實驗十七波形產生及單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

1、實驗十七實驗十七 波形產生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形產生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一、實驗目的一、實驗目的 1.熟悉多諧振蕩器的電路特點及振蕩頻率估算方法。熟悉多諧振蕩器的電路特點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、實驗設備及器件二、實驗設備及器件 1.雙蹤示波器雙蹤示波器 1臺臺 2.現(xiàn)代電子技術實驗臺現(xiàn)代電子技術實驗臺 1套套 器件：器件： 74LS00 二輸入端四與非門二輸入端四與非門 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、實驗原理二、實驗原理 多諧振蕩器是一種自激振蕩電路，接通電源后無需外接多諧振蕩器是一種自激振蕩電路，接通電源后無需外接觸發(fā)信號就能產生一定頻率和幅值的矩形脈沖或方波，又稱觸發(fā)信號就能產生一定頻率和幅值的矩形脈沖或方波，又稱為無穩(wěn)態(tài)電路。為無穩(wěn)態(tài)電路。 實驗十七實驗十七 波形產生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形產生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 1、用、用 CMOS 非門組成多諧振蕩器非門組成多諧振蕩器 設電路的初態(tài)為設電路的初態(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，因為

3、維持，因為 v O1 的高電平必然通過的高電平必然通過 v O1 R C v O2 向向 C 充電，使充電，使 v I1 不斷上升，當不斷上升，當 v I1 V T 時，時， 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 。這個狀態(tài)也不。這個狀態(tài)也不能持久，因為能持久，因為 v O2 的高電平必然通過的高電平必然通過 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，當逐步減少，當 v I1 V T 時，時， 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)，周而復始的狀態(tài)，周而復始產生方波。產生方波。 由兩個非門和電阻，電容組成。由兩個非門和電阻，電容組成。 實驗十七實驗十七 波形產生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形產生與單穩(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. 與非門組成積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器與非門組成積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器實驗十七實驗十七 波形產生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形產生與單穩(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同時截止同時截止,v01、vA、vO均為高電平。當輸均為高電平。當

5、輸入正脈沖后，入正脈沖后，G1導通，導通，v01產生負跳變。由于電容產生負跳變。由于電容C上電壓不能跳變，上電壓不能跳變，G2導通，使導通，使vO=v01,電路進入暫穩(wěn)態(tài)。電路進入暫穩(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，當在暫穩(wěn)態(tài)隨著電容放電，當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，待輸入信號回到低電平時繼續(xù)下降，待輸入信號回到低電平時,G1又截止，又截止，v01為高電平為高電平,電電容開始充電，經過恢復時間容開始充電，經過恢復時間tre以后，電路達到穩(wěn)態(tài)，以后，電路達到穩(wěn)態(tài)，vA為高電平為高電平。脈沖寬度：脈沖寬度： t V0 tw 實

6、驗十七實驗十七 波形產生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形產生與單穩(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 門構成的多諧振蕩器門構成的多諧振蕩器實驗十七實驗十七 波形產生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形產生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器三、實驗內容及步驟三、實驗內容及步驟 1. 多諧振蕩器多諧振蕩器（1）由）由CMOS 門構成多諧振蕩器，電路取值一般門構成多諧振蕩器，電路取值一般應滿足應滿足R1 = (210 ) R2 ，周期，周期T2.2 R2C 。 在實驗臺上按圖在實驗臺上按圖3.17.1 接線，并測試頻率范圍。接線，并測試頻率范圍。若若C 不變，要想輸出不變，要想輸出1KHz 頻率頻率波形，

7、計算波形，計算R2 的值并驗證，的值并驗證，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)記錄實驗十七實驗十七 波形產生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形產生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 fmin (Hz) fmax (Hz)f=1KHz時時R2測量值測量值 f=1KHz時時R2計算值計算值 若要實現(xiàn)若要實現(xiàn)10KHZ 100KHZ 的頻率范圍，選的頻率范圍，選用上述電路并自行設計參數(shù)，接線實驗并測試。用上述電路并自行設計參數(shù)，接線實驗并測試。 （2）由）由TTL 門電路構成多諧振蕩器門電路構成多諧振蕩器 按圖按圖3.17.2 接線，用示波器測量頻率變化范圍，接線，用示波器測

8、量頻率變化范圍，觀測觀測A、B、V0 各點波形并記錄。各點波形并記錄。 圖圖3.17.2 TTL 門電路構成多諧振蕩器門電路構成多諧振蕩器實驗十七實驗十七 波形產生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形產生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器10K110AB實驗十七實驗十七 波形產生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形產生與單穩(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)記錄實驗十七實驗十七 波形產生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形產生與單穩(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，輸入脈沖用實驗臺上的可調連續(xù)脈沖。實驗臺上的可調連續(xù)脈沖。（2）選兩個頻率（易

9、于觀察）記錄）選兩個頻率（易于觀察）記錄A、B、C 各點波形。各點波形。并并用示波器用示波器測量測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）應如何改變）若要改變輸出波形寬度（例如增加）應如何改變電路參數(shù)？用實驗驗證。電路參數(shù)？用實驗驗證。 實驗十七實驗十七 波形產生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形產生與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 表表3.17.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器測試記錄單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器測試記錄頻率頻率f(HZ) R()tW (s)B點波形點波形C點波形點波形 1K 220 1K 110 2K 110注意：注意：tW是負脈沖的寬度。是負脈沖的寬度。 tW四、實驗報告四、實驗報告 1. 整理實驗數(shù)據(jù)及波形。整理實驗數(shù)據(jù)及波形。 2. 畫出振蕩器與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器聯(lián)調實驗電路圖。畫出振蕩器與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器聯(lián)調實驗電路圖。 3. 寫出實驗中各電路脈寬估算值，并與實驗結果對照分析。寫出實驗中各電路脈寬估算值，