电子科技数字电路-脉冲延时.ppt

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1、1掌握用集成门电路单稳态触掌握用集成门电路单稳态触发器的基本方法。发器的基本方法。2掌握集成单稳触发器在脉冲掌握集成单稳触发器在脉冲延时电路中的作用。延时电路中的作用。实验目的实验目的实验目的实验目的实验原理实验原理实验原理实验原理实验内容实验内容实验内容实验内容注意事项注意事项注意事项注意事项现代电子技术实验一、实验目的一、实验目的二、实验原理二、实验原理实验目的实验目的实验目的实验目的实验原理实验原理实验原理实验原理实验内容实验内容实验内容实验内容注意事注意事注意事注意事 项项项项在数字系统中，在数字系统中，通常需要一定幅度和通常需要一定幅度和宽度的矩形脉冲，获取脉冲信号的方法：宽度的矩形

2、脉冲，获取脉冲信号的方法：利用脉冲振荡器直接产生；利用脉冲振荡器直接产生；利用脉冲整形电路将非矩形脉冲变换利用脉冲整形电路将非矩形脉冲变换成符合要求的矩形脉冲。成符合要求的矩形脉冲。现代电子技术实验单稳态触发器单稳态触发器是另一种脉冲整形电路，是另一种脉冲整形电路，需要外接电阻和电容，利用需要外接电阻和电容，利用RC电路的电路的充放电过程来决定暂稳态持续时间的长充放电过程来决定暂稳态持续时间的长短。多用于脉冲波形的整形、延时和定短。多用于脉冲波形的整形、延时和定时。脉冲宽度时。脉冲宽度tW和恢复时间和恢复时间tre是单稳是单稳态触发器的主要参数。态触发器的主要参数。实验目的实验目的实验目的实验

3、目的实验原理实验原理实验原理实验原理实验内容实验内容实验内容实验内容注意事注意事注意事注意事 项项项项单稳态触发器单稳态触发器现代电子技术实验 单稳态触发器只有一个稳定状态。这个稳定状态单稳态触发器只有一个稳定状态。这个稳定状态不是不是“0”，就是，就是“1”。它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。在触发脉冲的作用下，能从稳态翻转到暂稳态，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。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取决于单稳触发器电路暂稳态维持时间的长短取决于单稳触发器电路本身的参数，与触发脉冲

4、无关。本身的参数，与触发脉冲无关。单稳态触发器的特点：单稳态触发器的特点：实验目的实验目的实验目的实验目的实验原理实验原理实验原理实验原理实验内容实验内容实验内容实验内容注意事注意事注意事注意事 项项项项现代电子技术实验输出脉冲延时输出脉冲延时把输入信号延迟一定时把输入信号延迟一定时间后间后输出。输出。定时输出定时输出与门打开的时间是单稳与门打开的时间是单稳输出脉冲输出脉冲UO的宽度的宽度TW。脉冲整形脉冲整形把不规则的波形转换把不规则的波形转换成宽成宽度、幅度都相等的波度、幅度都相等的波形。形。单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用现代电子技术实验(实验重点实验重点)微分型单稳态触发器微分型单

5、稳态触发器现代电子技术实验利用与非门做开关，依靠定时元件利用与非门做开关，依靠定时元件RC的充放电来控的充放电来控制与非门的开启和关闭。制与非门的开启和关闭。如图所示如图所示,负脉冲触发负脉冲触发,C C2 2和和R R5 5构成构成一个时间常数一个时间常数很小的很小的微分电路微分电路，它能将，它能将较宽的矩形脉冲较宽的矩形脉冲Vin，变，变成较窄的尖峰触发脉冲成较窄的尖峰触发脉冲V。R=(RR=(R6 6+R+R W2W2)和和 C C3 3 构成构成微微分定时电路分定时电路。（1 1）用与非门组成的单稳态触发器）用与非门组成的单稳态触发器静止期：静止期：0t1，输入端无信号触发，输入端无信

6、号触发，Vin为高，为高，Va、Vb为低、为低、Vc为高。为高。G1开，开，G2关。电路处关。电路处于稳定状态。于稳定状态。工作期工作期:(t2tt1)，t=t1时：时：Vin，VVi i，Va，Vb，Vc。触发器发生一次翻转，进触发器发生一次翻转，进触发器发生一次翻转，进触发器发生一次翻转，进入暂稳态，入暂稳态，入暂稳态，入暂稳态，Va=VOH，Vc=VOL。t2tt1时：电容时：电容C3充电，充电，Vb下降，但仍高于下降，但仍高于VTH，故，故Vc仍为低。电路处于暂稳态。仍为低。电路处于暂稳态。恢复期：恢复期：t=t2时，时，Vb下降至下降至VTH，G2关闭，关闭，Vc为高。为高。C3电容

7、放电，进入恢复期。电容放电，进入恢复期。回到稳定状回到稳定状态，态，Va=VOL，Vc=VOH。t1t2VTHVTH工作工作波形图波形图现代电子技术实验 微分型单稳态触发器波形图微分型单稳态触发器波形图tW=(0.7-1.3)RC3=(0.32-3.6)X106SR=R6+RW2=(100-600);C3=4700P单稳态触发器主要有单稳态触发器主要有4个参数：个参数：输出脉冲宽度输出脉冲宽度t w、输出脉冲幅度、输出脉冲幅度v v m、恢复时间、恢复时间t re和分辩时间和分辩时间td。停留在暂稳态的时间即为输出脉冲宽度停留在暂稳态的时间即为输出脉冲宽度tw。t1t2VTHVTH现代电子技术

