实验八波形产生及单稳态触发器陈娟1007010090杨茂1007010085一、实验目的1、熟悉多谢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、实验仪器及材料双踪示波器；元器件：74LS00二输入端与非门1片CD4069六反相器1片74LS04六反相器1片电位器10KΩ1片三、实验内容1、多谐振荡器图8.1（1）由CMOS门构成多谐振荡器，电路取值一般满足R1=（2-10）R2，周期T=2.2R2C，在学习机上按图接好，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。理论计算：振荡周期为：T=T1+T2≈2.2RC，当C=0.1Uf，f=1KHz时，经计算R2=4545Ω。实验值：R2=4550Ω误差较小，相差不大。误差分析：接入的线路带有干扰，器件本身也带有误差，人员的操作误差等。若要实现10KHZ-100KHZ频率范围，选用上述电路并自行设计参数，接线实验并测试。要实现10KHZ~100KHZ频率范围，还要保证R1=（2~10）R2，这就需要同时改变参数R1、R2的值，经计算可以改参数为：R2=600欧左右，R1=只要满足R1=（2~10）R2就行了，只要滑动变阻器改变R2值，就可以得到10KHZ~100KHZ频率范围的波形。（2）由TTL门电路构成多谐振荡器，按图接线，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8.2当R2大约为110Ω时，实验输出波形的周期T=226.663ms，经理论计算与实验相符；当R2大约为20.9KΩ时，实验输出波形的周期T=11.168ms，经理论计算与实验相符所以该多谐振荡器可以产生频率在（4Hz——1KHz）的波形实验所得波形(A、B、V0)如下：2．单稳态触发器（1）用一片74LS00接成如上图8.3所示电路，输入脉冲用上面实验中由CMOS门电路构成的多谐振荡器所产生的脉冲。（2）选三个频率（易于观察）记录A、B、C各点波形。（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。图8.3选择合适的频率，实验波形如下：当R=80Ω，C=0.01uf时，波形如下：（C、C、A、B）当R=20Ω，C=0.01uf时，波形如下：（C、B、A、A）当R=20Ω，C=0.05uf时，波形如下：（B、C、A）比较上面不同参数下的波形：由波形可以知道，当脉冲A到来时，输入C跳到低电平，即1是暂态，0是暂稳态，、比较当电容C的值不变，当R的值由80变为20时，Tw的值明显的值变小了；、比较，当电阻不变，电容的值变大时，Tw的值也变大，这表明了Tw的值与R、C的值乘正比的，与理论的Tw=0.69RC计算式一致。比较、、中B的波形还可以知道电容的充电时间也与R、C的值由关。四、实验总结：(1)单稳态触发器在数字电路中一般用于定时（产生一定宽度的矩形波）、整形（把不规则的波形转换成宽度、幅度都相等的波形）以及延时（把输入信号延迟一定时间后输出）等。单稳态触发器具有下列特点：EQ\o\ac(○,1)电路有一个稳态和一个暂稳态。EQ\o\ac(○,2)在外来触发脉冲作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。EQ\o\ac(○,3)暂稳态是一个不能长久保持的状态，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间与触发脉冲无关，仅决定于电路本身的参数。(2)单稳态触发器的工作过程分为下面三个阶段来分析：①、触发翻转阶段：输入负脉冲Vi到来时，下降沿经RiCi微分环节在Vi'端产生下跳负向尖脉冲，其值低于负向阀值。由于稳态时Vc低于正向阀值，固定时器翻转为1，输出Vo为高电平，集电极输出对地断开，此时单稳态触发器进入暂稳状态。②、暂态维持阶段：由于集电极开路输出端（7脚）对地断开，Vcc通过R向C充电，Vc按指数规律上升并趋向于Vcc。从暂稳态开始到Vc值到达正向阀值）之前的这段时间就是暂态维持时间tpo。③、返回恢复阶段：当C充电使Vc值高于正向阀值时，由于Vi'端负向尖脉冲已消失，Vi'值高于负向阀值，定时器翻转为0，输出低电平，集电极输出端（7脚）对地导通，暂态阶段结束。C通过7脚放电，使Vc值低于正向阀值），使单稳态触发器恢复稳态.。