
u
o
u
i 1
t
t
t
( b ) 波形图
0
0
G
1
G
2
u
i 2
( u
o1
)
U
T
t
1 t 2 t 3
第二暂稳态及其自动翻转的工作过程在 t2时刻,uo1变为高电平,这个高电平通过电阻 R对电容 C充电 。
随着放电的进行,ui1逐渐上升 。 在 t3时刻,ui1上升到 UT,使 uo
（ ui1） 又由 0变为 1,第二个暂稳态结束,电路返回到第一个暂稳态,又开始重复前面的过程 。
若 U T ＝ 0,5 V DD,振荡周期为：
T ≈ 1,4 RC
& &
R
1
C
2
R
2
C
1
u
o
f
(a ) 石英晶体多谐振荡器 (b) 石英晶体阻抗频率特性
0
X
f
0
电容性电感性电阻 R1,R2的作用是保证两个反相器在静态时都能工作在线性放大区 。 对 TTL反相器,常取 R1＝ R2＝ R＝ 0.7 kΩ～ 2kΩ,而对于 CMOS门,则常取 R1＝ R2＝ R＝ 10kΩ～ 100kΩ； C1＝ C2＝ C
是耦合电容,它们的容抗在石英晶体谐振频率 f0时可以忽略不计；石英晶体构成选频环节 。
振荡频率等于石英晶体的谐振频率 f0。
11.3.3 石英晶体多谐振荡器
& &
R
1
C
2
R
2
C
1
&
f
0
f
1
f
2
f
1 4
f
32 76 8H z 16 38 4H z 81 92 H z 2H z 1H z
C1 C1 C1 C1
FF
1
FF
2
FF
1 4
FF
15
Q
1
Q
2
Q
1 4
Q
15秒信号发生器多谐振荡器分频电路
11.4 由门电路构成的施密特触发器施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适合于数字电路需要的矩形脉冲的电路 。1 &
&
D
u
i
u
o
R
S
(a ) 电路 (b ) 工作波形
u
o
u
i
(V )
U
T+
U
T －
t
t
0
0
1.4
0.7
G
1 G
2
G
3
（ 1 ） u i ＝ 0 时,R ＝ 1,S ＝ 0,u o 为高电平，这是第一种稳态。
0
0
1
1
1
&
&
D
u
i
u
o
R
S
(a ) 电路 (b ) 工作波形
u
o
u
i
(V )
U
T+
U
T －
t
t
0
0
1.4
0.7
G
1 G
2
G
3
0
1
1
1
（ 2 ） u i ＝ U D = 0,7 V 时,R ＝ 1,S ＝ 1,RS 触发器不翻转,u o 仍为高电平，电路仍维持在第一种稳态。
（ 1 ） u i ＝ 0 时,R ＝ 1,S ＝ 0,u o 为高电平，这是第一种稳态。
1
&
&
D
u
i
u
o
R
S
(a ) 电路 (b ) 工作波形
u
o
u
i
(V )
U
T+
U
T －
t
t
0
0
1.4
0.7
G
1 G
2
G
3
1
1
0
0
（ 2 ） u i 上升到 U D = 0,7 V 时,R ＝ 1,S ＝ 1,RS 触发器不翻转,u o 仍为高电平，电路仍维持在第一种稳态。
（ 3 ） u i 继续上升到 U T+ =U T = 1,4V 时,R ＝ 0,S ＝ 1,RS 触发器翻转，
u o 为低电平，这是第二种稳态。电路翻转后 u i 再上升，电路状态不变。
（ 1 ） u i ＝ 0 时,R ＝ 1,S ＝ 0,u o 为高电平，这是第一种稳态。
1
&
&
D
u
i
u
o
R
S
(a ) 电路 (b ) 工作波形
u
o
u
i
(V )
U
T+
U
T －
t
t
0
0
1.4
0.7
G
1 G
2
G
3
0
1
1
0
（ 2 ） u i 上升到 U D = 0,7 V 时,R ＝ 1,S ＝ 1,RS 触发器不翻转,u o 仍为高电平，电路仍维持在第一种稳态。
（ 3 ） u i 继续上升到 U T+ =U T = 1,4V 时,R ＝ 0,S ＝ 1,RS 触发器翻转，
u o 为低电平，这是第二种稳态。电路翻转后 u i 再上升，电路状态不变。
