整形及脈沖延時-2

1、v上課前請檢查探頭、電纜、實驗底板電源線等是否上課前請檢查探頭、電纜、實驗底板電源線等是否完好完好v下次課預習下次課預習實驗二實驗二-1 555集成定時器的應用集成定時器的應用v完成實驗報告紙上預習題完成實驗報告紙上預習題 一頁，課前檢查一頁，課前檢查v下次交第一下次交第一、二次實驗的實驗報告二次實驗的實驗報告v實驗時間每次都寫為實驗時間每次都寫為 X周周X XX節(jié)，例如：節(jié)，例如： 雙周三雙周三34節(jié)節(jié)注意事項：注意事項：實驗實驗 一一 觸發(fā)器實現(xiàn)波形觸發(fā)器實現(xiàn)波形整形及脈沖延時的研究整形及脈沖延時的研究-2 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個穩(wěn)定的狀態(tài)。這個穩(wěn)定狀態(tài)要么是 0，要么是 1。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的

2、工作特點是： 、它有穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)兩個不同的工作狀態(tài)。它有穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)兩個不同的工作狀態(tài)。 、在觸發(fā)脈沖的作用下，能從穩(wěn)態(tài)翻轉到暫穩(wěn)態(tài)，、在觸發(fā)脈沖的作用下，能從穩(wěn)態(tài)翻轉到暫穩(wěn)態(tài)，在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時間后，再自動返回穩(wěn)態(tài)。在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時間后，再自動返回穩(wěn)態(tài)。 、暫穩(wěn)態(tài)維持時間的長短僅僅取決于單穩(wěn)觸發(fā)器電、暫穩(wěn)態(tài)維持時間的長短僅僅取決于單穩(wěn)觸發(fā)器電路本身的參數(shù)，與觸發(fā)脈沖無關。路本身的參數(shù)，與觸發(fā)脈沖無關。1、單穩(wěn)觸發(fā)器、單穩(wěn)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器廣泛應用于脈沖整形、延時和定時電路中單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器廣泛應用于脈沖整形、延時和定時電路中。 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應用 脈脈 沖沖 整整 形形: : 把

3、不規(guī)則的波形轉換成寬度、幅度都相等的波形。把不規(guī)則的波形轉換成寬度、幅度都相等的波形。 輸出脈沖延時輸出脈沖延時: : 把輸入信號延遲一定時間后輸出。把輸入信號延遲一定時間后輸出。 脈脈 沖沖 定定 時時: : 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能夠產生一定寬度單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能夠產生一定寬度T Tw w的矩形脈沖，利用這的矩形脈沖，利用這 個脈沖去控制某一電路，則可使它在個脈沖去控制某一電路，則可使它在TwTw時間內動作時間內動作( (或者或者 不動作不動作) )。 脈沖定時脈沖定時脈沖延時脈沖延時脈沖整形脈沖整形（1 1）、用與非門組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：利用與非門做開關，、用與非門組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：利用與非門做開關

4、，依靠定時元件依靠定時元件RCRC的充放電來控制與非門的開啟和關閉的充放電來控制與非門的開啟和關閉。v 微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（典型電路如圖）微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（典型電路如圖） 實現(xiàn)方式實現(xiàn)方式 該電路由該電路由負脈沖觸發(fā)負脈沖觸發(fā)，C C2 2和和R R5 5構成輸入微分電路構成輸入微分電路 ， R=(RR=(R6 6+R+RW2W2) )和和 C C3 3 構成微分定時電路。構成微分定時電路。當當0tt1時時 ： 輸入端無觸發(fā)信號或觸發(fā)輸入輸入端無觸發(fā)信號或觸發(fā)輸入Vin為為高，高， 合理選擇電路元件參數(shù)有合理選擇電路元件參數(shù)有Vi高于高于VTH 、 Va為低、為低、Vb低于低于VTH 、Vc

5、為高。為高。G1開，開， G2關。電路處于穩(wěn)定狀態(tài)關。電路處于穩(wěn)定狀態(tài)。0 t1 t2VTHVTH工作原理如下：工作原理如下：0 t1 t2當當t1tt2： t=t1時：時：Vin， Vi， Va ， Vb， Vc。此時，。此時，G1關，關， G2開。即使開。即使Vin回回到高，到高，Vc仍將維持低。仍將維持低。VTHVTHt1 t t2時：電容時：電容C3充電，充電，Vb下降，下降，但仍高于但仍高于VTH，故，故Vc仍為低。電路處于仍為低。電路處于暫穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)。 1100 t1 t2VTHVTH當當t=t2： Vb下降至下降至VTH， G2關閉，關閉，Vc為高。為高。 C3電容放電，進入恢

