多諧振蕩器實訓(xùn)實驗報告

1、科學(xué)技術(shù)學(xué)院命昌大序SCIENCE & TECHNOLOGY COLLEGE OFNANCHANG UNIVERSITY工程訓(xùn)練報告REPORT ON ENGINEERING TRAINING題 目多諧振蕩電路實訓(xùn)報告學(xué)科部、系：信息學(xué)科部、電子系專業(yè)班級：電子信息工程111班學(xué) 號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：起訖 日期： 2012.10.222012.10.26本次實訓(xùn)為無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，它是一種簡單的振蕩電路。它不需要外加 激勵信號就便能連續(xù)地、周期性地自行產(chǎn)生矩形脈沖.該脈沖是由基波和多次諧 波構(gòu)成，因此稱為多諧振蕩器電路。多諧振蕩器可以由三極管構(gòu)成，也可以用 555或者通用門電路等來構(gòu)成。用

2、兩只三極管組成的多諧振蕩器，通常叫做三極 管無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。此次是三極管多諧振蕩電路以及555時基多諧振蕩電路的 實訓(xùn)。在本此實訓(xùn)中我們將用兩只三極管制作一個多諧振蕩器，并用它驅(qū)動兩只不 同顏色的發(fā)光二極管。在制作完成時，我們能看到兩只發(fā)光二極管交替點亮，并 且我們可以通過調(diào)整電路的參數(shù)來調(diào)整發(fā)光管點亮的時間。555定時器是一種中規(guī)模集成電路，它使用靈活、方便，被廣泛用于脈沖 的產(chǎn)生、整形、定時和延遲電路中。文中介紹了555定時器及其邏輯功能，以及 由其構(gòu)成的多諧振蕩器的工作原理，介紹555定時器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其原理。通過 制作555多諧振蕩電路進(jìn)一步了解其用途。關(guān)鍵詞：三極管，555定時器，

3、多諧振蕩電路 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 第一章 多諧振蕩電路簡介及工程實訓(xùn)的目的11多諧振蕩電路簡介11.2工程實訓(xùn)的目的1第二章 雙三極管多諧振蕩電路原理及內(nèi)容12.1雙三極管多諧振蕩器工作原理12.2實訓(xùn)器材22.3實訓(xùn)方法和步驟2第三章 555多諧振蕩電路原理及內(nèi)容3555定時器的內(nèi)部原理33.2實訓(xùn)器材53.3實訓(xùn)方法和步驟5 HYPERLINK l bookmark59 o Current Document 第四章 性能測試與分析54.1檢測電路板的焊接及元器件的安插5電路測試與分析6 HYPERL

4、INK l bookmark91 o Current Document 心得與體會6參考文獻(xiàn)6第一章 多諧振蕩器簡介及工程實訓(xùn)目的1.1多諧振蕩器簡介多諧振蕩器是一種能產(chǎn)生矩形波的自激振蕩器，也稱矩形發(fā)生器。“多諧”指 矩形波中除了基波成分外，還含有豐富的高次諧波成分。多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài)， 只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。在工作時，電路的狀態(tài)在這兩個暫穩(wěn)態(tài)之間自動地交替變換， 由此產(chǎn)生矩形波脈沖信號，常用作脈沖信號源及時序電路中的時鐘信號。多諧振 蕩器構(gòu)成分為：分立元件構(gòu)成、運放構(gòu)成、集成門電路構(gòu)成、集成施密特觸發(fā)器 組成的、晶體管穩(wěn)頻的、555集成電路組成。1.2工程實訓(xùn)目的了解多諧振蕩電路的工作原理。練習(xí)

5、焊接，掌握焊接技巧，能熟練、正確的焊接。學(xué)會正確識別元器件及正確判斷元器件的正負(fù)極。第二章雙三極管多諧振蕩器的制作2.1雙三極管多諧振蕩器工作原理多諧振器一般使用兩個反向的放大器施以正反饋構(gòu)成自激振蕩器，是一種無 穩(wěn)態(tài)電路，它在接通電源以后，不需要外加觸發(fā)信號，就能自動地不斷來回翻轉(zhuǎn)， 產(chǎn)生矩形脈沖。由于輸入的矩形波中含有很多諧波分量，故通常稱為多諧振蕩器， 又稱方波發(fā)生器，是方波發(fā)生器、延時電路以及存儲器的基本電路。圖1雙三極管多諧振蕩器圖1是多諧振蕩器的一種工作電路，電路中施加電源V后，三極管T1、 T2在電容的作用下，反復(fù)導(dǎo)通、截止，產(chǎn)生持續(xù)震蕩（因為某管截止時電容充 電，使此管導(dǎo)通，另

