實(shí)驗(yàn)十七波形產(chǎn)生及單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

1、實(shí)驗(yàn)十七實(shí)驗(yàn)十七 波形產(chǎn)生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形產(chǎn)生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?1.熟悉多諧振蕩器的電路特點(diǎn)及振蕩頻率估算方法。熟悉多諧振蕩器的電路特點(diǎn)及振蕩頻率估算方法。 2.掌握單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的使用。掌握單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的使用。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器件二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器件 1.雙蹤示波器雙蹤示波器 1臺(tái)臺(tái) 2.現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái) 1套套 器件：器件： 74LS00 二輸入端四與非門(mén)二輸入端四與非門(mén) 1 片片 (A13-A14) 74LS04 TTL六反相器六反相器 1 片片 (A25) CD4069 COMS六反相器六反相器 1 片片 (A23) 電位器電位器10K 1 只只

2、電阻電阻110、220 各各1只只 電容電容0.1微法、微法、1微法、微法、4.7微法微法 各各1只只二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理 多諧振蕩器是一種自激振蕩電路，接通電源后無(wú)需外接多諧振蕩器是一種自激振蕩電路，接通電源后無(wú)需外接觸發(fā)信號(hào)就能產(chǎn)生一定頻率和幅值的矩形脈沖或方波，又稱(chēng)觸發(fā)信號(hào)就能產(chǎn)生一定頻率和幅值的矩形脈沖或方波，又稱(chēng)為無(wú)穩(wěn)態(tài)電路。為無(wú)穩(wěn)態(tài)電路。 實(shí)驗(yàn)十七實(shí)驗(yàn)十七 波形產(chǎn)生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形產(chǎn)生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 1、用、用 CMOS 非門(mén)組成多諧振蕩器非門(mén)組成多諧振蕩器 設(shè)電路的初態(tài)為設(shè)電路的初態(tài)為 v O1 =1, v O2 =0 ，這種狀態(tài)下不可能持久，這種狀態(tài)下不可能持久維持，因?yàn)?/p>

3、維持，因?yàn)?v O1 的高電平必然通過(guò)的高電平必然通過(guò) v O1 R C v O2 向向 C 充電，使充電，使 v I1 不斷上升，當(dāng)不斷上升，當(dāng) v I1 V T 時(shí)，時(shí)， G 1 輸出低電輸出低電平，平， G 2 輸出高電平，即輸出高電平，即 v O1 =0 ， v O2 =1 。這個(gè)狀態(tài)也不。這個(gè)狀態(tài)也不能持久，因?yàn)槟艹志?，因?yàn)?v O2 的高電平必然通過(guò)的高電平必然通過(guò) v O2 C R v O1 使電容使電容 C 放電，使放電，使 v I1 逐步減少，當(dāng)逐步減少，當(dāng) v I1 V T 時(shí)，時(shí)， G 1 輸出高電平，即又回到輸出高電平，即又回到 v O1 =1 ， v O2 =0 的狀

4、態(tài)，周而復(fù)始的狀態(tài)，周而復(fù)始產(chǎn)生方波。產(chǎn)生方波。 由兩個(gè)非門(mén)和電阻，電容組成。由兩個(gè)非門(mén)和電阻，電容組成。 實(shí)驗(yàn)十七實(shí)驗(yàn)十七 波形產(chǎn)生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形產(chǎn)生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 振蕩周期：振蕩周期：T= T 1 + T 2 = 2.2 RC 其中 =RC ， v I1 （） =V DD ， v I1 （ 0 ） = 1/2V DD 同理可求得同理可求得 2. 與非門(mén)組成積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器與非門(mén)組成積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)十七實(shí)驗(yàn)十七 波形產(chǎn)生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形產(chǎn)生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 （1）穩(wěn)態(tài)：）穩(wěn)態(tài)： 穩(wěn)態(tài)下，穩(wěn)態(tài)下，vI=0，G1、G2同時(shí)截止同時(shí)截止,v01、vA、vO均為高電平。當(dāng)輸均為高電平。當(dāng)

5、輸入正脈沖后，入正脈沖后，G1導(dǎo)通，導(dǎo)通，v01產(chǎn)生負(fù)跳變。由于電容產(chǎn)生負(fù)跳變。由于電容C上電壓不能跳變，上電壓不能跳變，G2導(dǎo)通，使導(dǎo)通，使vO=v01,電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。 （2）暫穩(wěn)態(tài)）暫穩(wěn)態(tài): 在暫穩(wěn)態(tài)隨著電容放電，當(dāng)在暫穩(wěn)態(tài)隨著電容放電，當(dāng)vA=Vth后，后，G2截止，截止，vO回到高電平，回到高電平，vA繼續(xù)下降，待輸入信號(hào)回到低電平時(shí)繼續(xù)下降，待輸入信號(hào)回到低電平時(shí),G1又截止，又截止，v01為高電平為高電平,電電容開(kāi)始充電，經(jīng)過(guò)恢復(fù)時(shí)間容開(kāi)始充電，經(jīng)過(guò)恢復(fù)時(shí)間tre以后，電路達(dá)到穩(wěn)態(tài)，以后，電路達(dá)到穩(wěn)態(tài)，vA為高電平為高電平。脈沖寬度：脈沖寬度： t V0 tw 實(shí)

