實(shí)驗(yàn)一觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)波形整形及脈沖延時(shí)的研究—1

1、實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)波形整形及脈沖延時(shí)的研究觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)波形整形及脈沖延時(shí)的研究-1內(nèi)容綱要內(nèi)容綱要1.實(shí)驗(yàn)課程簡介2. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 實(shí)驗(yàn)原理4. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容5. 實(shí)驗(yàn)要求1. 實(shí)驗(yàn)課程簡介實(shí)驗(yàn)課程簡介 課程名稱：電子技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)課程名稱：電子技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)2 2 （數(shù)字電路綜合實(shí)驗(yàn)）（數(shù)字電路綜合實(shí)驗(yàn)） 課程要求：課程要求：2020學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) ，1 1學(xué)分，必修課學(xué)分，必修課 教材：教材：電子技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教程電子技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教程（二）綜合篇（二）綜合篇 陳瑜主編陳瑜主編 電子科技大學(xué)出版社電子科技大學(xué)出版社 20122012年年 考核方式：考核方式： 總成績總成績= =平時(shí)成績（平時(shí)成績（50

2、%50%）+ + 考試成績（考試成績（50%50%） 平時(shí)成績平時(shí)成績= =實(shí)驗(yàn)操作成績（實(shí)驗(yàn)操作成績（10%10%）+ + 實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績（實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績（90%90%） 考試成績考試成績= =考試演示操作成績（考試演示操作成績（50%50%） + +考試測試參數(shù)成績（考試測試參數(shù)成績（ 20%20%） + +考試實(shí)驗(yàn)技能與實(shí)驗(yàn)理論成績（考試實(shí)驗(yàn)技能與實(shí)驗(yàn)理論成績（30%30%） 本課程要求重點(diǎn)在于提高發(fā)現(xiàn)問題、分析及判斷問題以本課程要求重點(diǎn)在于提高發(fā)現(xiàn)問題、分析及判斷問題以及解決問題的能力，要加強(qiáng)課前預(yù)習(xí)，逐步掌握一定的故障及解決問題的能力，要加強(qiáng)課前預(yù)習(xí)，逐步掌握一定的故障判斷和排除的方法，

3、學(xué)習(xí)對數(shù)字電路的綜合運(yùn)用能力。判斷和排除的方法，學(xué)習(xí)對數(shù)字電路的綜合運(yùn)用能力。 根據(jù)下次實(shí)驗(yàn)要求預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理，熟悉測試方案。請根據(jù)下次實(shí)驗(yàn)要求預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理，熟悉測試方案。請將實(shí)驗(yàn)教材中將實(shí)驗(yàn)教材中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容前的預(yù)習(xí)思考題提前回答在實(shí)驗(yàn)報(bào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容前的預(yù)習(xí)思考題提前回答在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上告上。課程目的及要求課程目的及要求實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與順序?qū)嶒?yàn)內(nèi)容與順序 1 1、 實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)波形整形及脈沖延時(shí)的研究觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)波形整形及脈沖延時(shí)的研究-1-1 2 2、 實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)波形整形及脈沖延時(shí)的研究觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)波形整形及脈沖延時(shí)的研究-2-2 3 3、 實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 555555定時(shí)器的應(yīng)用定時(shí)器的

4、應(yīng)用-1-1 4 4、 實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 555555定時(shí)器的應(yīng)用定時(shí)器的應(yīng)用-2-2 5 5、 實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 數(shù)據(jù)選擇和譯碼顯示數(shù)據(jù)選擇和譯碼顯示-1-1 6 6、 實(shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)六 數(shù)據(jù)選擇和譯碼顯示數(shù)據(jù)選擇和譯碼顯示-2-2 7 7、 實(shí)驗(yàn)八實(shí)驗(yàn)八 電子秒表電子秒表-1-1 8 8、 實(shí)驗(yàn)九實(shí)驗(yàn)九 電子秒表電子秒表-2-2 9 9、 綜合訓(xùn)練綜合訓(xùn)練 1010、綜合測試、綜合測試 如何取得優(yōu)異的平時(shí)成績?nèi)绾稳〉脙?yōu)異的平時(shí)成績? 1 1、按時(shí)上課。、按時(shí)上課。 2 2、課上認(rèn)真進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，完成數(shù)據(jù)的原始記錄，、課上認(rèn)真進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，完成數(shù)據(jù)的原始記錄， 并由教師檢查。并由教師檢查。 3 3、保持

