多諧振蕩器實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

/科學(xué)技術(shù)學(xué)院SCIENCE&TECHNOLOGYCOLLEGEOFNANCHANGUNIVERSITY《工程訓(xùn)練》報(bào)告REPORTONENGINEERINGTRAINING題目多諧振蕩電路實(shí)訓(xùn)報(bào)告學(xué)科部、系：信息學(xué)科部、電子系專業(yè)班級(jí)：電子信息工程111班學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：起訖日期：2012.10.22—2012.10.26摘要本次實(shí)訓(xùn)為無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器.它是一種簡(jiǎn)單的振蕩電路。它不需要外加激勵(lì)信號(hào)就便能連續(xù)地、周期性地自行產(chǎn)生矩形脈沖.該脈沖是由基波和多次諧波構(gòu)成.因此稱為多諧振蕩器電路。多諧振蕩器可以由三極管構(gòu)成.也可以用555或者通用門電路等來構(gòu)成。用兩只三極管組成的多諧振蕩器.通常叫做三極管無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。此次是三極管多諧振蕩電路以及555時(shí)基多諧振蕩電路的實(shí)訓(xùn)。在本此實(shí)訓(xùn)中我們將用兩只三極管制作一個(gè)多諧振蕩器.并用它驅(qū)動(dòng)兩只不同顏色的發(fā)光二極管。在制作完成時(shí).我們能看到兩只發(fā)光二極管交替點(diǎn)亮.并且我們可以通過調(diào)整電路的參數(shù)來調(diào)整發(fā)光管點(diǎn)亮的時(shí)間。555定時(shí)器是一種中規(guī)模集成電路.它使用靈活、方便.被廣泛用于脈沖的產(chǎn)生、整形、定時(shí)和延遲電路中。文中介紹了555定時(shí)器及其邏輯功能.以及由其構(gòu)成的多諧振蕩器的工作原理.介紹555定時(shí)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其原理。通過制作555多諧振蕩電路進(jìn)一步了解其用途。關(guān)鍵詞：三極管.555定時(shí)器.多諧振蕩電路目錄多諧振蕩電路簡(jiǎn)介及工程實(shí)訓(xùn)的目的11．1多諧振蕩電路簡(jiǎn)介11.2工程實(shí)訓(xùn)的目的1雙三極管多諧振蕩電路原理及內(nèi)容12.1雙三極管多諧振蕩器工作原理12.2實(shí)訓(xùn)器材22.3實(shí)訓(xùn)方法和步驟2555多諧振蕩電路原理及內(nèi)容33.1555定時(shí)器的內(nèi)部原理33.2實(shí)訓(xùn)器材53.3實(shí)訓(xùn)方法和步驟5性能測(cè)試與分析54.1檢測(cè)電路板的焊接及元器件的安插54.2電路測(cè)試與分析6心得與體會(huì)6參考文獻(xiàn)6多諧振蕩器簡(jiǎn)介及工程實(shí)訓(xùn)目的1.1多諧振蕩器簡(jiǎn)介多諧振蕩器是一種能產(chǎn)生矩形波的自激振蕩器.也稱矩形發(fā)生器。"多諧"指矩形波中除了基波成分外.還含有豐富的高次諧波成分。多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài).只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在工作時(shí).電路的狀態(tài)在這兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間自動(dòng)地交替變換.