8、实验四四2输入与输入与非门非门实验目的实验目的实验目的实验目的实验原理实验原理实验原理实验原理实验内容实验内容实验内容实验内容注意事注意事注意事注意事 项项项项74LS00引脚图引脚图现代电子技术实验t tW W=1.1RC=1.1RC4 4R=RR=R7 7+R+RW3W3=(100-600)=(100-600)欧欧;C C4 4=4700P=4700Pt tW W=(0.52=(0.523.1)us3.1)us工作波形图工作波形图积分型单稳触发器积分型单稳触发器采用正脉冲触发采用正脉冲触发VTH现代电子技术实验注意：该电路输入脉冲宽注意：该电路输入脉冲宽度应大于输出脉冲宽度。度应大于输出脉

9、冲宽度。集成单稳态触发器分为：集成单稳态触发器分为：可重复触发型和不可重复触可重复触发型和不可重复触发型两种。发型两种。1不可重复触发不可重复触发：触发进：触发进入暂稳态时，再加触发脉冲入暂稳态时，再加触发脉冲无效无效。2可重复触发可重复触发：触发进入：触发进入暂稳态时，再次触发有效，暂稳态时，再次触发有效，输出脉冲可再维持一个脉宽。输出脉冲可再维持一个脉宽。（2）集成单稳态触发器）集成单稳态触发器现代电子技术实验输入输入输出输出功能功能+TR-TRREQ11上升沿上升沿连续触发连续触发01Q触发沿无效触发沿无效11Q触发沿无效触发沿无效01下降沿下降沿连续触发连续触发XX001复位为初态复位

10、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。当选择上升沿触发时，触发脉冲由沿触发或下降沿触发。当选择上升沿触发时，触发脉冲由TR端输入，端输入，TR端接正电源；选择下降沿触发时，触发脉冲由端接正电源；选择下降沿触发时，触发脉冲由TR端输入，端输入，TR端接地。端接地。CD4098双单稳态触发器逻辑功能双单稳态触发器逻辑功能现代电子技术实验CD4098CD4098实现脉冲延时的原理图实现脉冲延时的原理图该电路中该电路中第一个单稳态第一个单稳态触发器触发器设为上升沿触发，设为上升沿触发，第二个单稳态第二

11、个单稳态触发器触发器设为设为下降沿触发。下降沿触发。Q2送到三极管放大驱动指示灯工作送到三极管放大驱动指示灯工作，Q2为高电平时指示灯亮。为高电平时指示灯亮。（1）（2）现代电子技术实验TWI=KCX1RX1，从触发信号从触发信号(Ui)有效，到灯亮的时间；有效，到灯亮的时间；TW2=KCX2RX2，灯亮了多长时间。灯亮了多长时间。i1、用与非门构成的微分型单稳态触发器，输入用与非门构成的微分型单稳态触发器，输入Vin接接20kHzTTL信号，改变信号，改变RW2，用双踪示波器观测用双踪示波器观测Vin和和Vi，Va，Vb，Vc，Vout的波形变化情况（定量记录的波形变化情况（定量记录电位器逆

12、时针旋到底时电位器逆时针旋到底时Vin、V b、Vc、Vout的波形，的波形，标出标出周期、幅度、脉宽周期、幅度、脉宽tw及及V TH）。）。实验目的实验目的实验目的实验目的实验原理实验原理实验原理实验原理实验内容实验内容实验内容实验内容注意事项注意事项注意事项注意事项现代电子技术实验三、实验内容三、实验内容2、设计性实验设计性实验：通过分析：通过分析CD4098组成的延组成的延时电路设计一个延时灯电路，可通过触摸按钮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示灯息灭，打开指示灯，延时一定时间后使指示灯息灭，并且延时时间在并且延时时间在10秒内连续可调。记录观察结秒

13、内连续可调。记录观察结果（果（延时时间？延时时间？），提出改进方法。），提出改进方法。实验目的实验目的实验目的实验目的实验原理实验原理实验原理实验原理实验内容实验内容实验内容实验内容注意事项注意事项注意事项注意事项现代电子技术实验实验电路板实验电路板现代电子技术实验注意电源的连接四、注意事项四、注意事项1、正确连接、正确连接10V电源。电源。2、用双踪示波器观测施密特触发器阈值电压时，、用双踪示波器观测施密特触发器阈值电压时，使两个波形的地线重合可以便于观测数据。使两个波形的地线重合可以便于观测数据。3、测试电压时应注意衰减比例调整。、测试电压时应注意衰减比例调整。示波器探头调在示波器探头调在

14、X10挡，衰减比例调整为挡，衰减比例调整为10：14、实验中出现无实验结果时，应先检查电源是否、实验中出现无实验结果时，应先检查电源是否连接正确，再检查电路连接是否正确。连接正确，再检查电路连接是否正确。5、波形图应画在同一纵坐标下。、波形图应画在同一纵坐标下。实验目的实验目的实验目的实验目的实验原理实验原理实验原理实验原理实验内容实验内容实验内容实验内容注意事项注意事项注意事项注意事项现代电子技术实验实验目的实验目的实验目的实验目的实验原理实验原理实验原理实验原理实验内容实验内容实验内容实验内容注意事项注意事项注意事项注意事项参考波形参考波形微分型单稳态触发器波形图微分型单稳态触发器波形图现代电子技术实验思考题思考题 1 1、实实验验中中CD4098CD4098集集成成单单稳稳态态触触发发器器组组成成图图3.2.73.2.7的的延延时时电电路路中中，若若使使输输出出脉脉冲冲宽宽度度3ms3ms，R RX2X2应为多少？应为多少？现代电子技术实验下次实验预习要求下次实验预习要求1 1、熟悉、熟悉555555时基电路的工作原理。时基电路的工作原理。2 2、了解定时器、了解定时器555555的实际应用。的实际应用。预习报告内容预习报告内容:教材实验任务中思考题教材实验任务中思考题现代电子技术实验