（ 4 ） u i 上升到最大值后下降时，若 u i 下降到 U T,R ＝ 1 。S =1,RS 触发器不翻转，电路仍维持在第二种稳态。
（ 1 ） u i ＝ 0 时,R ＝ 1,S ＝ 0,u o 为高电平，这是第一种稳态。
1
&
&
D
u
i
u
o
R
S
(a ) 电路 (b ) 工作波形
u
o
u
i
(V )
U
T+
U
T －
t
t
0
0
1.4
0.7
G
1 G
2
G
3
（ 1 ） u i ＝ 0 时,R ＝ 1,S ＝ 0,u o 为高电平，这是第一种稳态。
0
0
1
1
（ 2 ） u i 上升到 U D = 0,7 V 时,R ＝ 1,S ＝ 1,RS 触发器不翻转,u o 仍为高电平，电路仍维持在第一种稳态。
（ 3 ） u i 继续上升到 U T+ =U T = 1,4V 时,R ＝ 0,S ＝ 1,RS 触发器翻转，
u o 为低电平，这是第二种稳态。电路翻转后 u i 再上升，电路状态不变。
（ 4 ） u i 上升到最大值后下降时，若 u i 下降到 U T,R ＝ 1 。S =1,RS 触发器不翻转，电路仍维持在第二种稳态。
（ 5 ） u i 继续下降到 U T- =U T -U D = 0,7V 时,R ＝ 1,S ＝ 0,RS 触发器翻转，
u o 为高电平，电路返回到第一种稳态。
u
ou i
(b ) 逻辑符号(a ) 传输特性
u
i
u
o
U
T － U T+
0
下限阈值电压 上限阈值电压回差电压 （ 滞后电压 ）,
ΔUT＝ UT＋ － UT－
前面介绍的施密特触发器的回差电压为：
ΔUT＝ UT＋ － UT－ ＝ UT－ (UT－ UD)＝ UD＝ 0.7V
缺点是回差太小,且不能调整 。
( a ) 4 0 1 0 6 的引脚排列图
14 13 1 2 1 1 1 0 9 8
40106
1 2 3 4 5 6 7
V
DD
4 A
4 Y
5 A
5 Y
6 A
6 Y
1 A 1 Y 2 A 2 Y 3 A 3 Y V
SS
14 13 1 2 1 1 1 0 9 8
4093
1 2 3 4 5 6 7
( b ) 4 0 9 3 的引脚排列图
V
DD
3 A
3 B
3 Y
4 Y
4 B
4 A
1 A 1 B 1 Y 2 Y 2 B 2 A V
SS
( a ) 74 14 的引脚排列图
14 13 1 2 1 1 1 0 9 8
7414
1 2 3 4 5 6 7
V
CC
4 A
4 Y
5 A
5 Y
6 A
6 Y
1 A 1 Y 2 A 2 Y 3 A 3 Y G N D
14 13 1 2 1 1 1 0 9 8
74132
1 2 3 4 5 6 7
( b) 74 13 2 的引脚排列图
V
CC
3 A
3 B
3 Y
4 A
4 B
4 Y
1 A 1 B 1 Y 2 A 2 B 2 Y G N D
集成施密特触发器
掌握由 555定时器构成单稳态触发器,
多谐振荡器 和 施密特触发器的方法 。
理解 555定时器的工作原理及逻辑功能 。
了解由门电路组成的单稳态触发器,多谐振荡器 和 施密特触发器的工作原理 。
了解集成单稳态触发器 和 施密特电路的原理及使用 。
第 11章 脉冲信号的产生与整形
11.2 由门电路构成的单稳态触发器
11.3 由门电路构成的多谐振荡器
11.4 由门电路构成的施密特触发器退出
11.1 555定时器及其应用
11.1 555定时器及其应用
11.1.1 555定时器的结构和工作原理
7
1
CO
TH
TR
+ U
CC
u
o
5k Ω
5k Ω
5k Ω
V
2
6
5
8 4
3
R
∞
+
－
+A
1
∞
+
－
+A
2
D
Q
QR
D
S
D
低 电平触发端高 电平触发端电压控制端复位端低 电平有效放电端
4.5～ 16V
7
1
CO
TH
TR
+ U
CC
u
o
5k Ω
5k Ω
5k Ω
V
2
6
5
8 4
3
R
∞
+
－
+A
1
∞
+
－
+A
2
D
Q
QR
D
S
D
0
