8、波形產(chǎn)生及單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器ppt課件

實驗八波形產(chǎn)生及單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 1 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 一 實驗目的 二 實驗儀器 1 數(shù)字電路實驗箱一臺2 雙蹤示波器3 器件74LS00二輸入端四與非門1片CD4069六反相器1片74LS04六反相器1片電位器10K 1只 數(shù)字電路區(qū)別于模擬電路的主要特點之一是 它的工作信號是離散的脈沖信號 最常用的脈沖信號是方波 矩形波 如何產(chǎn)生方波以及對不理想的方波如何整形 是本實驗討論的重點 脈沖波形和參數(shù)1 脈沖是突然變化的 間斷的電壓或電流 2 產(chǎn)生 變換 傳輸和測量各種脈沖信號的電路 脈沖電路 直接產(chǎn)生所需要的矩形脈沖的電路 脈沖振蕩電路 把非矩形信號變成矩形信號的電路 脈沖整形電路 3 脈沖波形的參數(shù) 1 脈沖幅度Um 脈沖從起始值到峰值之間的變化幅度 2 脈沖前沿時間tr 脈沖從0 1Um變到0 9Um所需要的時間 3 脈沖后沿時間tf 脈沖從0 9Um變到0 1Um所需要的時間 4 脈沖寬度tW 脈沖半高處的寬度 5 脈沖重復的頻率f和周期T 6 脈沖空度D 脈沖周期與寬度之比D T tw占空比q 脈沖空度的倒數(shù)q 1 D 多諧振蕩器無需外加觸發(fā)信號就能周期性地自動翻轉 產(chǎn)生幅值和寬度一定的矩形脈沖 因而又稱為無穩(wěn)態(tài)電路 它可由分立元件 集成運放以及門電路組成 多諧振蕩器的特點 電路無穩(wěn)態(tài) 但有兩個暫穩(wěn)態(tài) 這兩個暫穩(wěn)態(tài)每隔一定時間就自動地 周期性地交替轉換 從而形成周期性矩形脈沖 每一暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間 由電路本身的參數(shù)決定 多諧振蕩器 多諧振蕩器的邏輯符號 RC環(huán)形振蕩器 利用邏輯門電路的傳輸延遲時間 將奇數(shù)個與非門首尾相接 就可以構成一個簡單的環(huán)形振蕩器 門電路組成的多諧振蕩器的結構 0 1 0 1 0 1 設Uo3為高電平 它反饋到G1門的輸入端 經(jīng)G1門延遲Tpd后產(chǎn)生一個負跳變Uo1 再經(jīng)G2延遲后產(chǎn)生一個正跳變Uo2 最后經(jīng)G3延遲使Uo3為負電平 這個負電平反饋到G1門的輸入端 延遲3Tpd又使Uo3為正 如此往復形成振蕩 優(yōu)點 電路結構簡單 所用元件少 缺點 頻率太高 并且不可調整 其振蕩周期為6tpd 帶有RC電路的環(huán)形多諧振蕩器 在原電路的基礎上添加RC延時電路 便可以克服上圖的不足 門電路組成的多諧振蕩器的結構 注意 R不能太大 否則會使門3始終處于導通狀態(tài) 導致電路不能起振 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點 電路有一個穩(wěn)態(tài) 一個暫穩(wěn)態(tài) 在外來觸發(fā)信號的作用下 電路由穩(wěn)態(tài)翻轉到暫穩(wěn)態(tài) 暫穩(wěn)態(tài)是一個不能長久保持的狀態(tài) 暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間取決于RC電路的參數(shù)值 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 只有一個穩(wěn)定狀態(tài) 這個穩(wěn)定狀態(tài)不是 0 就是 1 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的邏輯符號 微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 門電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的結構 積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 定時 由于單穩(wěn)態(tài)電路能夠產(chǎn)生一定寬度tW的矩形脈沖 利用這個矩形脈沖去控制某個電路 則可以使其在時間tW內動作 或不動作 例如 利用寬度為tW的正矩形脈沖作為與門輸入的信號之一 則只有這個矩形波存在的時間內 信號才有可能通過與門 延時 利用單穩(wěn)可以取得延時作用 延長的時間可以通過R C調節(jié) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應用 脈沖的整形 方波發(fā)生器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應用 注 合理調節(jié)兩電路的參數(shù) 可得到符合要求的輸出脈沖 多諧振蕩器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用途比較 多諧振蕩器主要用于a 直接產(chǎn)生符合要求的矩形脈沖 b 是通過整形電路對已有的波形進行整形 變換 使之符合系統(tǒng)的要求 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器主要用于將脈沖寬度不符合要求的脈沖變換成符合要求的脈沖寬度 六反相器CD4069引腳圖 現(xiàn)代電子技術實驗 四 實驗內容 1 多諧振蕩器 現(xiàn)代電子技術實驗 四 實驗內容 1 多諧振蕩器 1 由CMOS門構成多諧振蕩器 現(xiàn)代電子技術實驗 四 實驗內容 1 多諧振蕩器 輸出的頻率為1KHZ 波形圖如下 Vi Vo 四 實驗內容 1 多諧振蕩器 四 實驗內容 1 多諧振蕩器 由TTL門電路構成 R為限流電阻 用于輸出波形整形 電路利用電容C的充放電過程 控制A點電壓VA 從而控制非門的自動啟閉 形成多諧振蕩 電容C的充電時間tw1 放電時間tw2和總的振蕩周期T分別為 tw1 0 94R2C tw2 1 26R2C T 2 2R2C調節(jié)R2和C的大小可改變電路輸出的振蕩頻率 R2 四 實驗內容 B Vo A B Vo A B Vo A B A 四 實驗內容 2 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 四 實驗內容 五 實驗報告 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 3 寫出實驗中各電路脈寬估算值 并與實驗結果對