由此產(chǎn)生矩形波脈沖信號(hào).常用作脈沖信號(hào)源及時(shí)序電路中的時(shí)鐘信號(hào)。多諧振蕩器構(gòu)成分為：分立元件構(gòu)成、運(yùn)放構(gòu)成、集成門電路構(gòu)成、集成施密特觸發(fā)器組成的、晶體管穩(wěn)頻的、555集成電路組成。1.2工程實(shí)訓(xùn)目的1.了解多諧振蕩電路的工作原理。2.練習(xí)焊接.掌握焊接技巧.能熟練、正確的焊接。3.學(xué)會(huì)正確識(shí)別元器件及正確判斷元器件的正負(fù)極。雙三極管多諧振蕩器的制作2.1雙三極管多諧振蕩器工作原理多諧振器一般使用兩個(gè)反向的放大器施以正反饋構(gòu)成自激振蕩器.是一種無穩(wěn)態(tài)電路.它在接通電源以后.不需要外加觸發(fā)信號(hào).就能自動(dòng)地不斷來回翻轉(zhuǎn).產(chǎn)生矩形脈沖。由于輸入的矩形波中含有很多諧波分量.故通常稱為多諧振蕩器.又稱方波發(fā)生器.是方波發(fā)生器、延時(shí)電路以及存儲(chǔ)器的基本電路。圖1雙三極管多諧振蕩器圖1是多諧振蕩器的一種工作電路.電路中施加電源VCC后.三極管T1、T2在電容的作用下.反復(fù)導(dǎo)通、截止.產(chǎn)生持續(xù)震蕩〔因?yàn)槟彻芙刂箷r(shí)電容充電.使此管導(dǎo)通.另一管截止。電路有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài).或者是T1導(dǎo)通、T2截止.或者是T1截止、T2導(dǎo)通.導(dǎo)通或截止的狀態(tài)決定于電路中電流的平衡。電路的尖頂觸發(fā)脈沖由三極管的管型決定：ＰＮＰ管要求正極性脈沖觸發(fā).ＮＰＮ管要求負(fù)極性脈沖觸發(fā)；每觸發(fā)一次.電路翻轉(zhuǎn)一次.因此從翻轉(zhuǎn)次數(shù)的多少.就可以計(jì)算輸入脈沖的個(gè)數(shù).這就是多諧振蕩器電路能夠計(jì)算的基本工作原理。設(shè)電路初始狀態(tài)VCE1=0.VCE2=1.T2管輸出的高電平經(jīng)電容C2到地的方向給電容充電.使T1得基極電壓VBE1以時(shí)間常數(shù)Ｔ＝R3C2按指數(shù)曲線下降.產(chǎn)生如下反饋過程：使電路翻轉(zhuǎn)VCE1=1.VCE2=0.T1管輸出的搞電平經(jīng)電容C1到地的方向給電容充電.使T2的基極電壓VBE2以時(shí)間常數(shù)T=R2C3按指數(shù)曲線下降.產(chǎn)生如下正反饋過程：使電路再次翻轉(zhuǎn)回到VCE1=0.VCE2=1.重復(fù)上述過程。實(shí)訓(xùn)器材〔1PNP型小功率三極管2支；〔2紅綠發(fā)光二極管各一支；〔30.01UF電容2只；〔4阻值33K、150歐的電阻各兩只；〔5實(shí)驗(yàn)板；〔6導(dǎo)線若干；〔7電烙鐵.松香.直流穩(wěn)壓電源1臺(tái).萬用表.2.3實(shí)訓(xùn)方法和步驟1.根據(jù)電路識(shí)別并選擇合適的元器件.用萬用表測(cè)量所選元器件的相關(guān)參數(shù)；2.根據(jù)電路圖對(duì)選擇的元器件繪出多諧振蕩器板圖。3.在電路板上進(jìn)行元件安插。4.進(jìn)行電路焊接。5.電路檢測(cè)調(diào)試.檢查是否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。第三?55時(shí)基多諧振蕩電路的制作3.1555定時(shí)器的內(nèi)部原理及組成的振蕩器原理圖555集成電路開始是作定時(shí)器應(yīng)用的.所以叫做555定時(shí)器或555時(shí)基電路。但后來經(jīng)過開發(fā).它除了作定時(shí)延時(shí)控制外.