8、波形产生及单稳态触发器ppt课件

实验八波形产生及单稳态触发器 1 熟悉多谐振荡器的电路特点及振荡频率估算方法 2 掌握单稳态触发器的使用 一 实验目的 二 实验仪器 1 数字电路实验箱一台2 双踪示波器3 器件74LS00二输入端四与非门1片CD4069六反相器1片74LS04六反相器1片电位器10K 1只 数字电路区别于模拟电路的主要特点之一是 它的工作信号是离散的脉冲信号 最常用的脉冲信号是方波 矩形波 如何产生方波以及对不理想的方波如何整形 是本实验讨论的重点 脉冲波形和参数1 脉冲是突然变化的 间断的电压或电流 2 产生 变换 传输和测量各种脉冲信号的电路 脉冲电路 直接产生所需要的矩形脉冲的电路 脉冲振荡电路 把非矩形信号变成矩形信号的电路 脉冲整形电路 3 脉冲波形的参数 1 脉冲幅度Um 脉冲从起始值到峰值之间的变化幅度 2 脉冲前沿时间tr 脉冲从0 1Um变到0 9Um所需要的时间 3 脉冲后沿时间tf 脉冲从0 9Um变到0 1Um所需要的时间 4 脉冲宽度tW 脉冲半高处的宽度 5 脉冲重复的频率f和周期T 6 脉冲空度D 脉冲周期与宽度之比D T tw占空比q 脉冲空度的倒数q 1 D 多谐振荡器无需外加触发信号就能周期性地自动翻转 产生幅值和宽度一定的矩形脉冲 因而又称为无稳态电路 它可由分立元件 集成运放以及门电路组成 多谐振荡器的特点 电路无稳态 但有两个暂稳态 这两个暂稳态每隔一定时间就自动地 周期性地交替转换 从而形成周期性矩形脉冲 每一暂稳态的持续时间 由电路本身的参数决定 多谐振荡器 多谐振荡器的逻辑符号 RC环形振荡器 利用逻辑门电路的传输延迟时间 将奇数个与非门首尾相接 就可以构成一个简单的环形振荡器 门电路组成的多谐振荡器的结构 0 1 0 1 0 1 设Uo3为高电平 它反馈到G1门的输入端 经G1门延迟Tpd后产生一个负跳变Uo1 再经G2延迟后产生一个正跳变Uo2 最后经G3延迟使Uo3为负电平 这个负电平反馈到G1门的输入端 延迟3Tpd又使Uo3为正 如此往复形成振荡 优点 电路结构简单 所用元件少 缺点 频率太高 并且不可调整 其振荡周期为6tpd 带有RC电路的环形多谐振荡器 在原电路的基础上添加RC延时电路 便可以克服上图的不足 门电路组成的多谐振荡器的结构 注意 R不能太大 否则会使门3始终处于导通状态 导致电路不能起振 单稳态触发器的特点 电路有一个稳态 一个暂稳态 在外来触发信号的作用下 电路由稳态翻转到暂稳态 暂稳态是一个不能长久保持的状态 暂稳态的持续时间取决于RC电路的参数值 单稳态触发器 只有一个稳定状态 这个稳定状态不是 0 就是 1 单稳态触发器的逻辑符号 微分型单稳态触发器 门电路组成的单稳态触发器的结构 积分型单稳态触发器 定时 由于单稳态电路能够产生一定宽度tW的矩形脉冲 利用这个矩形脉冲去控制某个电路 则可以使其在时间tW内动作 或不动作 例如 利用宽度为tW的正矩形脉冲作为与门输入的信号之一 则只有这个矩形波存在的时间内 信号才有可能通过与门 延时 利用单稳可以取得延时作用 延长的时间可以通过R C调节 单稳态触发器的应用 脉冲的整形 方波发生器 单稳态触发器的应用 注 合理调节两电路的参数 可得到符合要求的输出脉冲 多谐振荡器 单稳态触发器用途比较 多谐振荡器主要用于a 直接产生符合要求的矩形脉冲 b 是通过整形电路对已有的波形进行整形 变换 使之符合系统的要求 单稳态触发器主要用于将脉冲宽度不符合要求的脉冲变换成符合要求的脉冲宽度 六反相器CD4069引脚图 现代电子技术实验 四 实验内容 1 多谐振荡器 现代电子技术实验 四 实验内容 1 多谐振荡器 1 由CMOS门构成多谐振荡器 现代电子技术实验 四 实验内容 1 多谐振荡器 输出的频率为1KHZ 波形图如下 Vi Vo 四 实验内容 1 多谐振荡器 四 实验内容 1 多谐振荡器 由TTL门电路构成 R为限流电阻 用于输出波形整形 电路利用电容C的充放电过程 控制A点电压VA 从而控制非门的自动启闭 形成多谐振荡 电容C的充电时间tw1 放电时间tw2和总的振荡周期T分别为 tw1 0 94R2C tw2 1 26R2C T 2 2R2C调节R2和C的大小可改变电路输出的振荡频率 R2 四 实验内容 B Vo A B Vo A B Vo A B A 四 实验内容 2 单稳态触发器 四 实验内容 五 实验报告 整理实验数据及波形 2 画出振荡器与单稳态触发器联调实验电路图 3 写出实验中各电路脉宽估算值 并与实验结果对