CGM08.3.-8.4.21B4.19试讲 多谐振荡器 电力数电教学课件
无稳态多谐振荡器详解.ppt
V+=VU=VO+(sat)*R2/R1+R2(上限觸發電壓) 時, VO即迅速轉變為負飽和電壓,而此時之V+ 變為 V+=VL =VO-(sat)* R2/R1+R2(下限觸發電壓)
OPA組成無穩態多諧振盪器(4)
•由於VO為負飽和電壓,所以電容器 開始經由R向OPA之輸出端放電
T2=0.693*RB1*CB1
無穩態多諧振盪器原理說明(5-3)
無穩態多諧振盪器原理說明(5-4)
無穩態多諧振盪器原理說明(5-5)
無穩態多諧振盪器 結論(1)
當電源接上時的瞬間使電晶體Q1飽和,
Q2截止 經過T1秒之後,使電晶體Q1截止, Q2飽和
無穩態多諧振盪器 結論(2)
再經過T2秒之後,又使電晶體Q1飽和
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器(4-1)
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器(4-2)
等效電路
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器(5-1)
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器(5)
•當VC=0V,且Z點電壓為VDD,所以 由Z點向電容C充電,其路徑如圖所 示,電容電壓VC因充電而逐漸上升, 使得電阻R上的電壓VR逐漸下降,當 VR小於VT(≒1/2VDD)時,閘A的輸出 又發生轉態,故Y變為”H”,Z點變 為”L”,X點變為”L”。
多諧振盪器的結構
無穩態多諧振盪器(astable multivibrator)
單穩態多諧振盪器(monostable multivibrator) 雙穩態多諧振盪器(bistable multivibrator)
無穩態多諧振盪器
這是重 點部分
《多谐振荡器多媒体》PPT课件讲解学习
要求 :
1、色环电阻器:主要识读 其标称阻值,并用万用表测 量其实际阻值。 2、电容器:电解电容器会 识别判断其正负极性,并用 万用表检测质量的好坏;瓷 片电容器会实读其标称容量, 并判断质量的好坏。 3、发光二极管:识别其类 型与引脚的排列,并用万用 表检测其质量的好坏。 4、555集成电路:注意引脚 并判别质量。 5、扬声器:用万用表测量 其标称电阻,并判别质量。
555集成电路各引脚电位变化情况
问题探讨
②或⑥脚的波形 ③脚输出的波形
影响振荡频率的因素
4、电路测试与分析
各小组对结果作出分析,判断是 否符合性能指标,查找错误的根源,
公布测试结果,并小结测试结果。
4、电路测试与分析
• 测试步骤:
1、用万用表测试555集成电路各引脚电位 2、用双踪示波器分别观察②或⑥脚,③脚的波形,并画出波形。
我得到锻炼的能力是
这次课我表现不够好的地方是
在与同学合作、探讨的过程中 ,我学到了
555多谐振荡器
下课, 休息一会!
结束
代号
R1 R2 R3、R4 C1、 C2
C3 IC LED1、 LED2 SP
名称
色环电阻 色环电阻 色环电阻 电解电容 电解电容
规格
2KΩ 100Ω 200Ω
4.7μF/16V 10μF/50V
瓷片电容 0.01μF 集成电路 NE555 发光二极管 红色
扬声器
8Ω/0.5W
Vcc
直流电源 6V
检测结果 注意事项
555多谐振荡器
作 业:
基本作业:①请简单介绍自己所在小组的电路装接 和调试过程。
②请对自己在项目实施过程遇见的问题 进行分析并给出实验结果。
多谐振荡电路课程设计
多谐振荡电路课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解多谐振荡电路的基本原理,掌握其组成元件及功能。
2. 学生能掌握多谐振荡电路的频率计算方法,并运用相关公式进行简单计算。
3. 学生能了解多谐振荡电路在实际应用中的优缺点,如电子音乐设备、无线通信等领域。
技能目标:1. 学生能通过实验操作,搭建并测试多谐振荡电路,观察其振荡现象。
2. 学生能运用所学知识,分析多谐振荡电路的故障原因并进行排除。
3. 学生能运用多谐振荡电路设计简单的电子电路,提高实际操作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习多谐振荡电路,培养对电子科学的兴趣,增强探索精神。
2. 学生在小组合作中,学会沟通、协作,培养团队意识。
