实验一触发器实现波形整形及脉冲延时的研究—1.

实验一触发器实现波形整形及脉冲延时的研究-1内容纲要1.实验课程简介2.实验目的3.实验原理4.实验内容5.实验要求1.实验课程简介课程名称：电子技术应用实验2（数字电路综合实验）课程要求：20学时，1学分，必修课教材：《电子技术应用实验教程》（二）综合篇陈瑜主编电子科技大学出版社2012年考核方式：总成绩=平时成绩（50%）+考试成绩（50%）平时成绩=实验操作成绩（10%）+实验报告成绩（90%）考试成绩=考试演示操作成绩（50%）+考试测试参数成绩（20%）+考试实验技能与实验理论成绩（30%）•本课程要求重点在于提高发现问题、分析及判断问题以及解决问题的能力，要加强课前预习，逐步掌握一定的故障判断和排除的方法，学习对数字电路的综合运用能力。•根据下次实验要求预习实验原理，熟悉测试方案。请将实验教材中实验内容前的预习思考题提前回答在实验报告上。课程目的及要求实验内容与顺序1、实验一触发器实现波形整形及脉冲延时的研究-12、实验二触发器实现波形整形及脉冲延时的研究-23、实验三555定时器的应用-14、实验四555定时器的应用-25、实验五数据选择和译码显示-16、实验六数据选择和译码显示-27、实验八电子秒表-18、实验九电子秒表-29、综合训练10、综合测试如何取得优异的平时成绩?1、按时上课。2、课上认真进行实验操作，完成数据的原始记录，并由教师检查。3、保持实验室整洁，下课前整理好实验平台。4、按要求撰写实验报告。•掌握使用集成门电路构成施密特触发器的基本方法。•掌握集成施密特触发器在波形整形电路中的作用。2、实验目的•施密特触发器3、实验原理3、实验原理①施密特触发器不同于其它的各类触发器，施密特触发器属于“电平触发”型电路。施密特触发器具有以下特点：触发信号UIN可以是变化缓慢的模拟信号,UIN达某一电平值时，输出电压UOUT突变。②输入信号增加和减小时，分别对应两个阈值电压。3、实验原理施密特触发器的输入输出波形同相传输VT+VT0VOHVOL0ttVinVout反相传输VT+VT0VOHVOL0ttVinoutV3、实验原理施密特触发电路的应用①用于波形变换:②用于脉冲整形：③用于脉冲鉴幅：3、实验原理（1）门电路组成的施密特触发器TH4W1TV)RR1(VTH4W1TV)RR1(V本实验中：VT+为(2.5V~4.775V)VT-为(0.267V~2.5V)改变RW1及R4的值可改变VT+、VT-。注意：RW1应小于R4。电路中两个CMOS反相器串联，分压电阻RW1、R4将输出端的电压反馈到输入端对电路产生影响。VinRw15kVI11G15.6kVO11G2VoutoutVR43、实验原理假定电路中CMOS反相器的阈值电压Vth≈VDD/2，RW1R4,且输入信号vI为三角波，下面分析电路的工作过程。由电路不难看出，G1门的输入电平vⅠ1决定着电路的状态，根据叠加原理有：当vin=0V时，输出端vOut=0V。此时vⅠ1≈0V。当输入信号电压从0V逐渐增加，只要vⅠ1Vth，则电路保持vOut=0V不变。当vin上升使得vⅠ1=Vth时，使电路产生如下正反馈过程：VinRw15kVI11G15.6kVO11G2VoutoutVR4这样，电路状态很快转换为vOut≈VDD，此时Vin的值即为施密特触发器在输入信号正向增加时的阈值电压，称为正向阈值电压，用VT+表示。即由下式可计算。3、实验原理当vⅠ1Vth时，电路状态维持vOut=VDD不变。vⅠ继续上升至最大值后开始下降，当vⅠ1=Vth时，电路产生如下正反馈过程：VinRw15kVI11G15.6kVO11G2VoutoutVR4这样电路又迅速转换为vO≈0V的状态，此时的输入电平为vⅠ减小时的阈值电压，称为负向阈值电压，用VT-表示。将VDD=2Vth代入，根据下式可算出。只要满足vⅠVT-，施密特电路就稳定在vO≈0V的状态。可求得回差电压为ΔVT=VT+-VT-上式表明，回差电压的大小可以通过改变RW1、R4的比值来调节。电路工作波形及传输特性如右图所示。3、实验原理（2）集成施密特触发器CD40106参数名称VDD/V最小值/V最大值/V典型值VT+上限阈值电压510152.24.66.83.67.110.82.95.98.8VT-下限阈值电压510150.92.542.85.27.41.93.95.8△VT滞回电压510150.31.21.61.63.45.00.92.33.53、实验原理V’=(10K/16.8K)×5V≈3VCD40106测试电路V’3、实验原理电源VDD=5V时,VT+为(2.2—3.6)V,典型值为2.9V;VT-为(0.9—2.8)V,典型值为1.9V本实验中:V’=(10K/16.8K)*5V约=3V输入信号叠加在3V直流电平上,如图所示3、实验原理1、测试由CMOS门电路组成的如图2.1.4的施密特触发器电路。输入端Vin接2kHz、直流偏置为0，,VPP=10V（带载实测）的三角波信号，改变RW1的值，用双踪示波器观测两组Vin和Vout的波形变化情况，分别画出两组输入、输出波形并标出VT+及VT。讨论并说明RW1的改变与输出变化的关系。4、实验内容VinRw15kVI11G15.6kVO11G2VoutoutVR4测试照片4、实验内容2．测试用CD40106实现的如图2.1.8所示集成施密特触发器整形电路。输入端Vin接2kHz的正弦波，按表2.1.3中所给不同幅度的输入情况，观测输出信号Vout，将所测输出信号的幅度填入表2.1.3中，并画出输入Vin为6V时的Vi’和输出Vout的波形图，实测此时电路的VT+以及VT-，与理论值相比较。讨论并说明输入信号幅度的改变对输出波形的影响。表2.1.3集成施密特触发器实验电路测试表输入信号幅度（带载实测）1.6V2.0V4.5V5.6V6.0V6.4V输出信号幅度讨论并说明输入信号幅度的改变与输出变化的关系。4、实验内容实验底板介绍注意电源的连接稳压输出指示灯4、实验内容１、应先检查电源是否连接正确，再检查电路连接是否正确。2．所有测试输入幅度均要求带载实测。3、注意故障判断。并不是所有无脉冲输出的电路都存在故障，应分析其工作状态。测试注意事项4、实验内容5、实验要求1、按要求完成原始数据记录2、回答实验课后思考题3、总结实验结论4、完成实验报告下次实验预习要求1、预习：实验二触发器实现波形整形及脉冲延时的研究—22、完成实验报告上的预习思考题