实验十七波形产生及单稳态触发器

实验十七

波形产生与单稳态触发器一、实验目的

1.熟悉多谐振荡器的电路特点及振荡频率估算方法。2.掌握单稳态触发器的使用。二、实验设备及器件

1.双踪示波器1台2.现代电子技术实验台1套器件：

74LS00二输入端四与非门1片(A13-A14)74LS04TTL六反相器1片(A25)

CD4069COMS六反相器1片(A23)电位器10KΩ1只电阻110Ω、220Ω各1只电容0.1微法、1微法、4.7微法各1只实验十七波形产生及单稳态触发器二、实验原理多谐振荡器是一种自激振荡电路，接通电源后无需外接触发信号就能产生一定频率和幅值的矩形脉冲或方波，又称为无稳态电路。

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波形产生与单稳态触发器

1、用CMOS非门组成多谐振荡器

设电路的初态为vO1=1,vO2=0，这种状态下不可能持久维持，因为vO1

的高电平必然通过vO1→R→C→vO2

向C充电，使vI1

不断上升，当vI1

＞VT

时，G1输出低电平，G2输出高电平，即vO1=0，vO2=1。这个状态也不能持久，因为vO2的高电平必然通过vO2→C→R→vO1使电容C放电，使vI1

逐步减少，当vI1＜VT

时，G1输出高电平，即又回到vO1=1，vO2=0的状态，周而复始产生方波。由两个非门和电阻，电容组成。

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波形产生与单稳态触发器

振荡周期：T=T1+T2=2.2RC

其中τ=RC，vI1

（∞）=VDD

，vI1

（0）=－1/2VDD

同理可求得

2.与非门组成积分型单稳态触发器实验十七

波形产生与单稳态触发器

（1）稳态：

稳态下，vI=0，G1、G2同时截止,v01、vA、vO均为高电平。当输入正脉冲后，G1导通，v01产生负跳变。由于电容C上电压不能跳变，G2导通，使vO=v01,电路进入暂稳态。

（2）暂稳态:

在暂稳态随着电容放电，当vA=Vth后，G2截止，vO回到高电平，vA继续下降，待输入信号回到低电平时,G1又截止，v01为高电平,电容开始充电，经过恢复时间tre以后，电路达到稳态，vA为高电平。

脉冲宽度：

t

V0

tw

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波形产生与单稳态触发器积分型单稳态触发器波形

图3.17.1CMOS门构成的多谐振荡器实验十七

波形产生与单稳态触发器三、实验内容及步骤1.多谐振荡器（1）由CMOS门构成多谐振荡器，电路取值一般应满足R1=(2~10)R2

，周期T≈2.2R2C。在实验台上按图3.17.1接线，并测试频率范围。若C不变，要想输出1KHz频率波形，计算R2

的值并验证，分析误差。

33KΩ11010KU0表3.17.1多谐振荡器数据记录实验十七

波形产生与单稳态触发器

fmin(Hz)fmax(Hz)f=1KHz时R2测量值

f=1KHz时R2计算值若要实现10KHZ~100KHZ的频率范围，选用上述电路并自行设计参数，接线实验并测试。（2）由TTL门电路构成多谐振荡器按图3.17.2接线，用示波器测量频率变化范围，观测A、B、V0

各点波形并记录。

图3.17.2TTL门电路构成多谐振荡器实验十七

波形产生与单稳态触发器10K110AB

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波形产生与单稳态触发器表3.17.2TTL多谐振荡器数据记录

实验十七

波形产生与单稳态触发器2.单稳态触发器（1）用一片74LS00接成如图3.17.3所示电路，输入脉冲用实验台上的可调连续脉冲。（2）选两个频率（易于观察）记录A、B、C各点波形。并用示波器测量输出波形宽度tW，记录于表3.17.1中。

图3.17.3单稳态触发器220Ω

（3）若要改变输出波形宽度（例如增加）应如何改变电路参数？用实验验证。

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波形产生与单稳态触发器

表3.17.3单稳态触发器测试记录频率f(HZ)

R(Ω)tW(μs)B点波形C点波形

1K

220

1K

110

2K

110注意：tW是负脉冲的宽度。

tW四、实验报告1.整理实验数据及波形。