還可用于調(diào)光、調(diào)溫、調(diào)壓、調(diào)速等多種控制及計(jì)量檢測(cè)。此外.還可以組成脈沖振蕩、單穩(wěn)、雙穩(wěn)和脈沖調(diào)制電路.用于交流信號(hào)源、電源變換、頻率變換、脈沖調(diào)制等。由于它工作可靠、使用方便、價(jià)格低廉.目前被廣泛用于各種電子產(chǎn)品中.555集成電路內(nèi)部有幾十個(gè)元器件.有分壓器、比較器、基本R-S觸發(fā)器、放電管以及緩沖器等.電路比較復(fù)雜.是模擬電路和數(shù)字電路的混合體.如圖2所示。圖2555集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖555集成電路是8腳封裝.雙列直插型.如圖3<A>所示.按輸入輸出的排列可看成如圖3<B>所示。其中6腳稱閾值端<TH>.是上比較器的輸入；2腳稱觸發(fā)端<TR>.是下比較器的輸入；3腳是輸出端<Vo>.它有O和1兩種狀態(tài).由輸入端所加的電平?jīng)Q定；7腳是放電端<DIS>.它是內(nèi)部放電管的輸出.有懸空和接地兩種狀態(tài).也是由輸入端的狀態(tài)決定；4腳是復(fù)位端<MR>.加上低電平時(shí)可使輸出為低電平；5腳是控制電壓端<Vc>,可用它改變上觸發(fā)電平值；8腳是電源端.1腳是地端。圖3555集成電路封裝圖我們也可以把555電路等效成一個(gè)帶放電開關(guān)的R-S觸發(fā)器.如圖4<a>所示.這個(gè)特殊的觸發(fā)器有兩個(gè)輸入端：閾值端<TH>可看成是置零端R.要求高電平.觸發(fā)端<TR>可看成是置位端S.要求低電平.有一個(gè)輸出端Vo.Vo可等效成觸發(fā)器的Q端.放電端<DIS>可看成是由內(nèi)部放電開關(guān)控制的一個(gè)接點(diǎn).由觸發(fā)器的Q端控制：Q=1時(shí)DIS端接地.Q=0時(shí)DIS端懸空。另外還有復(fù)位端MR.控制電壓端Vc.電源端VDD地端GND。這個(gè)特殊觸發(fā)器有兩個(gè)特點(diǎn)：<1>兩個(gè)輸入端的觸發(fā)電平要求一高一低.置零端R即閾值端<TH>要求高電平.而置位端s即觸發(fā)端<TR>則要求低電乎;<2>兩個(gè)輸入端的觸發(fā)電平使輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn)的閾值電壓值也不同.當(dāng)Vc端不接控制電壓時(shí).對(duì)TH<R>端來講.>2/3VDD是高電平1,2/3VDD是低電平0：而對(duì)TR<S>端來講.>1/3VDD是高電平1.<1/3VDD是低電平0。如果在控制端<Vc>上控制電壓Vc時(shí).這時(shí)上觸發(fā)電平就變成Vc值.下觸發(fā)電平就變成1/2Vc值.可見改變控制端的控制電壓值就可以改變上下觸發(fā)電平值。它的功能表見圖4<b>所示。圖4555電路等效R—S觸發(fā)器由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖5<a>所示.其工作波形見圖5<b>。接通電源后.電源VDD通過R1和R2對(duì)電容C充電.當(dāng)Uc<1/3VDD時(shí).振蕩器輸出Vo=1.放電管截止。當(dāng)Uc充電到≥2/3VDD后.振蕩器輸出Vo翻轉(zhuǎn)成0.此時(shí)放電管導(dǎo)通.使放電端<DIS>接地.電容C通過R2對(duì)地放電.使Uc下降。當(dāng)Uc下降到≤1/3VDD后.振蕩器輸出Vo又翻轉(zhuǎn)成1.此時(shí)放電管又截止.使放電端<DIS>不接地.電源VDD通過R1和R2又對(duì)電容C充電.又使Uc從1/3VDD上升到2/3VDD,觸發(fā)器又發(fā)生翻轉(zhuǎn).如此周而復(fù)始.