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(jiǎn)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(jiǎn)介實(shí)驗(yàn)課程簡(jiǎn)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(jī)總成績(jī)= =平時(shí)成績(jī)（平時(shí)成績(jī)（50

2、%50%）+ + 考試成績(jī)（考試成績(jī)（50%50%） 平時(shí)成績(jī)平時(shí)成績(jī)= =實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)（實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)（10%10%）+ + 實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)（實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)（90%90%） 考試成績(jī)考試成績(jī)= =考試演示操作成績(jī)（考試演示操作成績(jī)（50%50%） + +考試測(cè)試參數(shù)成績(jī)（考試測(cè)試參數(shù)成績(jī)（ 20%20%） + +考試實(shí)驗(yàn)技能與實(shí)驗(yàn)理論成績(jī)（考試實(shí)驗(yàn)技能與實(shí)驗(yàn)理論成績(jī)（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(duì)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(duì)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(cè)試方案。請(qǐng)根據(jù)下次實(shí)驗(yàn)要求預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理，熟悉測(cè)試方案。請(qǐng)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(cè)試、綜合測(cè)試 如何取得優(yōu)異的平時(shí)成績(jī)?nèi)绾稳〉脙?yōu)異的平時(shí)成績(jī)? 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(tái)。、保持實(shí)驗(yàn)室整潔，下課前整理好實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 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(hào)

6、觸發(fā)信號(hào)U UININ可以是變化緩慢的模擬信號(hào)可以是變化緩慢的模擬信號(hào), , 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(hào)增加和減小時(shí)，分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)輸入信號(hào)增加和減小時(shí)，分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)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

7、幅：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(gè)電路中兩個(gè)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(duì)電路產(chǎn)到輸入端對(duì)電路產(chǎn)生影響。生影響。 Vin Rw1 5k VI1 1 G1 5.6k VO1 1 G2 Vo

8、ut 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(hào)且輸入信號(hào)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(hào)電壓從當(dāng)輸入信號(hào)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。

9、v 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

10、電路就穩(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510

11、150.92.542.85.27.41.93.95.8VT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(cè)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(hào)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(cè)試由、測(cè)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。

12、輸入端輸入端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(cè)）的三角（帶載實(shí)測(cè)）的三角波信號(hào)，改變波信號(hào)，改變R RW1W1的值，用雙蹤示波器觀測(cè)兩組的值，用雙蹤示波器觀測(cè)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 ou

13、tVR4 測(cè)試照片測(cè)試照片4、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2測(cè)試用測(cè)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(cè)中所給不同幅度的輸入情況，觀測(cè)輸出信號(hào)輸出信號(hào)Vout，將所測(cè)輸出信號(hào)的幅度填入表，將所測(cè)輸出信號(hào)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(cè)此時(shí)電路的的波形圖，實(shí)測(cè)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(hào)幅度的改變對(duì)輸出波形的影響。值

14、相比較。討論并說明輸入信號(hào)幅度的改變對(duì)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(cè)試表輸入信號(hào)幅度輸入信號(hào)幅度（帶載實(shí)測(cè)）（帶載實(shí)測(cè)）1.6V2.0V4.5V5.6V6.0V6.4V輸出信號(hào)幅度輸出信號(hào)幅度討論并說明輸入信號(hào)幅度的改變與輸出變化的關(guān)系。討論并說明輸入信號(hào)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(cè)試輸入幅度均要求帶載實(shí)測(cè)。所有測(cè)試輸入幅度均要求帶載實(shí)測(cè)。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