5、實(shí)驗(yàn)室整潔，下課前整理好實(shí)驗(yàn)平臺。、保持實(shí)驗(yàn)室整潔，下課前整理好實(shí)驗(yàn)平臺。 4 4、按要求撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。、按要求撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 掌握使用集成門電路構(gòu)成施密特觸發(fā)器的基本方法。掌握使用集成門電路構(gòu)成施密特觸發(fā)器的基本方法。 掌握集成施密特觸發(fā)器在波形整形電路中的作用。掌握集成施密特觸發(fā)器在波形整形電路中的作用。 2、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康哪康氖┟芴赜|發(fā)器施密特觸發(fā)器3、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)原理3、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)原理施密特觸發(fā)器不同于其它的各類觸發(fā)器，施密特觸發(fā)器不同于其它的各類觸發(fā)器，施密特觸發(fā)器屬于施密特觸發(fā)器屬于“電平觸發(fā)電平觸發(fā)”型電路。型電路。施密特觸發(fā)器具有以下特點(diǎn)：施密特觸發(fā)器具有以下特點(diǎn)：觸發(fā)信號

6、觸發(fā)信號U UININ可以是變化緩慢的模擬信號可以是變化緩慢的模擬信號, , U UININ達(dá)某一電平值時(shí)，輸出電壓達(dá)某一電平值時(shí)，輸出電壓U UOUTOUT突變。突變。 輸入信號增加和減小時(shí)，分別對應(yīng)兩個輸入信號增加和減小時(shí)，分別對應(yīng)兩個閾值電壓。閾值電壓。3、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)原理施密特觸發(fā)器的輸入輸出波形施密特觸發(fā)器的輸入輸出波形同相傳輸同相傳輸VT+VT0VOHVOL0ttVinVout反相傳輸反相傳輸VT+VT0VOHVOL0ttVinoutV3、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)原理施密特觸發(fā)電路的應(yīng)用施密特觸發(fā)電路的應(yīng)用 用于波形變換用于波形變換: 用于脈沖整形：用于脈沖整形：用于脈沖鑒幅：用于脈沖鑒幅

7、：3、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)原理（1 1）門電路組成的施密特觸發(fā)器）門電路組成的施密特觸發(fā)器TH4W1TV)RR1 (VTH4W1TV)RR1 (V本實(shí)驗(yàn)中：本實(shí)驗(yàn)中： VT+為為 (2.5V4.775V) VT-為為 (0.267V2.5V)改變改變RW1及及R4的值可改變的值可改變VT+、 VT- 。注意：注意： RW1應(yīng)小于應(yīng)小于R4。電路中兩個電路中兩個CMOSCMOS反相器串聯(lián)，反相器串聯(lián)，分壓電阻分壓電阻R RW1W1、R R4 4將將輸出端的電壓反饋輸出端的電壓反饋到輸入端對電路產(chǎn)到輸入端對電路產(chǎn)生影響。生影響。 Vin Rw1 5k VI1 1 G1 5.6k VO1 1 G2 Vou

8、t outVR4 3、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)原理 假定電路中假定電路中CMOS反相器的閾值電壓反相器的閾值電壓VthVDD/2，RW1 R4,且輸入信號且輸入信號vI為三角波為三角波，下面分析電路的工作過程。，下面分析電路的工作過程。 由電路不難看出，由電路不難看出，G1門的輸入電平門的輸入電平v1決決定著電路的狀態(tài)，根據(jù)疊加原理有：定著電路的狀態(tài)，根據(jù)疊加原理有：當(dāng)當(dāng)vin=0V時(shí)，輸出端時(shí)，輸出端vOut=0V。此時(shí)。此時(shí)v10V。當(dāng)輸入信號電壓從當(dāng)輸入信號電壓從0V逐漸增加，只要逐漸增加，只要v1 V Vthth時(shí)，電路狀態(tài)維持時(shí)，電路狀態(tài)維持v vOutOut= =V VDDDD不變。不變。v

9、 v繼續(xù)上升至最大值后開始下降，當(dāng)繼續(xù)上升至最大值后開始下降，當(dāng)v v11=V=Vthth時(shí)，電路產(chǎn)生如下正反饋過程：時(shí)，電路產(chǎn)生如下正反饋過程： Vin Rw1 5k VI1 1 G 1 5.6k VO 1 1 G2 Vout outVR4 這樣電路又迅速轉(zhuǎn)換為這樣電路又迅速轉(zhuǎn)換為v vO O0V0V的狀態(tài)，此時(shí)的輸入電平為的狀態(tài)，此時(shí)的輸入電平為v v減小減小時(shí)的閾值電壓，稱為負(fù)向閾值電壓，用時(shí)的閾值電壓，稱為負(fù)向閾值電壓，用V VT-T-表示。將表示。將V VDD=2DD=2V Vthth代入，代入，根據(jù)下式根據(jù)下式 可算出?？伤愠觥Ｖ灰獫M足只要滿足v v V VT-T-， 施密特電路就

