脉冲波形发生电路设计

1、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:15精选资料，欢迎下载5kQT(D/SC)555引脚图:FIN CONNECTIONS top Jiejfo丨1e273645J33J1 DNDr -3 - Qitcm4 - Reael5 - Co(*olvot3g4i -ThwMU7 - Wen越 gw B - 'j K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

2、光越强，其工作原理图参见图2（a）。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）。3光电三极管的等效电路、符号、的外形（a）（b）图2红外腿射与接收参考电路四.实验任务及电路图1. 电路原理图VCC选做任务:VCC

3、5V5VR2100k QU1U3A/74HC14D_6VbC8101_BASSO1k QC22N3702j iR4100k Q'C1±0.01 犷Q1*1卩FU2VCCRSTOUTDISTHRTRICONGND84376251LM555CNLED1R5100 Q2. 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

4、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，所以 C2两端是有 压差的，即（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 =1, Q=Q =0,内部三极管导通，=1,保持0,所以LED就会灭掉。而且是我们不希望出现的情况，因为上述分析是基于门电路的 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时，保持1,这样跳变为1

5、之后就有，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，为保证发光二极管能够亮 12秒，的值应该在0.91.8之间，取,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 ，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