实验一-触发器实现波形整形.ppt

实验一实验一 触发器实现波形整形触发器实现波形整形 及脉冲延时的研究及脉冲延时的研究 一、实验目的一、实验目的 1 掌握使用集成门电路构成施密特触发器和单稳态触发器的基本方法。2 掌握集成施密特触发器在波形整形电路中的作用。3 掌握集成单稳触发器在脉冲延时电路中的作用。.二、实验原理及内容二、实验原理及内容1、施密特触发器（1）双稳态电路的特点 电路具有两个稳定状态：l 无外触发信号时，电路保持固有的稳定状态l 外加触发信号时，电路才由一个稳定状态转 换到 一稳定状态。.（2）工作原理 触发信号不是脉冲触发，而是电位（连续波）触发。当输入信号达到某一定电压值时，输出 电压会发生突变。（3）应用l 波形变换（将正弦波、三角波变换为矩形波）l 消除干扰l 脉冲幅度鉴别 .l CMOS 门电路组成的施密特触发器 电路中两个CMOS反相器串联，分压电阻RW1和R4将输出端的电压反馈到输入端，对电路产生影响。图 3.34 CMOS 反相器组成的施密特触发器及其逻辑符号.电路中G1和G2两个CMOS反相器可用 CD4069代替,其引脚图如图。由6反相器构成图 3.35 CD4069 引脚图.l补充数字逻辑信号的几个专业术语（书p35）.CMOS反相器的阈值电压VthVDD/2RW1应小于R4，电路参数如下：正向阈值电压 负向阈值电压 回差电压 VT=VT+-VT-2(RW1/R4)Vth 改变RW1和R4的值可以改变VT+和VT-本实验中：VT+为（2.5v4.775v）VT-为（0.225v2.5v）.l集成施密特触发器CD40106 图 3.37 CD40106 的引脚图及功能框图.表 3.11 CD40106 阈值数值.图3.38 CD40106测试电路V=（10k/16.8k)x 5v=3v说明CD4016的输入信号是叠加在3v的直流电平上。V.l第一次实验任务（1）实现图 3.34 所示 CMOS 门电路组成的施密特触发器。输入端接 2KHZ、Vp-p=10v（带载实测）的三角波信号，改变 RW1 的值，用双踪示波器观测两组Ui 和 Uo 的波形变化情况（测量时将两个波形的参考点调至重合），画出输入输出波形并标出VT+及VT-。讨论并说明 RW1 的改变与输出变化的关系。（2）用 CD40106 实现图 3.38所示集成施密特触发器整形电路。输入端 Vin 接 2KHZ 的正弦波，按表 3.13 中所给不同幅度的输入情况，观测输出 Vout，并将输出结果填入表3.13中。讨论并说明输入信号幅度的改变与输出变化的关系。.2、单稳态触发器、单稳态触发器 单稳态触发器只有一个稳定的状态。这个稳定单稳态触发器只有一个稳定的状态。这个稳定状态要么是状态要么是 0，要么是，要么是 1。（1）特点：）特点：l在没有受到外界触发脉冲作用的情况下，单稳态触发在没有受到外界触发脉冲作用的情况下，单稳态触发器保持在稳态；器保持在稳态；l外加触发脉冲时，从这个稳定状态转换到另一个暂稳外加触发脉冲时，从这个稳定状态转换到另一个暂稳状态状态l由于电路中由于电路中RC延时环节的作用，暂稳态不能长保持延时环节的作用，暂稳态不能长保持,经过一段时间经过一段时间(tW)后，电路会自动返回到稳态。暂稳态后，电路会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间仅取与的持续时间仅取与RC参数值有关。参数值有关。.门电路组成的单稳态触发器门电路组成的单稳态触发器MSI集成单稳态触发器集成单稳态触发器不可重复触发不可重复触发单稳态触发器单稳态触发器可重复触发可重复触发单稳态触发器单稳态触发器用用555定时器组成的单稳态触发器定时器组成的单稳态触发器按电路形式不同按电路形式不同(2)单稳态触发器的单稳态触发器的分类分类工作特点划分工作特点划分.（3）用与非门组成的单稳态触发器l微分型单稳态触发器 图图 3.40 微分型单稳态触发器微分型单稳态触发器 图图3.42 74LS00引脚图引脚图主要构成：主要构成：两个TTL与非门；C2和R5构成输入微分电路，作用是将输入的矩形脉冲微分成尖脉冲，用以触发单稳态电路；R=（R6+RW2）和C3构成微分定时电路，用以调节tw，tw (0.7-1.3)RC3。.t1t21.0t2K(开门电阻），相当于门1输入高电平（Vi为高），所以门1导通，Va为低。4.又因为R0.7K（关门电阻），相当于门2输入低电平（Vb为低），所以门2截止，Vc为高。5.t1t22.t=t1时 门1由导通转换为截止，Va由低电平突跳到高电平，Vb也跃升到高电平，使门2由截止转为导通，Vc为低，电路进入暂稳状态。.t1t23.t1t1后，电容C3开始放电。5.当Vb下降到Vth时，门2截止，Vc6.为高。电路自动返回到门1导通7.(Va为低）、门2截止的稳态。4.tt2后5.C3开始充电，形成恢复期。电路6.回到起始稳定状态。.t1t2图3.41 微分型单稳态触发器波形采用负脉冲触发.l积分型单稳态触发器图3.43 积分型单稳态触发器 图3.44 波形图.（4）单稳态触发器的应用）单稳态触发器的应用1.定时定时 该电路可用于频率计该电路可用于频率计.2.延时延时.l第二次实验任务（1）用与非门构成图 3.40所示的微分型单稳态触发器，输入接 20KHZ TTL 信号，改变 RW2,用双踪示波器观测 Vin 和 Vi,Va,Vb,Vc,VOut 的波形变化情况并画出波形图（标出周期、幅度及脉宽）。（2）用与非门构成图 3.43 所示的积分型单稳态触发器,输入接 20KHZ TTL 信号，改变 RW3,用双踪示波器观测 Vin 和 Vi,Va,Vb,Vc,VOut 的波形变化情况。.（4）集成单稳态触发器 不可重复触发：在暂稳态期间不受触发脉冲的影响。可重复触发：在暂稳态期间如有触发脉冲作用，电路会重新 被触发，使暂稳态继续延迟一个td时间。不可重复触发的集成单稳触发器CD4098CD4098可以构成脉冲时序电路 单稳态的延时作用常被应用于时序控制。.l第三次实验任务（1）设计任务：通过分析 CD4098 组成的延时电路设计一个延时灯电路，可通过触摸按钮打开指示灯，延时一定时间后使指使灯灭并且延时时间在 10 秒内连续可调。（2）设计要求：写出实验步骤和测试方法；分析、总结实验结果。.