0
1
① R=0时,Q=1,Q=0,uo=0,V导通。
7
1
CO
TH
TR
+ U
CC
u
o
5k Ω
5k Ω
5k Ω
V
2
6
5
8 4
3
R
∞
+
－
+A
1
∞
+
－
+A
2
D
Q
QR
D
S
D
① R=0时,Q=1,Q=0,uo=0,V饱和导通。
② R=1,UTH＞ 2UCC/3,UTR＞ UCC/3时,RD=0,SD=1，
Q=1,Q=0,uo=0,V饱和导通。
＞ 2UCC/3
＞ UCC/3
0 0
1 1
7
1
CO
TH
TR
+ U
CC
u
o
5k Ω
5k Ω
5k Ω
V
2
6
5
8 4
3
R
∞
+
－
+A
1
∞
+
－
+A
2
D
Q
QR
D
S
D
① R=0时,Q=1,Q=0,uo=0,V饱和导通。
② R=1,UTH＞ 2UCC/3,UTR＞ UCC/3时,RD=0,SD=1，
Q=1,Q=0,uo=0,V饱和导通。
＜ 2UCC/3
＞ UCC/3
1 0
01
③ R=1,UTH＜ 2UCC/3,UTR＞ UCC/3时,RD=1,SD=1，
Q,Q不变,uo不变,V状态不变。
1
1
7
1
CO
TH
TR
+ U
CC
u
o
5k Ω
5k Ω
5k Ω
V
2
6
5
8 4
3
R
∞
+
－
+A
1
∞
+
－
+A
2
D
Q
QR
D
S
D
① R=0时,Q=1,Q=0,uo=0,V饱和导通。
② R=1,UTH＞ 2UCC/3,UTR＞ UCC/3时,RD=0,SD=1，
Q=1,Q=0,uo=0,V饱和导通。
＜ 2UCC/3
＜ UCC/3
1 1
0 0
③ R=1,UTH＜ 2UCC/3,UTR＞ UCC/3时,RD=1,SD=1，
Q,Q不变,uo不变,V状态不变。
④ R=1,UTH＜ 2UCC/3,UTR＜ UCC/3时,RD=1,SD=0，
Q=0,Q=1,uo=1,V截止。
11.1.2 单稳态触发器
2 U
CC
/3
C
R
u
i
8 4
7 3
6 55 5
2 5
1
0.0 1 μ F
u
o
U
CC
u
i
u
o
t
tt
P
0
0
(a ) 电路 (b ) 工作波形
u
c
t
0
输出脉冲宽度 t p 。
t p ≈ 1,1 RC
2 U
CC
/3
C
R
u
i
8 4
7 3
6 555
2 5
1
0.01 μ F
u
o
U
CC
u
i
u
o
t
tt
P
0
0
u
c
t
0
接通 UCC后瞬间,UCC通过 R对 C充电,当 uc上升到 2UCC/3时,
比较器 A1输出为 0,将触发器置 0,uo＝ 0。 这时 Q=1,放电管 V导通,C通过 V放电,电路进入稳态 。
ui到来时,因为 ui＜ UCC/3,使 A2＝ 0,触发器置 1,uo又由 0变为 1,电路进入暂稳态 。 由于此时 Q=0,放电管 V截止,UCC经 R对
C充电 。 虽然此时触发脉冲已消失,比较器 A2的输出变为 1,但充电继续进行,直到 uc上升到 2UCC/3时,比较器 A1输出为 0,将触发器置 0,电路输出 uo＝ 0,V导通,C放电,电路恢复到稳定状态 。
u
o
&
u
i
u
A
u '
o
( a ) 电路示意图 ( b ) 波形图单稳态触发器
u
o
u '
o
u
i
u
A
t
p
单稳态触发器的应用
u i
u o t p
延迟与定时整形
C
R
1
u
c
8 4
7 3
6 55 5
2 5
1
0.01 μ F
u
o
U
CC
R
2
u
c
u
o
t
t
t
P1
t
P2
0
U
CC
/ 3
2 U
CC
/ 3
0
(a ) 电路 (b ) 工作波形接通 UCC后,UCC经 R1和 R2对 C充电 。 当 uc上升到 2UCC/3时,uo=0，
V导通,C通过 R2和 T放电,uc下降 。 当 uc下降到 UCC/3时,uo又由 0
变为 1,V截止,UCC又经 R1和 R2对 C充电 。 如此重复上述过程,在输出端 uo产生了连续的矩形脉冲 。
11.1.3 无稳态触发器
