整形及脈沖延時(shí)-2

1、v上課前請(qǐng)檢查探頭、電纜、實(shí)驗(yàn)底板電源線等是否上課前請(qǐng)檢查探頭、電纜、實(shí)驗(yàn)底板電源線等是否完好完好v下次課預(yù)習(xí)下次課預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二-1 555集成定時(shí)器的應(yīng)用集成定時(shí)器的應(yīng)用v完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙上預(yù)習(xí)題完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙上預(yù)習(xí)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(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告二次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告v實(shí)驗(yàn)時(shí)間每次都寫為實(shí)驗(yàn)時(shí)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(xiàng)：注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 一一 觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)波形觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)波形整形及脈沖延時(shí)的研究整形及脈沖延時(shí)的研究-2 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。這個(gè)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(diǎn)是： 、它有穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)兩個(gè)不同的工作狀態(tài)。它有穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)兩個(gè)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(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，、在觸發(fā)脈沖的作用下，能從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時(shí)間后，再自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)。在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時(shí)間后，再自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)。 、暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)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(shí)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(guān)。路本身的參數(shù)，與觸發(fā)脈沖無關(guān)。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(yīng)用于脈沖整形、延時(shí)和定時(shí)電路中單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器廣泛應(yīng)用于脈沖整形、延時(shí)和定時(shí)電路中。 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應(yīng)用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應(yīng)用 脈脈 沖沖 整整 形形: : 把

3、不規(guī)則的波形轉(zhuǎn)換成寬度、幅度都相等的波形。把不規(guī)則的波形轉(zhuǎn)換成寬度、幅度都相等的波形。 輸出脈沖延時(shí)輸出脈沖延時(shí): : 把輸入信號(hào)延遲一定時(shí)間后輸出。把輸入信號(hào)延遲一定時(shí)間后輸出。 脈脈 沖沖 定定 時(shí)時(shí): : 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能夠產(chǎn)生一定寬度單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能夠產(chǎn)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(gè)脈沖去控制某一電路，則可使它在個(gè)脈沖去控制某一電路，則可使它在TwTw時(shí)間內(nèi)動(dòng)作時(shí)間內(nèi)動(dòng)作( (或者或者 不動(dòng)作不動(dòng)作) )。 脈沖定時(shí)脈沖定時(shí)脈沖延時(shí)脈沖延時(shí)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(guān)，、用與非門組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：利用與非門做開關(guān)

4、，依靠定時(shí)元件依靠定時(shí)元件RCRC的充放電來控制與非門的開啟和關(guān)閉的充放電來控制與非門的開啟和關(guān)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(shí)現(xiàn)方式實(shí)現(xiàn)方式 該電路由該電路由負(fù)脈沖觸發(fā)負(fù)脈沖觸發(fā)，C C2 2和和R R5 5構(gòu)成輸入微分電路構(gòu)成輸入微分電路 ， R=(RR=(R6 6+R+RW2W2) )和和 C C3 3 構(gòu)成微分定時(shí)電路。構(gòu)成微分定時(shí)電路。當(dāng)當(dāng)0tt1時(shí)時(shí) ： 輸入端無觸發(fā)信號(hào)或觸發(fā)輸入輸入端無觸發(fā)信號(hào)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(guān)。電路處于穩(wěn)定狀態(tài)關(guān)。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(dāng)當(dāng)t1tt2： t=t1時(shí)：時(shí)：Vin， Vi， Va ， Vb， Vc。此時(shí)，。此時(shí)，G1關(guān)，關(guān)， 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(shí)：電容時(shí)：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(dāng)當(dāng)t=t2： Vb下降至下降至VTH， G2關(guān)閉，關(guān)閉，Vc為高。為高。 C3電容放電，進(jìn)入恢

6、復(fù)期電容放電，進(jìn)入恢復(fù)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(gè)參數(shù)：個(gè)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(fù)時(shí)間恢復(fù)時(shí)間t trere和分辯時(shí)間和分辯時(shí)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(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)；集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有兩種類型：可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)； 可重復(fù)觸發(fā)即觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)時(shí)，再次