3. 学生能关注多谐振荡电路在科技发展中的应用,认识到科技对社会进步的重要性。
课程性质:本课程为电子技术基础课程,旨在让学生了解多谐振荡电路的基本原理和实际应用,培养其实践操作能力和科技创新意识。
学生特点:本课程针对高中年级学生,他们对电子技术有一定的基础知识,具备一定的实验操作能力,但对多谐振荡电路的了解较为有限。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强调实验操作和实际应用,提高学生的动手能力和创新思维。
在教学过程中,关注学生的个体差异,激发学生的学习兴趣,培养其科学素养。
通过课程学习,使学生达到以上设定的课程目标,为后续电子技术课程打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面:1. 多谐振荡电路基本原理:- 振荡电路的定义、分类及基本工作原理。
- 多谐振荡电路的组成元件:放大器、反馈网络、正反馈与负反馈。
- 多谐振荡电路的频率计算公式及其推导。
2. 多谐振荡电路的实验操作:- 搭建多谐振荡电路实验装置,观察振荡现象。
- 测试不同参数对振荡频率、幅值等特性的影响。
- 故障分析与排除,提高实际操作能力。
3. 多谐振荡电路的应用与拓展:- 多谐振荡电路在电子音乐设备、无线通信等领域的应用案例分析。
数字逻辑课件——多谐振荡器
Vth−VDD,同样在暂态Ⅱ结束时,
US(0+) = VDD +Vth。
图6-1-3 CMOS多谐振
荡器的改进电路
8
电源VDD或逻辑门输入值电平Vth变化时,K值变化对振荡周 期T的影响减小。
0.7( R1 R2 ) C1
0.7 R2 C1
振荡周期 T TPH TPL 0.7(R1 2R2 ) C1
振荡频率 f 1
T
12
6.1.3 石英晶体振荡器
前面介绍的多谐振荡器频率稳定性较差,当电源电压波
动,温度变化,RC参数变化时,频率变化较大,在计算
机等要求频率稳定性高的设备中,用这样的振荡器做主 振荡器是不合适的。 高稳定性的脉冲信号振荡器是石英晶体振荡器。 图6-1-5为一种典型的石英晶体振荡电路。
(1) 反馈电阻使两个逻辑门均工作在线性放大区。
对于TTL逻辑门,反馈电阻R
通常取0.7 ~ 2k ,而对于
CMOS逻辑门,则R通常取10 ~
100M。
图6-1-5 石英晶体振荡器
13
石英晶体的等效阻抗 Z1 R j(2 fL
Z Z1 1
2 fC
//( jXCn ) ) R jX
X
LC
Cn
图6-1-1 CMOS反相 器组成的多谐振荡器 1
反馈信号由储能元件电容耦合,在反相器A的输出状态翻 转时产生过渡过程,引起信号的传输延迟。
在过渡过程中,电容的充、放电使反相器B的输入电位US变
化,
当电位变化达到输入阈值电压Vth时,触发器自动触发,状 态再次翻转,产生新的过渡过程。
多谐振荡器完整PPT
由于它的频率稳定度很高,所以走时很准。 R的选择应使G1工作在电压传输特性的转折区。
74LS04 (TTL) CD4069 (CMOS)
图5-14 对称式多谐振荡器
图5-16最简单的环形振荡器
图5-21 石英晶体振荡器电路
当振荡信号的频率和石英晶体的固有谐振频率fo相同时,石英晶体呈现很低的阻抗,信号很容易通过,而其它频率的信号则被衰减掉
由于充电时间常数小于放电时间常数,所以充电速度较快,uC首先上升到G2的阈值电压UTH,并引起如下的正反馈过程:
图5-21 石英晶体振荡器电路
此后,C 放电、C 充电,C 充电使u 上升,会 (a) 电路 (b) 工作波形
1 2 图5-18 RC环形振荡器的工作波形
利用电容C的充放电,改变uI3的电平(因为RS很小,在分析时往往忽略它。
3. CMOS反相器构成的多谐振荡器
图5-19 CMOS反相器构成的多谐振荡器
R的选择应使G1工作在电压传输特性的转折区。 此时,由于uO1即为uI2,G2也工作在电压传输特性 的转折区,若uI有正向扰动,必然引起下述正反馈过程:
随着电容C的不断充电,uI不断上升,当uI≥UTH 时,电路又迅速跳变为第一暂稳态。如此周而复始,
使uO1迅速变成低电平,而uO2迅速变成高电平,电路进入第一暂稳态。
此时,电容C通过R放电,然后uO2向C反向充电。
使u 迅速跳变为低电平、u 迅速跳变为高电 O2 利用电容C的充放电,改变uI3的电平(因为RS很小,在分析时往往忽略它。
图5-21 石英晶体振荡器电路
O1
平,电路进入第二暂稳态。 图5-16最简单的环形振荡器
1. 最简单的环形振荡器
图5-16最简单的环形振荡器 (a) 电路 (b) 工作波形
多谐振荡器 数电课件