6、一管截止）。電路有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，或者是T1導(dǎo)通、T2截 止，或者是T1截止、T2導(dǎo)通，導(dǎo)通或截止的狀態(tài)決定于電路中電流的平衡。電路的尖頂觸發(fā)脈沖由三極管的管型決定：PNP管要求正極性脈沖觸發(fā)， NPN管要求負(fù)極性脈沖觸發(fā)；每觸發(fā)一次，電路翻轉(zhuǎn)一次，因此從翻轉(zhuǎn)次數(shù)的 多少，就可以計算輸入脈沖的個數(shù)，這就是多諧振蕩器電路能夠計算的基本工作 原理。設(shè)電路初始狀態(tài)V =0，V =1，T2管輸出的高電平經(jīng)電容C到地的方向給 電容充電，使T1得基極電壓VCE2以時間常數(shù)T=RC按指數(shù)曲線下降，產(chǎn)生如下 一BE13 2反饋過程：VliHi I I tVhK t -*VcE5 L使電路翻轉(zhuǎn)V =1, V =0

7、, T1管輸出的搞電平經(jīng)電容C到地的方向給電容充電，CE1CE21使T2的基極電壓V以時間常數(shù)T=R C按指數(shù)曲線下降，產(chǎn)生如下正反饋過程:BE22 3Vbb； I -*VcH2 f -VbEI 1 tVcEI I 1!使電路再次翻轉(zhuǎn)回到V =0，V =1，重復(fù)上述過程。2.2實訓(xùn)器材CE1 CE2（1）PNP型小功率三極管2支；（2）紅綠發(fā)光二極管各一支；（3）0.01UF 電容 2 只；（4）阻值33K、150歐的電阻各兩只；（5）實驗板；（6）導(dǎo)線若干；（7）電烙鐵，松香，直流穩(wěn)壓電源1臺，萬用表.2.3實訓(xùn)方法和步驟根據(jù)電路識別并選擇合適的元器件，用萬用表測量所選元器件的相關(guān)參數(shù);根據(jù)

8、電路圖對選擇的元器件繪出多諧振蕩器板圖。在電路板上進(jìn)行元件安插。進(jìn)行電路焊接。電路檢測調(diào)試，檢查是否達(dá)到實驗?zāi)康?。第三?55時基多諧振蕩電路的制作3.1 555定時器的內(nèi)部原理及組成的振蕩器原理圖555集成電路開始是作定時器應(yīng)用的，所以叫做555定時器或555時基電 路。但后來經(jīng)過開發(fā)，它除了作定時延時控制外，還可用于調(diào)光、調(diào)溫、調(diào)壓、 調(diào)速等多種控制及計量檢測。此外，還可以組成脈沖振蕩、單穩(wěn)、雙穩(wěn)和脈沖調(diào) 制電路，用于交流信號源、電源變換、頻率變換、脈沖調(diào)制等。由于它工作可靠、 使用方便、價格低廉，目前被廣泛用于各種電子產(chǎn)品中，555集成電路內(nèi)部有幾 十個元器件，有分壓器、比較器、基本R-

9、S觸發(fā)器、放電管以及緩沖器等，電路 比較復(fù)雜，是模擬電路和數(shù)字電路的混合體，如圖2所示。5耳圖2 555集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖555集成電路是8腳封裝，雙列直插型，如圖3(A)所示，按輸入輸出的排列 可看成如圖3(B)所示。其中6腳稱閾值端(TH)，是上比較器的輸入；2腳稱觸發(fā) 端(TR)，是下比較器的輸入；3腳是輸出端(Vo)，它有O和1兩種狀態(tài)，由輸入 端所加的電平?jīng)Q定；7腳是放電端(DIS)，它是內(nèi)部放電管的輸出，有懸空和接地 兩種狀態(tài)，也是由輸入端的狀態(tài)決定；4腳是復(fù)位端(MR)，加上低電平時可使輸 出為低電平；5腳是控制電壓端(Vc)，可用它改變上觸發(fā)電平值；8腳是電源端，1 腳是地端。

10、圖 3555 集成電路封裝圖我們也可以把555電路等效成一個帶放電開關(guān)的R-S觸發(fā)器，如圖4(a)所示， 這個特殊的觸發(fā)器有兩個輸入端：閾值端(TH)可看成是置零端R，要求高電平， 觸發(fā)端(TR)可看成是置位端S，要求低電平，有一個輸出端Vo, Vo可等效成觸 發(fā)器的Q端，放電端(DIS)可看成是由內(nèi)部放電開關(guān)控制的一個接點，由觸發(fā)器 的Q端控制：Q=1時DIS端接地，Q=0時DIS端懸空。另外還有復(fù)位端MR， 控制電壓端 Vc，電源端VDD地端GND。這個特殊觸發(fā)器有兩個特點：兩個輸入端的觸發(fā)電平要求一高一低，置零端R即閾值端(TH)要求高電 平，而置位端 s 即觸發(fā)端(TR)則要求低電乎；

