单稳态触发器和施密特触发器实验docWord文件下载.docx

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③暂稳态是一个不能长久保持的状态，由于电路中RC延时环节的作用，经过一段时间后，电路会自动返回到原态。

暂稳态的持续时间取决于RC电路的参数值。

由于单稳态触发器具有以上这些特点，它被广泛的应用于脉冲波形的变换与延时中。

单稳态电路有微分型与积分型两大类，这两类触发器对触发脉冲的极性与宽度有不同的要求。

（1）微分型单稳态触发器

它的两个逻辑门是由RC耦合的，而RC电路为微分电路的形式，故称为微分型单稳态触发器。

它可由与非门或或非门电路构成，这里我们只看由与非门组成的情况，电路图如下所示：

图17-1微分型单稳态触发器

该电路是负脉冲触发。

其中，Rp、Cp构成输入端微分直流电路。

R、C构成微分型定时电路，定时元件R、C的取值不同，输出脉宽tw也不同，tw≈（0.7~1.3）RC。

与非门，G3起整形、倒相的作用。

下面图17-2为微分型单稳态触发器各点的波形图，一般说来，单稳态触发器有以下几种状态：

①没有触发信号（t<

t1）时，电路处于初始稳态。

②外加触发信号（t=t1时刻），电路由稳态翻转到暂稳态。

③持续暂稳态一段时间，t1<

t<

t2。

④当t=t2时，电路由暂稳态自动翻转。

⑤恢复过程（t2<

t3），自动翻转时电路不是立即回到初始稳态值，而是要有一段恢复时间的。

当t>

t3后，如果Vi再出现负跳变，则电路将重复上述过程。

如果脉冲宽度较小时，则输入端可省去Rp、Cp微分电路了。

图17-2微分型单稳态触发器各点波形图

（2）积分型单稳态触发器

如下图所示：

图17-3积分型单稳态触发器

电路采用正脉冲触发，触发脉冲宽度大于输出脉冲宽度的情况，其工作波形如图17-4所示。

电路的稳定条件是R≤1KΩ，输出脉冲宽度为tw≈1.1RC。

图17-4积分型单稳态触发器各点波形图

2.施密特触发器

施密特触发器具有以下特点：

①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的电压值时，输出电压会发生突变。

②输入信号增加和减少时，电路会有不同的阀值电压，它具有图17-5的传输特性。

图17-5施密特触发器的传输特性

有两种典型的施密特触发器电路，如下所示：

图17-6（a）由二极管产生回差的电路

图17-6（b）由电阻产生回差的电路

这里我们分析一下图17-6（a）所示由二极管产生回差的电路，门G1、G2是基本RS触发器，门G3是反相器，二极管起电压平移作用，以产生回差，其基本工作情况为：

设Vi=0，G3截止，R=1，S=0，Q=1，电路处于原态。

Vi由0V上升到电路的接通电位VT时，G3导通，R=0，S=1，触发器翻转为Q=0。

此后，Vi继续上升，而后下降至VT时，电路状态不变。

当Vi继续下降到小于VT时，G3由导通变为截止，而为高电平，因而R=1，S=1，触发器状态仍保持。

只有Vi继续下降到使时，电路才翻回到Q=1的原态。

电路的回差为。

3.集成双单稳态触发器CC14528（CC4098）

（1）CC14528的逻辑符号与功能表为：

图17-7CC14528的逻辑符号与功能表

该单稳态触发器的时间周期约为。

所有的输出级都有缓冲级，以提供较大的驱动电流。

（2）应用实例

a.实现脉冲延时，如下图所示：

图17-8脉冲延时

b.实现多谐振荡，如下图所示：

图17-9多谐振荡

4.集成施密特触发器CC40106

其引脚功能为：

图17-10CC40106的引脚功能图

它可用于波形的整形，也可用作反向器或构成单稳态触发器和多谐振荡器。

a.将正弦波转换为方波，如下图所示：

图17-11正弦波转换为方波的波形图与示意图

b.构成多谐振荡器，如下图所示：

图17-12多谐振荡器

c.构成单稳态触发器，如下图所示：

图17-13单稳态触发器

其中，（a）为下降沿触发；

（b）为上升沿触发。

三、实验设备与器材

1、数字逻辑电路实验箱。

2、数字逻辑电路实验形扩展板。

3、数字万用表，双踪示波器，脉冲源。

4、芯片CC4011、CC45128、CC40106、二极管IN4148。

5、电阻，电容，电位器若干。

四、实验内容及实验步骤（使用实验箱中的硬件资源在扩展板上搭建电路实现如下内容）

1.按图17-1连线，输入1KHz的连续脉冲，用双踪示波器观测Vi、VP、VA、VB、VD及Vo的波形，记录之。

2.改变C或R的值，重复实验1的内容。

3.按图17-3连线，重复实验1的内容。

4.按图17-6（a）连线，令Vi由0V到5V变化，测量V1、V2的值。

5.按图17-8连线，输入1KHz的连续脉冲，用双踪示波器观测输入、输出波形，测定T1与T2。

6.按图17-9连线，用示波器观测输出波形，测定振荡频率。

7.按图17-12连线，用示波器观测输出波形，测定振荡频率。

8.按图17-11连线，构成整形电路，被整形信号可由音频信号源提供（可以由实验箱信号源部分的正弦波来模拟），图中串联的2K电阻起限流保护作用。

将正弦信号频率置1KHz，调节信号电压由低到高观测输出波形的变化。

记录输入信号为0V、0.25V、0.5V、1.0V、1.5V、2.0V时的输出波形，并记录之。

9.分别按图17-13（a）、（b）连线，进行实验，观察实验现象。

五、实验预习要求

1.复习有关单稳态触发器与施密特触发器的内容。

2.画出实验用的详细线路图。

3.拟定各实验的方法与步骤。

4.拟好实验用的数据、表格等。

六、实验报告要求

1.绘出实验线路图，记录波形。

2.分析各实验结果的波形，验证有关的结论。

3.总结单稳态触发器及施密特触发器的特点及应用。

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