C
R
1
u
c
8 4
7 3
6 555
2 5
1
0.01 μ F
u
o
U
CC
R
2
u
c
u
o
t
t
t
P1
t
P2
0
U
CC
/ 3
2 U
CC
/ 3
0
第一个暂稳态的脉冲宽度 t p1,即 u c 从 U CC /3 充电上升到 2U CC /3 所需的时间：
t p1 ≈ 0,7 ( R 1 + R 2 ) C
第二个暂稳态的脉冲宽度 t p2,即 u c 从 2U CC /3 放电下降到 U CC /3 所需的时间：
t p2 ≈ 0,7 R 2 C
振荡周期,T ＝ t p1 ＋ t p2 ≈ 0,7 ( R 1 ＋ 2 R 2 ) C
C
1
R
1
u
o1
8 4
7 3
6 555 Ⅰ
2 5
1
0.01 μ F
u
o1
U
CC
R
2
(a ) 电路
(b) 工作波形
C
2
R
3
u
o2
8 4
7 3
6 555 Ⅱ
2 5
1
0.01 μ F
u
o2
R
4
C
无稳态触发器的应用：
模拟声响电路将振荡器 Ⅰ 的输出电压 uo1，接到振荡器 Ⅱ 中 555定时器的复位端（ 4脚），当 uo1为高电平时振荡器 Ⅱ 振荡，为低电平时
555定时器复位，振荡器 Ⅱ 停止震荡。
R
u
i
8 4
6 7
55 5 3
2 5
1
u
o1
+ U
CC
u
i
u
o
t
t
0
0
(a ) 电路 (b ) 工作波形
+ U
C C 1
u
o
u
CO
U
T+
U
T －
2 U
CC
/ 3
U
CC
/ 3
控制电压调节回差
（ 1 ） 0?iu 时,R D =1,S D =0,触发器置 1,即 1?Q,0?Q,u o1 ＝
u o ＝ 1 。 u i 升高时，在未到达 2U CC /3 以前,u o1 ＝ u o ＝ 1 的状态不会改变。
11.1.4 施密特触发器
R
u
i
8 4
6 7
55 5 3
2 5
1
u
o1
+ U
CC
u
i
u
o
t
t
0
0
(a ) 电路 (b ) 工作波形
+ U
C C 1
u
o
u
CO
U
T+
U
T －
2 U
CC
/ 3
U
CC
/ 3
控制电压调节回差
（ 1 ） 0?iu 时,R D =1,S D =0,触发器置 1,即 1?Q,0?Q,u o1 ＝
u o ＝ 1 。 u i 升高时，在未到达 2U CC /3 以前,u o1 ＝ u o ＝ 1 的状态不会改变。
（ 2 ） u i 升高到 2U CC /3 时，比较器 A 1 输出跳变为 0,A 2 输出为 1,触发器置
0,即跳变到 0?Q,1?Q,u o1,u o 也随之跳变到 0 。此后,u i 继续上升到最大值，然后再降低，但在未降低到 U CC /3 以前,0o1?u,0o?u 的状态不会改变。
R
u
i
8 4
6 7
55 5 3
2 5
1
u
o1
+ U
CC
u
i
u
o
t
t
0
0
(a ) 电路 (b ) 工作波形
+ U
C C 1
u
o
u
CO
U
T+
U
T －
2 U
CC
/ 3
U
CC
/ 3
控制电压调节回差
（ 1 ） 0?iu 时,R D =1,S D =0,触发器置 1,即 1?Q,0?Q,u o1 ＝
u o ＝ 1 。 u i 升高时，在未到达 2U CC /3 以前,u o1 ＝ u o ＝ 1 的状态不会改变。
（ 2 ） u i 升高到 2U CC /3 时，比较器 A 1 输出跳变为 0,A 2 输出为 1,触发器置
0,即跳变到 0?Q,1?Q,u o1,u o 也随之跳变到 0 。此后,u i 继续上升到最大值，然后再降低，但在未降低到 U CC /3 以前,0o1?u,0o?u 的状态不会改变。
（ 3 ） u i 下降到 U CC /3 时，比较器 A 1 输出为 1,A 2 输出跳变为 0,触发器置 1,即跳变到 1?Q,0?Q,u o1,u o 也随之跳变到 1 。此后,u i 继续下降到
0,但 1o1?u,1o?u 的状态不会改变。
施密特触发器的应用
