实验一 触发器实现波形整形及脉冲延时的研究—1

1、实验一实验一 触发器实现波形整形及脉冲延时的研究触发器实现波形整形及脉冲延时的研究-1内容纲要内容纲要1.实验课程简介2. 实验目的3. 实验原理4. 实验内容5. 实验要求1. 实验课程简介实验课程简介 课程名称：电子技术应用实验课程名称：电子技术应用实验2 2 （数字电路综合实验）（数字电路综合实验） 课程要求：课程要求：2020学时学时 ，1 1学分，必修课学分，必修课 教材：教材：电子技术应用实验教程电子技术应用实验教程（二）综合篇（二）综合篇 陈瑜主编陈瑜主编 电子科技大学出版社电子科技大学出版社 20122012年年 考核方式：考核方式： 总成绩总成绩= =平时成绩（平时成绩（50

2、%50%）+ + 考试成绩（考试成绩（50%50%） 平时成绩平时成绩= =实验操作成绩（实验操作成绩（10%10%）+ + 实验报告成绩（实验报告成绩（90%90%） 考试成绩考试成绩= =考试演示操作成绩（考试演示操作成绩（50%50%） + +考试测试参数成绩（考试测试参数成绩（ 20%20%） + +考试实验技能与实验理论成绩（考试实验技能与实验理论成绩（30%30%） 本课程要求重点在于提高发现问题、分析及判断问题以本课程要求重点在于提高发现问题、分析及判断问题以及解决问题的能力，要加强课前预习，逐步掌握一定的故障及解决问题的能力，要加强课前预习，逐步掌握一定的故障判断和排除的方法，

3、学习对数字电路的综合运用能力。判断和排除的方法，学习对数字电路的综合运用能力。 根据下次实验要求预习实验原理，熟悉测试方案。请根据下次实验要求预习实验原理，熟悉测试方案。请将实验教材中将实验教材中实验内容前的预习思考题提前回答在实验报实验内容前的预习思考题提前回答在实验报告上告上。课程目的及要求课程目的及要求实验内容与顺序实验内容与顺序 1 1、 实验一实验一 触发器实现波形整形及脉冲延时的研究触发器实现波形整形及脉冲延时的研究-1-1 2 2、 实验二实验二 触发器实现波形整形及脉冲延时的研究触发器实现波形整形及脉冲延时的研究-2-2 3 3、 实验三实验三 555555定时器的应用定时器的

4、应用-1-1 4 4、 实验四实验四 555555定时器的应用定时器的应用-2-2 5 5、 实验五实验五 数据选择和译码显示数据选择和译码显示-1-1 6 6、 实验六实验六 数据选择和译码显示数据选择和译码显示-2-2 7 7、 实验八实验八 电子秒表电子秒表-1-1 8 8、 实验九实验九 电子秒表电子秒表-2-2 9 9、 综合训练综合训练 1010、综合测试、综合测试 如何取得优异的平时成绩如何取得优异的平时成绩? 1 1、按时上课。、按时上课。 2 2、课上认真进行实验操作，完成数据的原始记录，、课上认真进行实验操作，完成数据的原始记录， 并由教师检查。并由教师检查。 3 3、保持

5、实验室整洁，下课前整理好实验平台。、保持实验室整洁，下课前整理好实验平台。 4 4、按要求撰写实验报告。、按要求撰写实验报告。 掌握使用集成门电路构成施密特触发器的基本方法。掌握使用集成门电路构成施密特触发器的基本方法。 掌握集成施密特触发器在波形整形电路中的作用。掌握集成施密特触发器在波形整形电路中的作用。 2、实验实验目的目的施密特触发器施密特触发器3、实验原理、实验原理3、实验原理、实验原理施密特触发器不同于其它的各类触发器，施密特触发器不同于其它的各类触发器，施密特触发器属于施密特触发器属于“电平触发电平触发”型电路。型电路。施密特触发器具有以下特点：施密特触发器具有以下特点：触发信号

6、触发信号U UININ可以是变化缓慢的模拟信号可以是变化缓慢的模拟信号, , U UININ达某一电平值时，输出电压达某一电平值时，输出电压U UOUTOUT突变。突变。 输入信号增加和减小时，分别对应两个输入信号增加和减小时，分别对应两个阈值电压。阈值电压。3、实验原理、实验原理施密特触发器的输入输出波形施密特触发器的输入输出波形同相传输同相传输VT+VT0VOHVOL0ttVinVout反相传输反相传输VT+VT0VOHVOL0ttVinoutV3、实验原理、实验原理施密特触发电路的应用施密特触发电路的应用 用于波形变换用于波形变换: 用于脉冲整形：用于脉冲整形：用于脉冲鉴幅：用于脉冲鉴幅

7、：3、实验原理、实验原理（1 1）门电路组成的施密特触发器）门电路组成的施密特触发器TH4W1TV)RR1 (VTH4W1TV)RR1 (V本实验中：本实验中： VT+为为 (2.5V4.775V) VT-为为 (0.267V2.5V)改变改变RW1及及R4的值可改变的值可改变VT+、 VT- 。注意：注意： RW1应小于应小于R4。电路中两个电路中两个CMOSCMOS反相器串联，反相器串联，分压电阻分压电阻R RW1W1、R R4 4将将输出端的电压反馈输出端的电压反馈到输入端对电路产到输入端对电路产生影响。生影响。 Vin Rw1 5k VI1 1 G1 5.6k VO1 1 G2 Vou