從而在輸出端Vo得到連續(xù)變化的振蕩脈沖波形。脈沖寬度TL≈0.7R2C.由電容C放電時(shí)間決定；TH=0.7<R1+R2>C.由電容C充電時(shí)間決定.脈沖周期T≈TH+TL。圖5555構(gòu)成多諧振蕩器圖6555振蕩器原理圖3.2實(shí)訓(xùn)器材1、555定時(shí)器一只；2、10uf、0.01uf的電容各一只；3、5.1K、10K的電阻各一只；4、蜂鳴器一個(gè)；5、導(dǎo)線若干；6、電烙鐵.松香.直流穩(wěn)壓電源1臺(tái).萬用表3.3實(shí)訓(xùn)方法和步驟1.根據(jù)電路識(shí)別并選擇合適的元器件.用萬用表測(cè)量所選元器件的相關(guān)參數(shù)；2.根據(jù)電路圖對(duì)選擇的元器件繪出多諧振蕩器版圖。3．在電路板上進(jìn)行元件安插。4．進(jìn)行電路焊接。5.電路檢測(cè)調(diào)試.檢查是否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。第四章性能測(cè)試與分析4.1檢測(cè)電路板的焊接及元器件的安插1．注意注意二極管、電解電容的正負(fù)極不能接反.三極管三個(gè)腳連接要注意.以免接錯(cuò)線。2．分辨分辨二極管的正負(fù)極。<1用萬用表測(cè)量。<2>管腳長(zhǎng)者為正極。〔3>二極管下端有缺口的為負(fù)極。<4>管內(nèi)芯片多者為負(fù)極.一般情況下不易區(qū)分.故不用。3．如何分辨電解電容的正負(fù)極：〔1用萬用表測(cè)量。〔2管腳長(zhǎng)者為正極。<3>電容表面若為黑則有白帶者為負(fù)極.電容表面若為白則有黑帶著為負(fù)極。4.注意555定時(shí)器各腳管之間連接的要正確.而且2與6之間短接時(shí)應(yīng)小心焊錫絲過多出現(xiàn)短路情況。4.2電路測(cè)試與分析雙三極管多諧振蕩電路可能出現(xiàn)的結(jié)果發(fā)光二極管不亮。發(fā)光二極管不能交替發(fā)光。發(fā)光二極管亮但不發(fā)光。發(fā)光二極管亮滅時(shí)間不均等。單個(gè)發(fā)光二極管亮?？赡艿脑?.發(fā)光二極管不亮可能原因發(fā)光二極管本身燒壞。發(fā)光二極管接反了。2.發(fā)光二極管不能交替發(fā)光可能是電容處短路。3.發(fā)光二極管亮但不發(fā)光可能是電容接反或損壞。4.發(fā)光二極管亮滅時(shí)間不均等可能是電阻阻值不等。555多諧振蕩電路可能出現(xiàn)的結(jié)果蜂鳴器不響或響一下就不響了。蜂鳴器長(zhǎng)響。蜂鳴器響的周期過長(zhǎng)或過短?？赡茉?.555芯片損壞。2.蜂鳴器本身損壞。3.蜂鳴器接反了。4.部分電路短接。5.電解電容損壞。6選取的電阻阻值影響。實(shí)訓(xùn)中雙三極管多諧振蕩電路中.兩個(gè)二極管交叉亮滅.閃爍頻率正常。由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器電路中.蜂鳴器能正常發(fā)出聲音.但周期很短。實(shí)訓(xùn)較為成功.心得與體會(huì)一個(gè)星期的工程實(shí)訓(xùn)中.老師講解了由三極管與555定時(shí)器的多諧振蕩電路。我們了解并學(xué)到了新的知識(shí)。其中又講到了三極管的原理.讓我們對(duì)剛學(xué)的理論知識(shí)又的到了鞏固.并且了解了其在實(shí)際電路中的應(yīng)用。實(shí)訓(xùn)中講到的555定時(shí)器是我們以前極少接觸的.此次實(shí)訓(xùn)讓我們又學(xué)到了新的知識(shí).擴(kuò)充了知識(shí)領(lǐng)域。在實(shí)訓(xùn)中.元器件安插與電路的焊接尤其重要.例如實(shí)訓(xùn)中用到的二極管、三極管