脉冲波形发生电路设计.pdf

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1、精品文档 1欢迎下载 脉冲波形发生电路设计 实验目的 1.学习脉冲波形发生电路的设计方法和调试方法。2.学习按模块划分电路的设计与调试的方法。555 内部结构图和芯片引脚图 555 内部结构图:%r|si|厂 I 5kQ!窃卜 555 引脚图:PIN CONNECTIONS OT-5 1-3HD 2-1 riooer A Re*ei 5-Corol vctas ATTVFSh 曲 7-K 精品文档 2欢迎下载 三.红外发射管和光电三极管的工作原理 1.红外发射管：红外光发射管具有单向导电性。只有当外加的正向电压使得正向电流足够 大时才发射红外光，正向电流越大发光越强，其工作原理图参见图 2（a

2、）。此 次实验中的 R1 建议选取 1k?。2.光电三极管：光电三极管依据光照强度来控制集电极电流的大小，其功能可等效为一 只二极管与一只晶体管相连，并仅引出集电极和发射极，如图 3（a）所示。其符号如图 3（b）所示，常见外形如图 3（c）所示。有光照射时，光电三极管的集电极电流约在几十微安到几毫安之间，为保 证光电三极管的输出电压 Vo 可以正确驱动后面的数字 IC,合理选取接收电路 中 R2 的阻值。其应用参考电路参见图 2（b）。图孑光电三极鞘的等熾电昭、埒号、的外形（a）（b）图 2 红外发射特接收拳考电路（TM）白色:城射管 0 精品文档 3欢迎下载 四.实验任务及电路图 1.电路

3、原理图 精品文档 4欢迎下载 2.设计思路 首先将 555 接成单稳态触发器，输出接发光二极管。然后考虑输入。为了能在物体挡住光超过 2 秒以上电路仍然能够正常 运行，在输入端接入一个微分电路，保证输入脉宽不超过 2 秒。同时因为前方光电三极管的输出电压在有光时为低电平，无光时为高 电平，而电路要实现的功能是遮挡时发光二极管，所以在无光时应输入低 电平，所以在光电三极管的输出与后方的输入间加了一个反相器。最后考虑选作任务，首先要让发光三极管在被挡住时，LED 一直亮，这个只需去掉微分电路就可以了。但是这样在光线重新照射时 LED 会马上 灭掉，这是因为在遮挡时，555 中的三极管是不导通的，所

4、以 C2 两端是有 压差的，即?=?C2=0(见 555 内部结构图)，这样在光线重新照射时，输入会跳为高电平，所以?c2=1,Q=0,?o=0,内部三极管导通，？?讦1,?呆 持 0,所以 LED 就会灭掉。而且?1=?C2=0 是我们不希望出现的情况，因 为上述分析是基于门电路的?D均较长的情况下分析的，实际上这些跳变都 是瞬间完成的，所以?=?C2=0 之后电路的情况并不是能准确预测的。解决这个问题的思路就是希望能在?2=0 时，？2 保持 1,这样?,跳变 为 1 之后就有？?,二？=1,LED 保持亮着，而且经过 12 秒后熄灭。实现 这个功能只需在那一个三极管的 c、e 端与 C2

5、 并联，b 端接输入即可。为 了在输入为低时三极管导通，选用 PNP 三极管。3.参数计算(1)R2 阻值的选取：为保证在有光时 vo 输出的是低电平，则 R2 上的压降应接近 5V,以 10 微安计算，则 R2 应取 100 k?左右。(2)R3 和 C3 的选取 微分电路的延迟时间不能太长，否则就起不到微分作用，选取 R3 为 10 k?,C3为 0.47 口 F,延迟时间为 10ms 级。(3)R4 和 C2 的选取 发光二极管发光的时间?3 1.1?方？，为保证发光二极管能 VCC 选做任务:VCC 5V 5V R4 100k Q U2 R2 100k Q C1 0.01 犷 C2 Q

6、1*1卩F 2N3702 I JI-VCC RST OUT DIS THR TRI CON GND LM555CN LED1 U1 Z4HC14D_6V U3A bC8101_BASSO 1k Q 8 4 3 7 6 2 5 1 R5 100 Q 精品文档 4欢迎。下载 够亮 12 秒，？?的值应该在 0.91.8 之间，取？=100k Q,?=10 口 F。五 调试步骤 必做任务：555 接成单稳态触发器-必做任务：红外发射管和光电三极管输出 电压是否正常一必做任务联合调试一选做任务 六 思考题 1.R1 的取值应考虑哪些因素？D1 的导通电流和导通压降是多少？答：R1 主要是起限流作用，选

7、取应该考虑 D1 的导通电流，实验加的电压为 5V，D1 的导通电流约为 220mA 若太低发射功率不够，太高则会烧坏。实验用的 光电光导通压降测得为 1.15V，若接 R1=1 k 莒则导通电流约为 3.85mA（实测 为 3.91mA）。2.简述 R2 的选取原则.答：R2 的选取应保证在有光是能有足够大的压降，使 Vo 为低电平，在无光时 压降很小，Vo 为高电平。有光时，光电管的电流为几十微安到几毫安，为使压 降接近 5V,R2 应至少为百千欧之间。无光时，暗电流为纳安级的，所以 R2 在 百千欧级别到十兆欧级别均是合适的。精品文档 6欢迎下载 欢迎您的下载，资料仅供参考!致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等 打造全网一站式需求