实验报告五(脉冲波形发生电路的设计)_林子坤_2014011541

1、实验名称：脉冲波形发生电路的设计实验者姓名：林子坤实验者学号：2014011541实验分组：DA43-229实验完成日期：2015年12月16日一、实验报告1、画出调试成功后的电路图，并说明各模块电路的工作原理。a、必做任务工作原理：（1）输入模块功能：当光电三极管接收到红外发射管发射的红外光时，输入模块输出高电平，红外光被挡住时输出低电平。R2的计算：由于“光电三极管的集电极电流在几十微安到几毫安之间”，即100A<Ic<10mA500<R2=Vcc/Ic<50k取R2=5k，或根据实验器材进行相应调整至满足条件。（2）微分整流电路功能：为了使输入的低电平脉冲尽快回到

2、高电平以避免遮挡时间过长对实验效果的影响。（3）单稳态触发器功能：用555定时器接成的单稳态触发器，将之前的模块产生的输入信号接入TRI，即可实现单稳态触发。相关元件取值的计算：由于脉冲宽度要求为1s至5s，即Tw=RClnVcc-0Vcc-23Vcc=RCln31s<Tw<5s1<RCln3<5满足0.910<RC<4.55即可（其中R、C为电路图中的R4、C2）取R4=220k，C2=10F。或根据实验器材进行相应调整至满足RC条件。b、选做任务工作原理：（1）（3）工作原理与上题同。（4）PNP三极管模块功能：当vI为低电平时，三极管导通，将C2迅速放

3、电，直到vI回到高电平，C2才重新开始充电。在此期间，期间vO一直保持在高电平状态。这样组装，每当vI变为低点平时，都可以让C2重新开始充电，从而实现重复触发。（5）D触发器模块功能：使电路的触发状态变得更加稳定。2、用示波器记录关键节点的电压波形,并给出分析过程。a、必做任务：从波形中可见，当输入一个脉冲信号后，输出会经历一个暂稳态过程。b、选做任务从波形中可见，当输入多个连续的脉冲信号，输出高电平的持续时间也延长了，说明重复触发成功。3、总结（1）脉冲波形产生电路的设计和调试步骤。设计步骤：1、划分模块，例如在上文中列举出的5个电路模块，并设计相应电路。2、根据实验要求设计参数。3、用Mu

4、ltisim仿真验证设计是否合理。调试步骤：1、检查电路所有的Vcc端和GND端是否接好，各个芯片是否正常供电。2、检查各个小部分是否能够正常工作：如果有一些部分不能正常工作，则先检查芯片是否存在故障。若芯片无故障，检查原理图是否正确、接线是否正确。3、检查整个电路是否能够正常工作：如果不能正常工作，则需要检查各个连接结点是否接好。若结点接好，检查原理图是否正确、接线是否正确。4、最后检验显示结果是否正确。如果不正确，重新进行前面几步的调试。（2）其他功能电路的设计和调试步骤，注明元件取值并说明理由。 设计步骤：1、阅读新元件（如PNP三极管、光电管等）的参数及使用方法，并设计相应电路。2、根

5、据实验要求设计参数。3、用Multisim仿真验证设计是否合理。调试步骤：1、确认其他功能电路设计正确，元件使用方法正确。2、检查电路所有的Vcc端和GND端是否接好，各个芯片是否正常供电。3、检查各个小部分是否能够正常工作：如果有一些部分不能正常工作，则先检查芯片是否存在故障。若芯片无故障，检查原理图是否正确、接线是否正确。4、检查整个电路是否能够正常工作：如果不能正常工作，则需要检查各个连接结点是否接好。若结点接好，检查原理图是否正确、接线是否正确。5、最后检验显示结果是否正确。如果不正确，重新进行前面几步的调试。元件取值：a、由于“光电三极管的集电极电流在几十微安到几毫安之间”，即100

6、A<Ic<10mA500<R2=Vcc/Ic<50k取R2=5k，或根据实验器材进行相应调整至满足条件。b、由于脉冲宽度要求为1s至5s，即Tw=RClnVcc-0Vcc-23Vcc=RCln31s<Tw<5s1<RCln3<5满足0.910<RC<4.55即可（其中R、C为电路图中的R4、C2）取R4=220k，C2=10F。或根据实验器材进行相应调整至满足RC条件。（3）在实验中遇到的问题及解决方法。遇到的问题：（1）虽然持续被遮挡时数码管显示正常，但是LED灯过一会儿就熄灭了。（2）解决了问题（1）之后，无法在短时间内再次被触发

7、。解决方法：（1）删去电容C1。因为微分整流电路是为了使输入的低电平脉冲尽快回到高电平以避免遮挡时间过长对实验效果的影响，这与我们的目标相反。（2）加入D触发器。二、思考题1、R1的选取应考虑哪些因素？这次实验中D1导通的正向电流是多少、导通压降是多少?（1）R1的选取考虑因素：不能太小，否则电流太大会烧坏红外发射管；不能太大，否则红外发射管发光强度不够，不足以使接收管导通。（2）查阅资料后可得，红外发光二极管D1的导通压降约为1.4V，正向导通电流为（5-1.4）/1000=3.6mA。2. 请简述 R2选取原则。在实验中使用的是74HC系列器件,若将其更换为74LS系列器件R2取值会发生什么变化。R2选取的原则：当光电三极管接收到红外发射管发射的红外光时，输入模块输出高电平，红外光被挡住时输出低电平。有光照时：R2需要满足VCC-IR2<VTH；无光照时：R2需要满足VC