数字电路实验：触发器实现波形整形及脉冲延时的研究

实验二555集成定时器的应用 1、555时基电路的组成及各部分功能。

2、多谐振荡器的特点、构成方法、参数的计算，分析其工作过程。

3、完成报告册相关内容。下次实验预习要求

一、实验目的

1．掌握使用集成门电路构成单稳态触发器的基本方法。

2．掌握集成单稳触发器在脉冲延时电路中的作用。实验一触发器实现波形整形及脉冲延时的研究--2

工作特点：

①、单稳态触发器只有一个稳定的状态，另一个状态称为暂稳态。②、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。③、暂稳态维持时间的长短仅仅取决于单稳触发器电路本身的参数，与触发脉冲无关。单稳触发器二、实验原理

单稳态触发器广泛应用于脉冲整形、延时和定时的电路中。

脉冲整形：

把不规则的波形转换成宽度、幅度都相等的波形。脉冲延时:

把输入信号延迟一定时间后输出。脉冲定时：

输出窄脉冲的时间是单稳输出脉冲UO的宽度tW。

（1）、用与非门组成的单稳态触发器 ①

微分型单稳态触发器如图所示,负脉冲触发,

C2和R5构成输入微分电路

R=(R6+RW2)和C3

构成微分定时电路。

利用与非门做开关，依靠定时元件RC的充放电来控制与非门的开启和关闭。

当0≤t＜t1时：

输入端无信号触发或触发输入Vin为高，合理选择电路元件参数有V’高于VTH

、Va为低、Vb低于VTH、Vc为高。G1开，G2关。电路处于稳定状态。

t1t2VTHVTH当t1≤t＜t2时：

t=t1时：Vin↓，V’i↓，Va↑，Vb↑，Vc↓。此时，G1关，G2开。即使Vin回到高，Vc低仍将维持。

t1＜t＜t2时：电容C3充电，Vb下降，但仍高于VTH，故Vc仍为低。电路处于暂稳态。

t1t2VTHVTH当t=t2时：

Vb下降至VTH，G2关闭，Vc为高。C3电容放电，进入恢复期。t1t2VTHVTH

R=(100----600)欧;C3=4700PtW=(0.7—1.3)RC3=(0.32---3.6)*10–6S单稳态触发器主要有4个参数：输出脉冲宽度tw、输出脉冲幅度v

m、恢复时间tre和分辩时间td。

微分型单稳态触发器波形图t1t2VTHVTH

集成单稳态触发器有两种类型：可重复触发和不可重复触发．（2）﹑集成单稳态触发器不可重复触发

触发进入暂稳态时，再加触发脉冲无效。可重复触发

触发进入暂稳态时，再次触发效，输出脉冲可再维持一个脉宽。集成单稳态触发器CD4098逻辑功能输入输出功能+TR-TRREQ↑

11上升沿触发↑

01Q触发沿无效

1↓1Q触发沿无效0↓1下降沿触发XX001复位为初态

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沿触发或下降沿触发。tw1tw2CD4098实现脉冲延时的原理图

电路第一个单稳态设成上升沿触发，第二个单稳态设成下降沿触发。tW2=K∙CX2∙RX2

决定灯亮的时间。

tWI=K∙CX1∙

RX1

决定从触发信号(Ui)有效到灯亮的时间。实验底板介绍注意电源的连接

三、实验内容（1）输入Vin接TTL信号，当输入信号频率分别为100kHz和5kHz时，观察输入微分电路的输出Vi

和输入的关系，得出结论；注意： 每个波形标出零点

三、实验内容（2）当输入Vin接20kHzTTL信号，用双踪示波器观测并测试Vin和Vi

，Va，Vb，Vc，Vout的波形；（标出周期、幅度、）；（3）通过改变RW2，测试此电路输出Vout中暂稳态的最大及最小定时时间twmin和twmax。

t1t2VTHVTH用输入Vin下降沿触发1．设计任务 （1）通过分析CD4098组成的延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使灯灭并且延时时间在10秒内连续可调。趣味实验3、实验内容四、注意事项

1、测量时应首先确定信源。

2、测试tw和VTH时，在显示范围内尽量展开波形。t1t2VTHVTH离开实验室前请完成以下整理关闭所有仪器电源电缆上到相应仪器线盒置于信号源1641上，底板置于稳压源上凳子放到实验桌下方领回原始数据记录一、RC电路的过渡过程

由于C两端电压不能突变，所以在充、放电时必须经历一个过渡过程。

实验证明：当t=0.7

时，充电电压为VG的一半；放电电压为电容器两端电压VC的一半；当t=(3~5)

时，充放电过程基本结束。

结论：充放电时电容两端电压、电流呈指数规律变化；充放电的速度与时间常数

有关，

=R

C，单位为s。

越大，充放电越慢；

越小，充放电越快。RC电路的主要应用：波形变换。常用电路有微分电路、积分电路。二、RC微分电路2．电路特点(1)