电子线路RC环形多谐振荡器实验报告

1、rc环形多谐振荡器1. 实验目的通过搭建rc环形多谐振荡电路，并通过模拟示波器观察、测量方波的性能特性，理 解振荡器的振荡原理以及矩形脉冲的性能指标。2. 实验器材面包板，直流电源，保护电阻，电容、导线若干3. 实验原理利用逻辑门电路的传输延迟时间，将奇数个与非门首尾相接，就可以构成一个基本环 形振荡器。以三个“非门为例，如图1所示。设某一时刻电路的输出端为1,经过1 个传输延迟吋i'可tpd后vol为0,经过2个传输延迟吋间tpd后vo2为1，经过3个传输 延迟时间tpd后v°3为0。如此自动反复，于是在输出端得到连续的方波，且周期为6tpdo 这种电路简单，但由于门电路的

2、传输延迟时间很短，因此这种振荡器的振荡频率极高且 不可调，所以实际中用处不大。图表1基本环形振荡器原理rc环形多谐振荡器是在图表1中电路中加入rc环路，如图2所示。它不但增大了环路 延迟时间，降低了振荡频率，而且通过改变rc的数值可以调节振荡频率。其中r是限流电 阻，阻值不大。由于加入rc环路电路的振荡周期大大增加，逻辑门电路的传输延迟时间同 其相比可忽略。c图表2 rc坏形振荡器实验电路矩形脉冲的性能指标:vii(v03)0（1）脉冲周期t一一周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲间的时间间隔。（2）脉冲幅度一一脉冲电压最大变化的幅值。（3）脉冲宽度心一一从脉冲前沿0.51/口始，到脉冲后沿0

3、.51止的一段时间。（4）上升时间tr一一脉冲从0.1um上升到0.9um所需的时间。（5）下降时间tf 一一脉冲从0.9um下降到0.1um所需的时间。（6）占空比：高电平所占周期的时间比率。4. 实验内容按照图表所示电路图连好电路，将模拟示波器分別与电路屮的各测量点 相连接，测出v.、voi、vb的电压值在电路 震荡中的变化，如图表3：4.1分析：（1）第一个暂稳状态（tt2） 设在t时v|1 （ v03）由0上跳到 则 vol（v|2）rtl 1 下跳到 0、v02 由 0 上跳到根据电容c的电压不能跃 变的特点知必定引起一个rc电路的 暂态过程。首先，加必定跟随vi2下跳。这个 负跳变

4、（因为r很小之故，可近似认 为就是g3门的输入电压）保持v03为 1。其次，由于v02为高电平、vol为低 电平，故有电流通过电阻r对电容c 进行充电，并使如逐渐上升。在t2时v|3上升到门电路的阈值电压vt,使v03（v|!）由1下跳到0,贝ijvoi（v|2）由0上跳到1, v02 由1下跳到0o（2）第二个暂稳状态（t2t3）首先，和笫一个暂稳状态相似，各门电路的状态发生上述翻转后，由于电容电压不能跃 变之故，阳必定跟随w2上跳。这个正跳变保持v°3为0。其次，由于v°2为低电平、vo】为髙电平，电容c经r及g2门开始放电，并使加逐渐 下降。在t3时vb下降到vt,使v。（v|1）又由0上跳到1,开始重复第一个暂稳状态。由于电容c的充、放电在自动地进行，故在输出端v03得到连续的方波。4.2实验中测得的数据：（1）脉冲周期测量值为1.28ms由实验室给得的：c=luf, r=560q可以得到周期的理论值为：t = 2.2x560xlxjq 6 = 1.232恋（2）电压幅值为4.0v（3）脉冲宽度为0.44ms（4）上升及下降时间为：0.06ms（5）占空比为：35.9%（6）阀值电平为:1.4v5. 实验总结木次实验通过rc环形振荡器体会了利用延迟时间和电容的自动充放电得到连续