10、穩(wěn)定在施密特電路就穩(wěn)定在v vO O0V0V的狀態(tài)。的狀態(tài)?？汕罂汕?得回差電壓為得回差電壓為 V VT T=V=VT+- -V VT-T- 上式表明，回差電壓的大小可以通過改變上式表明，回差電壓的大小可以通過改變R RW1W1、R R4 4的比值來調(diào)節(jié)。的比值來調(diào)節(jié)。電路工作波形及傳輸特性如右圖所示。電路工作波形及傳輸特性如右圖所示。3、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)原理（2 2）集成施密特觸發(fā)器）集成施密特觸發(fā)器CD40106CD40106 參數(shù)名稱VDD / V最小值/ V最大值/ V典型值VT+上限閾值電壓510152.24.66.83.67.110.82.95.98.8VT-下限閾值電壓510150

11、.92.542.85.27.41.93.95.8VT滯回電壓510150.31.21.61.63.45.00.92.33.53、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)原理V=(10K/16.8K) 5V 3 VCD40106測試電路V3、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)原理電源VDD=5V時(shí), VT+為(2.23.6)V,典型值為2.9V; VT-為(0.92.8)V,典型值為1.9V本實(shí)驗(yàn)中:V=(10K/16.8K) *5V 約= 3 V輸入信號疊加在3V直流電平上,如圖所示3、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)原理1 1、測試由、測試由CMOSCMOS門電路組成的如圖門電路組成的如圖2.1.42.1.4的施密特觸發(fā)器電路。的施密特觸發(fā)器電路。輸入端

12、輸入端V Vinin接接2kHz2kHz、直流偏置為、直流偏置為0 0，, ,V VPPPP=10V=10V（帶載實(shí)測）的三角（帶載實(shí)測）的三角波信號，改變波信號，改變R RW1W1的值，用雙蹤示波器觀測兩組的值，用雙蹤示波器觀測兩組V Vinin和和V Voutout的波形的波形變化情況，分別畫出兩組輸入、輸出波形并標(biāo)出變化情況，分別畫出兩組輸入、輸出波形并標(biāo)出V VT+T+及及V VT T 。討論。討論并說明并說明R RW1W1的改變與輸出變化的關(guān)系。的改變與輸出變化的關(guān)系。4、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 Vin Rw1 5k VI1 1 G 1 5.6k VO 1 1 G2 Vout outVR

13、4 測試照片測試照片4、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2測試用測試用CD40106實(shí)現(xiàn)的如圖實(shí)現(xiàn)的如圖2.1.8所示集成施密特觸發(fā)器整形電路。所示集成施密特觸發(fā)器整形電路。輸入端輸入端Vin接接2kHz的正弦波，按表的正弦波，按表2.1.3中所給不同幅度的輸入情況，觀測中所給不同幅度的輸入情況，觀測輸出信號輸出信號Vout，將所測輸出信號的幅度填入表，將所測輸出信號的幅度填入表2.1.3中，并畫出輸入中，并畫出輸入Vin為為6V時(shí)的時(shí)的Vi和輸出和輸出Vout的波形圖，實(shí)測此時(shí)電路的的波形圖，實(shí)測此時(shí)電路的VT+以及以及VT-，與理論，與理論值相比較。討論并說明輸入信號幅度的改變對輸出波形的影響。值相比較

14、。討論并說明輸入信號幅度的改變對輸出波形的影響。 表2.1.3 集成施密特觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)電路測試表輸入信號幅度輸入信號幅度（帶載實(shí)測）（帶載實(shí)測）1.6V2.0V4.5V5.6V6.0V6.4V輸出信號幅度輸出信號幅度討論并說明輸入信號幅度的改變與輸出變化的關(guān)系。討論并說明輸入信號幅度的改變與輸出變化的關(guān)系。 4、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)底板介紹實(shí)驗(yàn)底板介紹注意電源注意電源的連接的連接穩(wěn)壓輸出穩(wěn)壓輸出指示燈指示燈4、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、應(yīng)先檢查電源是否連接正確，再檢查電路連接是、應(yīng)先檢查電源是否連接正確，再檢查電路連接是否正確。否正確。2 2所有測試輸入幅度均要求帶載實(shí)測。所有測試輸入幅度均要求帶載實(shí)測。3 3、注意、注意故障判斷故障判斷。并不是所有無脈沖輸出的電路都存。并不是所有無脈沖輸出