C M O S
M O C 等正弦波振荡器
1
1
( a ) 慢输入波形的 TTL 系统接口 ( b ) 整形电路的输入、输出波形输入输出
U T+
U T
－
1
输入输出
U T+
U T
－
( c ) 幅度鉴别的输入、输出波形
( d ) 多谐振荡器
C
R
u c
u' o
u o
11.2 由门电路构成的单稳态触发器
u
i
C
u
A
≥ 1
( a ) 电路
( b ) 波形
u
o2
R
G
1
G
2
u
o1
V
DD
u
i
u
o1
u
A
u
o2
t
t
t
t
V
DD
V
DD
0
0
0
0
t
P
≥ 1
（ 1） 没有触发信号时电路工作在稳态当没有触发信号时,ui为低电平 。 因为门 G2的输入端经电阻 R接至 VDD,VA为高电平,因此 uo2为低电平；门 G1的两个输入均为 0，
其输出 uo1为高电平,电容 C两端的电压接近为 0。 这是电路的稳态,在触发信号到来之前,电路一直处于这个状态,uo1＝ 1,uo2
＝ 0。
0 01 1
11.2.1 微分型单稳态触发器
u
i
C
u
A
≥ 1
( a ) 电路
( b ) 波形
u
o2
R
G
1
G
2
u
o1
V
DD
u
i
u
o1
u
A
u
o2
t
t
t
t
V
DD
V
DD
0
0
0
0
t
P
≥ 1
1 10
（ 2） 外加触发信号使电路由稳态翻转到暂稳态当正触发脉冲 ui到来时,门 G1输出 uo1由 1变为 0。 由于电容电压不能跃变,uA也随之跳变到低电平,使门 G2的输出 uO2变为 1。 这个高电平反馈到门 G1的输入端,此时即使 ui的触发信号撤除,仍能维持门 G1的低电平输出 。 但是电路的这种状态是不能长久保持的,
所以称为暂稳态 。 暂稳态时,uo1＝ 0,uo2＝ 1。
u
i
C
u
A
≥ 1
( a ) 电路
( b ) 波形
u
o2
R
G
1
G
2
u
o1
V
DD
u
i
u
o1
u
A
u
o2
t
t
t
t
V
DD
V
DD
0
0
0
0
t
P
≥ 1
0 01 1
（ 3） 电容充电使电路由暂稳态自动返回到稳态在暂稳态期间,VDD经 R和 G1的导通工作管对 C充电,随着充电的进行,C上的电荷逐渐增多,使 uA升高 。 当 uA上升到阈值电压 UT
时,G2的输出 uo2由 1变为 0。 由于这时 G1输入触发信号已经过去,
G1的输出状态只由 uo2决定,所以 G1又返回到稳定的高电平输出 。
uA随之向正方向跳变,加速了 G2的输出向低电平变化 。 最后使电路退出暂稳态而进入稳态,此时 uo1＝ 1,uo2＝ 0。
脉冲宽度,tp=0.7RC
u
i
C
u
A
≥ 1 ≥ 1
u
o2
R
G
1
G
2
u
o1
V
DD
C
1
R
1
电路的改进当 ui的宽度很宽时,可在单稳态触发器的输入端加一个
RC微分电路,否则,在电路由暂稳态返回到稳态时,
由于门 G1被 ui封住了,会使 uo2的下降沿变缓 。
u
A
u
o2
u
i
C
≥ 1
≥ 1
(a ) 电路
(b ) 波形
R
G
1 G
2
u
o1
V
DD
u
i
u
o1
u
A
u
o2
t
t
t
t
V
DD
V
T
0
0
0
0
t
P
稳态时,ui＝ 1,G1,G2均导通 。 uo1＝ 0,uA＝ 0,uo2＝ 0。
ui负跳变到 0时,G1截止,uo1随之跳变到 1。 由于电容电压不能跃变,uA仍为 0,故门 G2截止,uo2跳变到 1。 在 G1,G2截止时,
C通过 R和 G1的导通管放电,使 uA逐渐上升 。 当 uA上升到管子的开启电压 UT时,如果 ui仍为低电平,G2导通,uo2变为 0。 当 ui回到高电平后,G1导通,C又通过 R和 G1的导通管充电,电路恢复到稳定状态 。
11.2.2 积分型单稳态触发器
(a ) 74121 的引脚排列图
14 13 1 2 1 1 1 0 9 8
74121
1 2 3 4 5 6 7
R
e x t
/ C
e x t