7、觸發(fā)有效，輸出脈沖可可重復(fù)觸發(fā)即觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)時(shí)，再次觸發(fā)有效，輸出脈沖可再維持一個(gè)脈寬。再維持一個(gè)脈寬。不可重復(fù)觸發(fā)即觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)時(shí)，再加觸發(fā)脈沖無效。不可重復(fù)觸發(fā)即觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)時(shí)，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(fù)觸發(fā)不可重復(fù)觸發(fā) 可重復(fù)觸發(fā)可重復(fù)觸發(fā) 本實(shí)驗(yàn)采用的集成單穩(wěn)觸發(fā)器為可重復(fù)觸發(fā)的本實(shí)驗(yàn)采用的集成單穩(wěn)觸發(fā)器為可重復(fù)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?zé)o效觸發(fā)沿?zé)o效 11QQ觸發(fā)沿?zé)o效觸發(fā)沿?zé)o效01下降沿下降沿連續(xù)觸發(fā)連續(xù)觸發(fā)X

8、X001復(fù)位為初態(tài)復(fù)位為初態(tài)CD4098實(shí)現(xiàn)脈沖延時(shí)的原理圖實(shí)現(xiàn)脈沖延時(shí)的原理圖TWI=1/2CX1RX1 決定從觸發(fā)信號(hào)決定從觸發(fā)信號(hào)(Ui)有效到有效到 燈亮的時(shí)間燈亮的時(shí)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(gè)單穩(wěn)態(tài)設(shè)成上升電路第一個(gè)單穩(wěn)態(tài)設(shè)成上升沿觸發(fā)，第二個(gè)單穩(wěn)態(tài)設(shè)成沿觸發(fā)，第二個(gè)單穩(wěn)態(tài)設(shè)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(shí)驗(yàn)底板介紹實(shí)驗(yàn)底板介紹注意電源的連接三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）輸入）輸入Vin接接TTL信號(hào)，當(dāng)信號(hào)，當(dāng)輸入信號(hào)頻率分別為輸入信號(hào)頻率分別為100kHz和和5kHz時(shí)，觀察輸入微分電路的時(shí)，觀察輸入微分電路的輸出輸出Vi 和輸入的關(guān)系，得出結(jié)和輸入的關(guān)系，得出結(jié)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(guān)系：的關(guān)系： T時(shí) ，理想耦合電路 = T時(shí) ，一般耦合電路 T時(shí) ，微分電路（2）當(dāng)輸入）當(dāng)輸入Vin接接5k

10、Hz TTL信號(hào)，用雙蹤示波器信號(hào)，用雙蹤示波器觀測(cè)并測(cè)試觀測(cè)并測(cè)試Vin和和Vi ，Va，Vb，Vc，Vout的波的波形（定量記錄電位器逆時(shí)針旋到底時(shí)形（定量記錄電位器逆時(shí)針旋到底時(shí)Vin、 Vb 、VC 、 Vout波形，波形，標(biāo)出周期、幅度、脈寬及標(biāo)出周期、幅度、脈寬及VTH ） 。 （3）通過改變）通過改變RW2，測(cè)試此電路輸出，測(cè)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(shí)時(shí)間的最大及最小定時(shí)時(shí)間twmin和和twmax。 VoutVin趣味實(shí)驗(yàn)：趣味實(shí)驗(yàn)：1 1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù) （1 1）通過分析）通過分析CD4098CD4098組成的延時(shí)電路設(shè)計(jì)一組成的延時(shí)電路設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)燈電路，可通過觸摸按鈕打開指示燈，延個(gè)延時(shí)燈電路，可通過觸摸按鈕打開指示燈，延時(shí)一定時(shí)間后使指使燈滅并且延時(shí)時(shí)間在時(shí)一定時(shí)間后使指使燈滅并且延時(shí)時(shí)間在1-151-15秒秒內(nèi)連續(xù)可調(diào)。內(nèi)連續(xù)可調(diào)。注意注意1 1、畫波形時(shí)，注意零點(diǎn)位