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1、一、实验目的1掌握使用集成门电路构成施密特触发器和单稳态触发器的基本方法。2掌握集成施密特触发器在波形整形电路中的作用。3掌握集成单稳触发器在脉冲延时电路中的作用。,二、实验原理1、施密特触发器施密特触发器具有幅值比较功能并且输出波形边沿陡峭，所以常用于脉冲幅度鉴别、脉冲整形和脉冲变换等。施密特触发器不同于其它的各类触发器，它具有以下特点： 施密特触发器属于电平触发，对于缓慢变化的信号仍然适用，当输入信号达到某一定电压值时，输出电压会发生突变。 输入信号增加和减小时，电路有不同的阈值电压，它具有如下页右图所示的传输特性。,采用内部反馈，边沿更陡,回差电压：两个门限电压之差,VTH=VDD/2,
2、CMOS非门电压传输特性,同向传输,（1）门电路组成的施密特触发器电路中两个反相器串联，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。,反相器CD4069组成的施密特触发器及其引脚图,本实验中: VT+为 (2.5V4.775V) VT-为 (0.225V2.5V),改变RW1及R4的值可改变VT+、 VT- 。注意： RW1应小于R4。,（2）集成施密特触发器CD40106,2、单稳触发器,单稳态触发器只有一个稳定的状态。这个稳定状态要么是0，要么是1。单稳态触发器的工作特点是：、它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。、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
3、时间后，再自动返回稳态。、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。,单稳态触发器广泛应用于脉冲整形、延时和定时的电路中 : 整形（把不规则的波形转换成宽度、幅度都相等的波形） 延时（把输入信号延迟一定时间后输出）定时（产生一定宽度的矩形波）,（1）、用与非门组成的单稳态触发器, 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。输出脉宽tw(0.7-1.3)RC3。,74LS00引脚图,R=(100-600)欧;C3=4700PTW=(0.71.3)RC3 =(0.32-3.6) *10 6 S
4、单稳态触发器主要有4个参数：输出脉冲宽度T w、输出脉冲幅度V m、恢复时间T re和分辩时间Td。,微分型单稳态触发器波形图,静止期：0t1，输入端无信号触发，Vin为高，Va、Vb为低、Vc为高。G1开， G2关。电路处于稳定状态。 工作期：t2tt1。 t=t1时：Vin， Vi， Va ， Vb， Vc。此时，G1关， G2开。即使Vin回到高，Vc低仍将维持。 t2tt1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。 恢复期：t=t2时， Vb下降至VTH， G2关闭，Vc为高。 C3电容放电，进入恢复期。,TW=1.1RC4R=R7+RW3=(100-6
5、00)欧; C4=4700PTW=(0.523.1) us,工作波形图,积分型单稳触发器,采用正脉冲触发。,VTH,(2)、集成单稳态触发器,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。当选择上升沿触发时，触发脉冲由TR端输入，TR端接正电源；选择下降沿触发时，触发脉冲由TR端输入，TR端接地。,CD4098实现脉冲延时的原理图,TWI=CX1*RX1 决定从触发信号(Ui)有效 到 灯亮的时间TW2=CX2*RX2 决定灯亮的时间,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。,三、实验内容1、利用所给器件，实现图3.34所示CMOS门电路
6、组成的施密特触发器。输入端接2kHz、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Vi和Vout的波形变化情况（测量时将两个波形的参考点调至重合，注意测试的是哪一个源），画出输入、输出并标出VT+及VT。讨论并说明RW1的改变与输出变化的关系。 2、用CD40106实现图3.38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3.13中所给不同幅度的输入情况，观测输出Vout，并将输出的结果填入表3.13中。讨论并说明输入信号幅度的改变与输出变化的关系。,3、用与非门构成图3.40所示的微分型单稳态触发器，输入Vin接20kHz TTL信号，改变RW2，用双踪示波器观测Vin和Vi，Va，Vb，Vc，Vout的波形变化情况（定量记录Vin、Vc、Vout波形，标出周期、幅度及脉宽）。,（二）设计性实验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。,思考题?,1 施密特触发器的阈值电平都是固定的吗？ 3. 实验中CD4098集成单稳态触发器组成图3.2.7 的延时电路中，若使输出脉冲宽度为3ms，RX2应为多少？,常见问题回答施密特触发器与反相器的区别？,施密特触发器的作用？,