6、復期電容放電，進入恢復期, 電路回到穩(wěn)電路回到穩(wěn)定狀態(tài)。定狀態(tài)。 101 vR=(100-600)歐;vC3=4700PvTW=(0.71.3)RC3 =(0.32-3.6) *10 6 S單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器主要有單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器主要有4 4個參數(shù)：個參數(shù)：輸出脈沖寬度輸出脈沖寬度t tw w、輸出脈沖幅度、輸出脈沖幅度v vm m、恢復時間恢復時間t trere和分辯時間和分辯時間t td d。 微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形圖微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形圖0 t1 t2 集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有兩種類型：可重復觸發(fā)和不可重復觸發(fā)；集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有兩種類型：可重復觸發(fā)和不可重復觸發(fā)； 可重復觸發(fā)即觸發(fā)進入暫穩(wěn)態(tài)時，再次

7、觸發(fā)有效，輸出脈沖可可重復觸發(fā)即觸發(fā)進入暫穩(wěn)態(tài)時，再次觸發(fā)有效，輸出脈沖可再維持一個脈寬。再維持一個脈寬。不可重復觸發(fā)即觸發(fā)進入暫穩(wěn)態(tài)時，再加觸發(fā)脈沖無效。不可重復觸發(fā)即觸發(fā)進入暫穩(wěn)態(tài)時，再加觸發(fā)脈沖無效。（2 2）、集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）、集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 不可重復觸發(fā)不可重復觸發(fā) 可重復觸發(fā)可重復觸發(fā) 本實驗采用的集成單穩(wěn)觸發(fā)器為可重復觸發(fā)的本實驗采用的集成單穩(wěn)觸發(fā)器為可重復觸發(fā)的 集成單穩(wěn)觸發(fā)器集成單穩(wěn)觸發(fā)器CD4098。輸入輸入輸出輸出功能功能+TR-TRREQQ 11上升沿上升沿連續(xù)觸發(fā)連續(xù)觸發(fā) 01QQ觸發(fā)沿無效觸發(fā)沿無效 11QQ觸發(fā)沿無效觸發(fā)沿無效01下降沿下降沿連續(xù)觸發(fā)連續(xù)觸發(fā)X

8、X001復位為初態(tài)復位為初態(tài)CD4098實現(xiàn)脈沖延時的原理圖實現(xiàn)脈沖延時的原理圖TWI=1/2CX1RX1 決定從觸發(fā)信號決定從觸發(fā)信號(Ui)有效到有效到 燈亮的時間燈亮的時間TW2=1/2CX2RX2 決定燈持續(xù)亮多久決定燈持續(xù)亮多久電路第一個單穩(wěn)態(tài)設成上升電路第一個單穩(wěn)態(tài)設成上升沿觸發(fā)，第二個單穩(wěn)態(tài)設成沿觸發(fā)，第二個單穩(wěn)態(tài)設成下降沿觸發(fā)。下降沿觸發(fā)。 RESET(1) +TR(1) TR(1) VCC RESET(2) TR(2) Q2 2QVCC VDD Vi 16 5 3 4 1 2 6 7 1/2 CD4098 VSS +TR(2) 11 13 12 8 15 14 1/2 CD4

9、098 10 9 Q1 1Q5V CX1 RX1 39k 100 CX2 VCC 22k R10 +10V R11 1k T1 2SC1008 RX2 實驗底板介紹實驗底板介紹注意電源的連接三、實驗內容三、實驗內容（1）輸入）輸入Vin接接TTL信號，當信號，當輸入信號頻率分別為輸入信號頻率分別為100kHz和和5kHz時，觀察輸入微分電路的時，觀察輸入微分電路的輸出輸出Vi 和輸入的關系，得出結和輸入的關系，得出結論。論。微分電路 RC耦合電路比較比較 = R C與周期與周期T的關系：的關系： T時 ，理想耦合電路 = T時 ，一般耦合電路 T時 ，微分電路（2）當輸入）當輸入Vin接接5k

10、Hz TTL信號，用雙蹤示波器信號，用雙蹤示波器觀測并測試觀測并測試Vin和和Vi ，Va，Vb，Vc，Vout的波的波形（定量記錄電位器逆時針旋到底時形（定量記錄電位器逆時針旋到底時Vin、 Vb 、VC 、 Vout波形，波形，標出周期、幅度、脈寬及標出周期、幅度、脈寬及VTH ） 。 （3）通過改變）通過改變RW2，測試此電路輸出，測試此電路輸出Vout中暫穩(wěn)態(tài)中暫穩(wěn)態(tài)的最大及最小定時時間的最大及最小定時時間twmin和和twmax。 VoutVin趣味實驗：趣味實驗：1 1設計任務設計任務 （1 1）通過分析）通過分析CD4098CD4098組成的延時電路設計一組成的延時電路設計一個延時燈電路，可通過觸摸按鈕打開指示燈，延個延時燈電路，可通過觸摸按鈕打開指示燈，延時一定時間后使指使燈滅并且延時時間在時一定時間后使指使燈滅并且延時時間在1-151-15秒秒內連續(xù)可調。內連續(xù)可調。注意注意1 1、畫波形時，注意零點位