8、t outVR4 3、实验原理、实验原理 假定电路中假定电路中CMOS反相器的阈值电压反相器的阈值电压VthVDD/2，RW1 R4,且输入信号且输入信号vI为三角波为三角波，下面分析电路的工作过程。，下面分析电路的工作过程。 由电路不难看出，由电路不难看出，G1门的输入电平门的输入电平v1决决定着电路的状态，根据叠加原理有：定着电路的状态，根据叠加原理有：当当vin=0V时，输出端时，输出端vOut=0V。此时。此时v10V。当输入信号电压从当输入信号电压从0V逐渐增加，只要逐渐增加，只要v1 V Vthth时，电路状态维持时，电路状态维持v vOutOut= =V VDDDD不变。不变。v

9、 v继续上升至最大值后开始下降，当继续上升至最大值后开始下降，当v v11=V=Vthth时，电路产生如下正反馈过程：时，电路产生如下正反馈过程： Vin Rw1 5k VI1 1 G 1 5.6k VO 1 1 G2 Vout outVR4 这样电路又迅速转换为这样电路又迅速转换为v vO O0V0V的状态，此时的输入电平为的状态，此时的输入电平为v v减小减小时的阈值电压，称为负向阈值电压，用时的阈值电压，称为负向阈值电压，用V VT-T-表示。将表示。将V VDD=2DD=2V Vthth代入，代入，根据下式根据下式 可算出。可算出。只要满足只要满足v v V VT-T-， 施密特电路就

10、稳定在施密特电路就稳定在v vO O0V0V的状态。的状态。可求可求 得回差电压为得回差电压为 V VT T=V=VT+- -V VT-T- 上式表明，回差电压的大小可以通过改变上式表明，回差电压的大小可以通过改变R RW1W1、R R4 4的比值来调节。的比值来调节。电路工作波形及传输特性如右图所示。电路工作波形及传输特性如右图所示。3、实验原理、实验原理（2 2）集成施密特触发器）集成施密特触发器CD40106CD40106 参数名称VDD / V最小值/ V最大值/ V典型值VT+上限阈值电压510152.24.66.83.67.110.82.95.98.8VT-下限阈值电压510150

11、.92.542.85.27.41.93.95.8VT滞回电压510150.31.21.61.63.45.00.92.33.53、实验原理、实验原理V=(10K/16.8K) 5V 3 VCD40106测试电路V3、实验原理、实验原理电源VDD=5V时, VT+为(2.23.6)V,典型值为2.9V; VT-为(0.92.8)V,典型值为1.9V本实验中:V=(10K/16.8K) *5V 约= 3 V输入信号叠加在3V直流电平上,如图所示3、实验原理、实验原理1 1、测试由、测试由CMOSCMOS门电路组成的如图门电路组成的如图2.1.42.1.4的施密特触发器电路。的施密特触发器电路。输入端

12、输入端V Vinin接接2kHz2kHz、直流偏置为、直流偏置为0 0，, ,V VPPPP=10V=10V（带载实测）的三角（带载实测）的三角波信号，改变波信号，改变R RW1W1的值，用双踪示波器观测两组的值，用双踪示波器观测两组V Vinin和和V Voutout的波形的波形变化情况，分别画出两组输入、输出波形并标出变化情况，分别画出两组输入、输出波形并标出V VT+T+及及V VT T 。讨论。讨论并说明并说明R RW1W1的改变与输出变化的关系。的改变与输出变化的关系。4、实验内容、实验内容 Vin Rw1 5k VI1 1 G 1 5.6k VO 1 1 G2 Vout outVR

13、4 测试照片测试照片4、实验内容、实验内容2测试用测试用CD40106实现的如图实现的如图2.1.8所示集成施密特触发器整形电路。所示集成施密特触发器整形电路。输入端输入端Vin接接2kHz的正弦波，按表的正弦波，按表2.1.3中所给不同幅度的输入情况，观测中所给不同幅度的输入情况，观测输出信号输出信号Vout，将所测输出信号的幅度填入表，将所测输出信号的幅度填入表2.1.3中，并画出输入中，并画出输入Vin为为6V时的时的Vi和输出和输出Vout的波形图，实测此时电路的的波形图，实测此时电路的VT+以及以及VT-，与理论，与理论值相比较。讨论并说明输入信号幅度的改变对输出波形的影响。值相比较

14、。讨论并说明输入信号幅度的改变对输出波形的影响。 表2.1.3 集成施密特触发器实验电路测试表输入信号幅度输入信号幅度（带载实测）（带载实测）1.6V2.0V4.5V5.6V6.0V6.4V输出信号幅度输出信号幅度讨论并说明输入信号幅度的改变与输出变化的关系。讨论并说明输入信号幅度的改变与输出变化的关系。 4、实验内容、实验内容实验底板介绍实验底板介绍注意电源注意电源的连接的连接稳压输出稳压输出指示灯指示灯4、实验内容、实验内容、应先检查电源是否连接正确，再检查电路连接是、应先检查电源是否连接正确，再检查电路连接是否正确。否正确。2 2所有测试输入幅度均要求带载实测。所有测试输入幅度均要求带载实测。3 3、注意、注意故障判断故障判断。并不是所有无脉冲输出的电路都存。并不是所有无脉冲输出