V
CC
NC
NC
C
ex t
R
in
NC
Q NC T R
- Ａ
TR
-B
T R
+
Q G ND
TR-A,TR-B是两个下降沿有效的触发信号输入端,TR+是上升沿有效的触发信号输入端 。 Q和是两个状态互补的输出端 。
Rext/Cext,Cext是外接定时电阻和电容的连接端,外接定时电阻 R
（ R=1.4kΩ～ 40kΩ） 接在 VCC和
Rext/Cext之间,外接定时电容 C
（ C=10pF～ 10μF） 接在 Cext（ 正 ）
和 Rext/Cext之间 。 74121内部已设置了一个 2kΩ的定时电阻,Rin是其引出端,使用时只需将 Rin与
VCC连接起来即可,不用时则应将 Rin开路 。
74121的输出脉冲宽度：
tp≈0.7RC
11.2.3 集成单稳态触发器
14 13 1 2 1 1 1 0 9 8
74122
1 2 3 4 5 6 7
( b) 74 12 2 的引脚排列图
T R
- Ａ
TR
-B
T R
+ A
T R
+ B
R
D
Q
G ND
R
e x t
/ C
e x t
V
CC
NC
C
e x t
NC R
in
Q
TR-A,TR-B是两个下降沿有效的触发信号输入端,TR+A、
TR+B是两个上升沿有效的触发信号输入端 。 Q和是两个状 态 互 补 的 输 出 端 。
Rext/Cext,Cext,Rin3个引出端是供外接定时元件使用的,
外接定时电阻 R（ R=5kΩ～
50kΩ）,电容 C（ 无限制 ）
的接法与 74121相同 。 RD为直接复位输入端,低电平有效 。
当定时电容 C＞ 1000pF时,
74122的输出脉冲宽度：
tp≈0.32RC
11.3 由门电路构成的多谐振荡器
11.3.1 RC环形多谐振荡器能产生矩形脉冲的自激振荡电路叫做多谐振荡器。
0
(a ) 电路图
& &
u
i 1
u
i 2
u
o 2
u
i 3
u
o
R
R
S
C
u
o
( u
i 1
)
u
o2
u
i 3
t
t
t
t
(b) 波形图
0
0
0
G
1
G
2
&
G
3
u
i 2
( u
o1
)
U
T
t
1 t 2 t 3
0
(a ) 电路图
& &
u
i 1
u
i 2
u
o 2
u
i 3
u
o
R
R
S
C
u
o
( u
i 1
)
u
o2
u
i 3
t
t
t
t
(b ) 波形图
0
0
0
G
1
G
2
&
G
3
u
i 2
( u
o1
)
U
T
t
1 t 2 t 3
在 t1时刻,ui1（ uo） 由 0变为 1,于是 uo1（ ui2） 由 1变为 0,uo2由 0变为 1。 由于电容电压不能跃变,故 ui3必定跟随 ui2发生负跳变 。 这个低电平保持 uo为 1,以维持已进入的这个暂稳态 。
在这个暂稳态期间,uo2（ 高电平 ） 通过电阻 R对电容 C充电,使
ui3逐渐上升 。 在 t2时刻,ui3上升到门电路的阈值电压 UT,使 uo
（ ui1） 由 1变为 0,uo1（ ui2） 由 0变为 1,uo2由 1变为 0。 同样由于电容电压不能跃变,故 ui3跟随 ui2发生正跳变 。 这个高电平保持 uo为 0。
至此,第一个暂稳态结束,电路进入第二个暂稳态 。
第一暂稳态及其自动翻转的工作过程
0
(a ) 电路图
& &
u
i 1
u
i 2
u
o 2
u
i 3
u
o
R
R
S
C
u
o
( u
i 1
)
u
o2
u
i 3
t
t
t
t
(b ) 波形图
0
0
0
G
1
G
2
&
G
3
u
i 2
( u
o1
)
U
T
t
1 t 2 t 3
第二暂稳态及其自动翻转的工作过程在 t2时刻,uo2变为低电平,电容 C开始通过电阻 R放电 。 随着放电的进行,ui3逐渐下降 。 在 t3时刻,ui3下降到 UT,使 uo（ ui1） 又由 0变为 1,第二个暂稳态结束,电路返回到第一个暂稳态,又开始重复前面的过程 。
造成振荡器自动翻转的原因是电容 C 的充放电。