11、兩個輸入端的觸發(fā)電平使輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn)的閾值電壓值也不同，當(dāng)V c端不 接控制電壓時，對TH(R)端來講，2/3Vdd是高電平1, 2/3VDD是低電平0:而對 TR(S)端來講，1/3Vdd是高電平1，1/3Vdd是低電平0。如果在控制端(Vc)上 控制電壓Vc時，這時上觸發(fā)電平就變成Vc值，下觸發(fā)電平就變成1/2Vc值， 可 見改變控制端的控制電壓值就可以改變上下觸發(fā)電平值。它的功能表見圖4(b)所示。MRVyYc GNDSinRSVoPIS110接地101Qn：保持*01開路o .*0接窟(a)(b)圖4 555電路等效RS觸發(fā)器由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖5(a)所示，其工作波形見圖

12、 5(b)。接通電源后，電源VDD通過R1和R2對電容C充電，當(dāng)Uc1/3VDD時，振 蕩器輸出Vo=1,放電管截止。當(dāng)Uc充電到2/3Vdd后，振蕩器輸出Vo翻轉(zhuǎn)成 0，此時放電管導(dǎo)通，使放電端(DIS)接地，電容C通過R2對地放電，使Uc下 降。當(dāng)Uc下降到1/3Vdd后，振蕩器輸出Vo又翻轉(zhuǎn)成1,此時放電管又截止， 使放電端(DIS)不接地，電源VDD通過R1和R2又對電容C充電，又使Uc從1/3Vdd 上升到2/3Vdd，觸發(fā)器又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，如此周而復(fù)始，從而在輸出端Vo得到連續(xù) 變化的振蕩脈沖波形。脈沖寬度TL=0.7R2C，由電容C放電時間決定；TH=0.7(R1+R2)C，由電容C

13、充電時間決定，脈沖周期T=TH+TL。圖5 555構(gòu)成多諧振蕩器圖6 555振蕩器原理圖3.2實訓(xùn)器材1、555定時器一只；2、10uf、0.01uf的電容各一只；3、5.1K、10K的電阻各一只；4、蜂鳴器一個；5、導(dǎo)線若干；6、電烙鐵，松香，直流穩(wěn)壓電源1臺，萬用表3.3實訓(xùn)方法和步驟根據(jù)電路識別并選擇合適的元器件，用萬用表測量所選元器件的相關(guān)參數(shù);根據(jù)電路圖對選擇的元器件繪出多諧振蕩器版圖。在電路板上進(jìn)行元件安插。進(jìn)行電路焊接。電路檢測調(diào)試，檢查是否達(dá)到實驗?zāi)康摹５谒恼滦阅軠y試與分析4.1檢測電路板的焊接及元器件的安插注意注意二極管、電解電容的正負(fù)極不能接反，三極管三個腳連接要注 意，以

14、免接錯線。分辨分辨二極管的正負(fù)極。用萬用表測量。管腳長者為正極。二極管下端有缺口的為負(fù)極。管內(nèi)芯片多者為負(fù)極，一般情況下不易區(qū)分，故不用。如何分辨電解電容的正負(fù)極：用萬用表測量。管腳長者為正極。電容表面若為黑則有白帶者為負(fù)極，電容表面若為白則有黑帶著為負(fù) 極。注意555定時器各腳管之間連接的要正確，而且2與6之間短接時應(yīng)小心 焊錫絲過多出現(xiàn)短路情況。4.2電路測試與分析雙三極管多諧振蕩電路可能出現(xiàn)的結(jié)果（1）發(fā)光二極管不亮。（2）發(fā)光二極管不能交替發(fā)光。（3）發(fā)光二極管亮但不發(fā)光。（4）發(fā)光二極管亮滅時間不均等。（5）單個發(fā)光二極管亮?？赡艿脑虬l(fā)光二極管不亮可能原因（1）發(fā)光二極管本身燒壞。

15、（2）發(fā)光二極管接反了。發(fā)光二極管不能交替發(fā)光可能是電容處短路。發(fā)光二極管亮但不發(fā)光可能是電容接反或損壞。發(fā)光二極管亮滅時間不均等可能是電阻阻值不等。555多諧振蕩電路可能出現(xiàn)的結(jié)果（1）蜂鳴器不響或響一下就不響了。（2）蜂鳴器長響。（3）蜂鳴器響的周期過長或過短?？赡茉?.555芯片損壞。蜂鳴器本身損壞。蜂鳴器接反了。部分電路短接。電解電容損壞。6選取的電阻阻值影響。實訓(xùn)中雙三極管多諧振蕩電路中，兩個二極管交叉亮滅，閃爍頻率正常。由555 定時器組成的多諧振蕩器電路中，蜂鳴器能正常發(fā)出聲音，但周期很短。實訓(xùn)較 為成功.心得與體會一個星期的工程實訓(xùn)中，老師講解了由三極管與555定時器的多諧振蕩電 路。我們了解并學(xué)到了新的知識。其中又講到了三極管的原理，讓我們對剛學(xué)的 理論知識又的到了鞏固，并且了解了其在實際電路中的應(yīng)用。實訓(xùn)中講到的555 定時器是我們以前極少接觸的，此次實訓(xùn)讓我們又學(xué)到了新的知識，擴(kuò)充了知識 領(lǐng)域。在實訓(xùn)中，元器件安插與電路的焊接尤其重要，例如實訓(xùn)中用到的二