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实验二-触发器实现波形整形及脉冲延时的研究演示幻灯片.ppt

1、单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母

2、版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,实验二,触发器实现波形整形及脉冲延时的研究,-2,1,内容纲要,1.,实验目的,2.,实验原理,3.,实验内容,4.,实验要求,2,掌握使用集成门电路构成单稳态触发器的基本方法。,掌握集成单稳触发器在脉冲延时电路中的作用。,1,、,

3、实验,目的,3,工作特点:,、单稳态触发器只有一个稳定的状态,另一个状态称为暂稳态。,、在,触发脉冲,的作用下,能从稳态翻转到暂稳态,在暂稳态维持一段时间后,再,自动,返回稳态。,、暂稳态维持时间的长短仅仅取决于单稳触发器电路本身的参数,与触发脉冲无关。,单稳触发器,2,、实验原理,4,单稳态触发器,广泛应用于脉冲整形、延时和定时的电路中,。,脉冲整形:,把不规则的波形转换成宽度、幅度都相等的波形。,2,、实验原理,5,脉冲延时,:,把输入信号延迟一定时间后输出。,脉冲定时:,输出窄脉冲的时间是单稳输出脉冲,U,O,的宽度,t,W,。,2,、实验原理,6,(,1,)、用与非门组成的单稳态触发器

4、微分型单稳态触发器,如图所示,负脉冲触发,C,2,和,R,5,构成,输入微分电路,另外,,R=(R,6,+R,W2,),和,C,3,构成,微分定时电路,。,利用与非门做开关,依靠定时元件,RC,的充放电来控制与非门的开启和关闭。,2,、实验原理,7,微分电路与,RC,耦合电路:,微分电路可把矩形波转换为尖脉冲波,即只有输入波形发生突变的瞬间才有输出。而对恒定部分则没有输出。输出的尖脉冲波形的宽度与,R*C,有关(即电路的时间常数),,R*C,越小,尖脉冲波形越尖,反之则宽。此电路的,R*C,必须远远少于输入波形的宽度,否则就失去了波形变换的作用,变为一般的,RC,耦合电路了,一般,R*C,少

5、于或等于输入波形宽度的,1/10,就可以了。,8,一、,RC,电路的过渡过程,由于,C,两端电压不能突变,所以在充、放电时必须经历一个过渡过程。,实验证明:,当,t,=0.7,时,充电电压为,V,G,的一半;放电电压为电容器两端电压,V,C,的一半;当,t,=(3 5),时,充放电过程基本结束。,结论:充放电时电容两端电压、电流呈指数规律变化;充放电的速度与时间常数,有关,,=,R,C,,单位为,s,。,越大,充放电越慢;,越小,充放电越快。,RC,电路的主要应用:,波形变换。,常用电路有微分电路、积分电路。,9,RC,微分电路,2,电路特点,(1),输出信号取自,RC,电路中的电阻,R,两端

6、即,v,O,=,v,R,;,(2),时间常数,t,p,,通常取,0.2,t,p,;,t,p,为输入信号脉宽,1,电路组成,3,电路功能,将矩形波变换成尖峰波,检出电路的变化量。,RC,微分电路,10,当,0,t,t,1,时:,输入端无信号触发或触发输入,V,in,为高,合理选择电路元件参数有,V,高于,V,TH,、,V,a,为低,、,V,b,低于,V,TH,、,V,c,为高。,G,1,开,,G,2,关。电路处于稳定状态,。,t,1,t,2,V,TH,V,TH,2,、实验原理,11,当,t,1,t,t,2,时,:,t=t,1,时:,V,in,,,V,i,,,V,a,,,V,b,,,V,c,。,

7、此时,,,G,1,关,,G,2,开。即使,V,in,回到高,,V,c,低仍将维持。,t,1,t,t,2,时,:电容,C,3,充电,,V,b,下降,但仍高于,V,TH,,故,V,c,仍为低。电路处于暂稳态。,t,1,t,2,V,TH,V,TH,2,、实验原理,12,当,t=t,2,时:,V,b,下降至,V,TH,,,G,2,关闭,,V,c,为高。,C,3,电容放电,进入恢复期,。,t,1,t,2,V,TH,V,TH,2,、实验原理,13,R=(100-600),欧,;C,3,=4700P,T,W,=(0.71.3)RC,3,=(0.32-3.6)*10,6,S,单稳态触发器主要有,4,个参数:,

8、输出脉冲宽度,t,w,、输出脉冲幅度,v,m,、恢复时间,t,re,和分辩时间,t,d,。,微分型单稳态触发器波形图,t,1,t,2,V,TH,V,TH,2,、实验原理,14,集成单稳态触发器有两种类型:可重复触发和不可重复触发,(,2,),集成单稳态触发器,不可重复触发,触发进入暂稳态时,再加触发脉冲无效。,可重复触发,触发进入暂稳态时,再次触发效,输出脉冲可再维持一个脉宽。,2,、实验原理,15,集成单稳态触发器,CD4098,逻辑功能,输入,输出,功能,+TR,-TR,RE,Q,1,1,上升沿,触发,0,1,Q,触发沿无效,1,1,Q,触发沿无效,0,1,下降沿,触发,X,X,0,0,1

9、复位为初态,CD4098,是一片双单稳态触发器,每个触发器均可单独设置为上升沿触发或下降沿触发。,2,、实验原理,16,t,w1,t,w2,CD4098,实现脉冲延时的原理图,电路第一个单稳态设成上升沿触发,第二个单稳态设成下降沿触发。,t,WI,=K C,X1,R,X1,决定从触发信号,(U,i,),有效到灯亮的时间。,t,W2,=K C,X2,R,X2,决定灯亮的时间,。,2,、实验原理,17,实验底板介绍,注意电源的连接,2,、实验原理,18,(,1,)输入,V,in,接,TTL,信号,当输入信号频率分别为,100kHz,和,5kHz,时,观察输入微分电路的输出,V,i,和输入的关系,

10、得出结论;,(,2,)当输入,V,in,接,5kHz TTL,信号,用双踪示波器观测并测试,V,in,和,V,i,,,V,a,,,V,b,,,V,c,,,V,out,的波形;,(,3,)通过改变,R,W2,,测试此电路输出,V,out,中暂稳态的最大及最小定时时间,tw,min,和,tw,max,。,3,、实验内容,19,(,1,)输入,V,in,接,TTL,信号,当输入信号频率分别为,100kHz,和,5kHz,时,观察输入微分电路的输出,V,i,和输入的关系,得出结论;,(,2,)当输入,V,in,接,5kHz TTL,信号,用双踪示波器观测并测试,V,in,和,V,i,,,V,a,,,V

11、b,,,V,c,,,V,out,的波形;,(,3,)通过改变,R,W2,,测试此电路输出,V,out,中暂稳态的最大及最小定时时间,tw,min,和,tw,max,。,t,1,t,2,V,TH,V,TH,3,、实验内容,20,注意事项,、测试,V,TH,时,应测试,V,c,上升沿对应的,V,b,值,而不是,V,b,拐点值,t,1,t,2,V,TH,V,TH,3,、实验内容,21,1,设计任务,(,1,)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。,趣味实验,3,、实验内容,22,4,、实验要求,1,、按要求完成原始数据记录,2,、回答实验课后思考题,3,、总结实验结论,4,、完成实验报告,23,下次实验预习要求,1,、预习:,实验三,555,集成定时器的应用,-1,2,、完成实验报告上的预习思考题,24,Thank You!,25,

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