振荡周期为,T ≈ 2,2 RC
u
i 1
u
o 1
u
i 2
u
o
0
( a ) 电路图
& &
R
C
u
o
u
i 1
t
t
t
( b ) 波形图
0
0
G
1
G
2
u
i 2
( u
o1
)
U
T
t
1 t 2 t 3
在 t1时刻,uo由 0变为 1,由于电容电压不能跃变,故 ui1必定跟随
uo发生正跳变,于是 ui2（ uo1） 由 1变为 0。 这个低电平保持 uo为 1，
以维持已进入的这个暂稳态 。 在这个暂稳态期间,电容 C通过电阻 R放电,使 ui1逐渐下降 。 在 t2时刻,ui1上升到门电路的开启电压 UT,使 uo1（ ui2） 由 0变为 1,uo由 1变为 0。 同样由于电容电压不能跃变,故 ui1跟随 uo发生负跳变,于是 ui2（ uo1） 由 0变为 1。 这个高电平保持 uo为 0。 至此,第一个暂稳态结束,电路进入第二个暂稳态 。
第一暂稳态及其自动翻转的工作过程
11.3.2 CMOS多谐振荡器
u
i 1
u
o 1
u
i 2
u
o
0
( a ) 电路图
& &
R
C
u
o
u
i 1
t
t
t
( b ) 波形图
0
0
G
1
G
2
u
i 2
( u
o1
)
U
T
t
1 t 2 t 3
第二暂稳态及其自动翻转的工作过程在 t2时刻,uo1变为高电平,这个高电平通过电阻 R对电容 C充电 。
随着放电的进行,ui1逐渐上升 。 在 t3时刻,ui1上升到 UT,使 uo
（ ui1） 又由 0变为 1,第二个暂稳态结束,电路返回到第一个暂稳态,又开始重复前面的过程 。
若 U T ＝ 0,5 V DD,振荡周期为：
T ≈ 1,4 RC
& &
R
1
C
2
R
2
C
1
u
o
f
(a ) 石英晶体多谐振荡器 (b) 石英晶体阻抗频率特性
0
X
f
0
电容性电感性电阻 R1,R2的作用是保证两个反相器在静态时都能工作在线性放大区 。 对 TTL反相器,常取 R1＝ R2＝ R＝ 0.7 kΩ～ 2kΩ,而对于 CMOS门,则常取 R1＝ R2＝ R＝ 10kΩ～ 100kΩ； C1＝ C2＝ C
是耦合电容,它们的容抗在石英晶体谐振频率 f0时可以忽略不计；石英晶体构成选频环节 。
振荡频率等于石英晶体的谐振频率 f0。
11.3.3 石英晶体多谐振荡器
& &
R
1
C
2
R
2
C
1
&
f
0
f
1
f
2
f
1 4
f
32 76 8H z 16 38 4H z 81 92 H z 2H z 1H z
C1 C1 C1 C1
FF
1
FF
2
FF
1 4
FF
15
Q
1
Q
2
Q
1 4
Q
15秒信号发生器多谐振荡器分频电路
11.4 由门电路构成的施密特触发器施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适合于数字电路需要的矩形脉冲的电路 。1 &
&
D
u
i
u
o
R
S
(a ) 电路 (b ) 工作波形
u
o
u
i
(V )
U
T+
U
T －
t
t
0
0
1.4
0.7
G
1 G
2
G
3
（ 1 ） u i ＝ 0 时,R ＝ 1,S ＝ 0,u o 为高电平，这是第一种稳态。
0
0
1
1
1
&
&
D
u
i
u
o
R
S
(a ) 电路 (b ) 工作波形
u
o
u
i
(V )
U
T+
U
T －
t
t
0
0
1.4
0.7
G
1 G
2
G
3
0
1
1
1
（ 2 ） u i ＝ U D = 0,7 V 时,R ＝ 1,S ＝ 1,RS 触发器不翻转,u o 仍为高电平，电路仍维持在第一种稳态。
（ 1 ） u i ＝ 0 时,R ＝ 1,S ＝ 0,u o 为高电平，这是第一种稳态。
1
&
&
D
u
i
u
o
R
S
(a ) 电路 (b ) 工作波形
u
o
u
i
(V )
U
T+
U
T －
t
t
0
0
1.4
0.7
G
1 G
2
G
3
1
1
0
0