6、驗(yàn)十七實(shí)驗(yàn)十七 波形產(chǎn)生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形產(chǎn)生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形 圖圖3.17.1 CMOS 門(mén)構(gòu)成的多諧振蕩器門(mén)構(gòu)成的多諧振蕩器實(shí)驗(yàn)十七實(shí)驗(yàn)十七 波形產(chǎn)生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形產(chǎn)生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 1. 多諧振蕩器多諧振蕩器（1）由）由CMOS 門(mén)構(gòu)成多諧振蕩器，電路取值一般門(mén)構(gòu)成多諧振蕩器，電路取值一般應(yīng)滿足應(yīng)滿足R1 = (210 ) R2 ，周期，周期T2.2 R2C 。 在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上按圖在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上按圖3.17.1 接線，并測(cè)試頻率范圍。接線，并測(cè)試頻率范圍。若若C 不變，要想輸出不變，要想輸出1KHz 頻率頻率波形，

7、計(jì)算波形，計(jì)算R2 的值并驗(yàn)證，的值并驗(yàn)證，分析誤差。分析誤差。 33K11010KU0表表3.17.1 多諧振蕩器數(shù)據(jù)記錄多諧振蕩器數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)十七實(shí)驗(yàn)十七 波形產(chǎn)生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形產(chǎn)生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 fmin (Hz) fmax (Hz)f=1KHz時(shí)時(shí)R2測(cè)量值測(cè)量值 f=1KHz時(shí)時(shí)R2計(jì)算值計(jì)算值 若要實(shí)現(xiàn)若要實(shí)現(xiàn)10KHZ 100KHZ 的頻率范圍，選的頻率范圍，選用上述電路并自行設(shè)計(jì)參數(shù)，接線實(shí)驗(yàn)并測(cè)試。用上述電路并自行設(shè)計(jì)參數(shù)，接線實(shí)驗(yàn)并測(cè)試。 （2）由）由TTL 門(mén)電路構(gòu)成多諧振蕩器門(mén)電路構(gòu)成多諧振蕩器 按圖按圖3.17.2 接線，用示波器測(cè)量頻率變化范圍，接線，用示波器測(cè)

8、量頻率變化范圍，觀測(cè)觀測(cè)A、B、V0 各點(diǎn)波形并記錄。各點(diǎn)波形并記錄。 圖圖3.17.2 TTL 門(mén)電路構(gòu)成多諧振蕩器門(mén)電路構(gòu)成多諧振蕩器實(shí)驗(yàn)十七實(shí)驗(yàn)十七 波形產(chǎn)生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形產(chǎn)生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器10K110AB實(shí)驗(yàn)十七實(shí)驗(yàn)十七 波形產(chǎn)生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形產(chǎn)生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器表表3.17.2 TTL多諧振蕩器數(shù)據(jù)記錄多諧振蕩器數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)十七實(shí)驗(yàn)十七 波形產(chǎn)生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形產(chǎn)生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器2.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（1）用一片）用一片74LS00 接成如圖接成如圖3.17.3 所示電路，輸入脈沖用所示電路，輸入脈沖用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的可調(diào)連續(xù)脈沖。實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的可調(diào)連續(xù)脈沖。（2）選兩個(gè)頻率（易

9、于觀察）記錄）選兩個(gè)頻率（易于觀察）記錄A、B、C 各點(diǎn)波形。各點(diǎn)波形。并并用示波器用示波器測(cè)量測(cè)量輸出波形寬度輸出波形寬度tW，記錄于表，記錄于表3.17.1中。中。 圖圖3.17.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器220（3）若要改變輸出波形寬度（例如增加）應(yīng)如何改變）若要改變輸出波形寬度（例如增加）應(yīng)如何改變電路參數(shù)？用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。電路參數(shù)？用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 實(shí)驗(yàn)十七實(shí)驗(yàn)十七 波形產(chǎn)生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形產(chǎn)生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 表表3.17.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器測(cè)試記錄單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器測(cè)試記錄頻率頻率f(HZ) R()tW (s)B點(diǎn)波形點(diǎn)波形C點(diǎn)波形點(diǎn)波形 1K 220 1K 110 2K 110注意：注意：tW是負(fù)脈沖的寬度。是負(fù)脈沖的寬度。 tW四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1. 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及波形。整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及波形。 2. 畫(huà)出振蕩器與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器聯(lián)調(diào)實(shí)驗(yàn)電路圖。畫(huà)出振蕩器與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器聯(lián)調(diào)實(shí)驗(yàn)電路圖。 3. 寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)中各電路脈寬估算值，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)照分析。寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)中各電路脈寬估算值，