（ 2 ） u i 上升到 U D = 0,7 V 时,R ＝ 1,S ＝ 1,RS 触发器不翻转,u o 仍为高电平，电路仍维持在第一种稳态。
（ 3 ） u i 继续上升到 U T+ =U T = 1,4V 时,R ＝ 0,S ＝ 1,RS 触发器翻转，
u o 为低电平，这是第二种稳态。电路翻转后 u i 再上升，电路状态不变。
（ 1 ） u i ＝ 0 时,R ＝ 1,S ＝ 0,u o 为高电平，这是第一种稳态。
1
&
&
D
u
i
u
o
R
S
(a ) 电路 (b ) 工作波形
u
o
u
i
(V )
U
T+
U
T －
t
t
0
0
1.4
0.7
G
1 G
2
G
3
0
1
1
0
（ 2 ） u i 上升到 U D = 0,7 V 时,R ＝ 1,S ＝ 1,RS 触发器不翻转,u o 仍为高电平，电路仍维持在第一种稳态。
（ 3 ） u i 继续上升到 U T+ =U T = 1,4V 时,R ＝ 0,S ＝ 1,RS 触发器翻转，
u o 为低电平，这是第二种稳态。电路翻转后 u i 再上升，电路状态不变。
（ 4 ） u i 上升到最大值后下降时，若 u i 下降到 U T,R ＝ 1 。S =1,RS 触发器不翻转，电路仍维持在第二种稳态。
（ 1 ） u i ＝ 0 时,R ＝ 1,S ＝ 0,u o 为高电平，这是第一种稳态。
1
&
&
D
u
i
u
o
R
S
(a ) 电路 (b ) 工作波形
u
o
u
i
(V )
U
T+
U
T －
t
t
0
0
1.4
0.7
G
1 G
2
G
3
（ 1 ） u i ＝ 0 时,R ＝ 1,S ＝ 0,u o 为高电平，这是第一种稳态。
0
0
1
1
（ 2 ） u i 上升到 U D = 0,7 V 时,R ＝ 1,S ＝ 1,RS 触发器不翻转,u o 仍为高电平，电路仍维持在第一种稳态。
（ 3 ） u i 继续上升到 U T+ =U T = 1,4V 时,R ＝ 0,S ＝ 1,RS 触发器翻转，
u o 为低电平，这是第二种稳态。电路翻转后 u i 再上升，电路状态不变。
（ 4 ） u i 上升到最大值后下降时，若 u i 下降到 U T,R ＝ 1 。S =1,RS 触发器不翻转，电路仍维持在第二种稳态。
（ 5 ） u i 继续下降到 U T- =U T -U D = 0,7V 时,R ＝ 1,S ＝ 0,RS 触发器翻转，
u o 为高电平，电路返回到第一种稳态。
u
ou i
(b ) 逻辑符号(a ) 传输特性
u
i
u
o
U
T － U T+
0
下限阈值电压 上限阈值电压回差电压 （ 滞后电压 ）,
ΔUT＝ UT＋ － UT－
前面介绍的施密特触发器的回差电压为：
ΔUT＝ UT＋ － UT－ ＝ UT－ (UT－ UD)＝ UD＝ 0.7V
缺点是回差太小,且不能调整 。
( a ) 4 0 1 0 6 的引脚排列图
14 13 1 2 1 1 1 0 9 8
40106
1 2 3 4 5 6 7
V
DD
4 A
4 Y
5 A
5 Y
6 A
6 Y
1 A 1 Y 2 A 2 Y 3 A 3 Y V
SS
14 13 1 2 1 1 1 0 9 8
4093
1 2 3 4 5 6 7
( b ) 4 0 9 3 的引脚排列图
V
DD
3 A
3 B
3 Y
4 Y
4 B
4 A
1 A 1 B 1 Y 2 Y 2 B 2 A V
SS
( a ) 74 14 的引脚排列图
14 13 1 2 1 1 1 0 9 8
7414
1 2 3 4 5 6 7
V
CC
4 A
4 Y
5 A
5 Y
6 A
6 Y
1 A 1 Y 2 A 2 Y 3 A 3 Y G N D
14 13 1 2 1 1 1 0 9 8
74132
1 2 3 4 5 6 7
( b) 74 13 2 的引脚排列图
V
CC
3 A
3 B
3 Y
4 A
4 B
4 Y
1 A 1 B 1 Y 2 A 2 B 2 Y G N D
集成施密特触发器