R1 R2 R1 2R2
二、占空比可调的多谐振荡器
占空比可调的多谐振荡器的电路结构如图7.2.2—1所示。
图7.2.2—1
q
T1 T
0.7RAC
0.7 RA RB C
RA
RA RB
三、多谐振荡器的应用
1. 秒信号发生器 秒信号发生器的电路结构如图7.2.3—1所示。
0
T2
=
2
ln
0 0
2
3 1
3
VCC VCC
=0.7R2C
Ⅲ. 振荡周期
T
T T1+T2=0.7R1 2R2 C
Ⅳ. 振荡频率
f
f
1 T
1
0.7 R1 2R2 C
1.43
R1 2R2 C
Ⅴ. 占空比
q
q
T1 T
0.7R1 R2 C 0.7R1 2R2 C
VCC R1 R2
uO
3. 工作过程
Ⅰ. 起始状态; Ⅱ. 充电,形成暂稳态“0” ; Ⅲ. 自动翻转,放电,形成暂稳态“1” ; Ⅳ. 自动翻转,充电,形成暂稳态“0” 。
4. 波形图
用555定时器构成的多谐振荡器的波形图如图7.2.1—2所示。
图7.2.1—2
5. 振荡频率
Ⅰ. 电容充电时间
T1
电容充电时,时间常数
终了值
,转换值
uC VCC
1
uC
,,T1R起带1始入23值RRCV2过CC渡C过程计算,公式u进C 行0计 算:13
VCC
T1
电子数字电子技术ppt啊共28页
G
(3)
&
1
vo
2、工作原理
VCC
RD
5kΩ
vIC vI1
+ -C1
R
&
5kΩ
G
vI2
- +C2
S
&
&1
Q
vO
vO 5kΩ T
阈值输入
(VI1)
×
2 3 VCC
2 3 VCC
2 3 VCC
输入
触发输入
(VI2)
×
1 3 VCC
1 3 VCC
1 3 VCC
输出
复位(RD)
输出 (VO)
0
0
放电 管T
输出 (VO)
0
0
放电 管T
导通
1
1 截止
1
0 导通
1
不变 不变
8.4.2 用555定时器组成施密特触发器
vI
2 3
VCC
VCC
RD
1 3
VCC
5kΩ
O
vI
vIC vI1
+ -C 1
R
&
vO
t
5kΩ
G
vI2
- +C 2
S
&
&
1
(3) vO
O
vO
t
vO 5kΩ T
如何改变回差电压?
O
VCC/3 2VCC/3
1.多谐振荡器没有稳定状态,只有两个暂稳态。
2.通过电容的充电和放电,使两个暂稳态相互交 替,从而产生自激振荡,无需外触发。
3.输出周期性的矩形脉冲信号,由于含有丰富的 谐波分量,故称作多谐振荡器。
CGM08.3.-8.4.21B4.19试讲 多谐振荡器 电力数电教学课件
Q = 0 、 Q 1 , u o 1 = u o = 0 。 此 后 , u i上 升 到 V C C , 然 后 再 降 低 , 但 在 未 到 达
第一个暂稳态的脉冲宽度 tp1,即 uc 从 VCC/3 充电上升到 2VCC/3
所需的时间:
t p 1 ≈ 0 . 7 ( R 1 + R 2 ) C
第二个暂稳态的脉冲宽度 tp2,即 uc 从 2VCC/3 放电下降到 VCC/3
所需的时间:
tp2≈0.7R2C
202振0/10/2荡5 周期:T=tp1+tp2≈0.7(R1+2R2)C
2020/10/25 振荡频率等于石英晶体的谐振频率f0。
8.4 由555定时器构成的多谐振荡器
4.5~16V
1、555定时器
电压 控制端
CO TH
高电平
触发端 TR
低电平 触发端
2020/10/25
+VCC 8
5k
5
Ω + C1
- 6
5k
2 Ω+
- C2
5k
1Ω
R
4
G1 &Q
G2
&Q
复位端 低电平有效
R1
84
2VCC/3
7
3
uo
VCC/3
R2
6 555
0
t
uo
uc
2
5
C
1
0.01μF
0 tP1 tP2
t
(a) 电路
(b) 工作波形
第一个暂稳态的脉冲宽度 tp1,即 uc从 VCC/3 充电上升到 2VCC/3 所需的时间:
2020/10/25
t p 1 ≈ 0 . 7 ( R 1 + R 2 ) C (8.4.3)
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2、由555定时器构成的多谐振荡器(图8.4.8)
VCC
uc
R1
84
7
3
2VCC/3
uo
VCC/3
R2
0
t
6 555
uo
uc
C
2
5
1
0.01μF
0 tP1
tP2
t
(a) 电路
(b) 工作波形
① 接通VCC后,VCC经R1和R2对C充电。当uc上升 到2VCC/3时,uo=0,T导通,C通过R2和T放电, uc下降。
2020/9/30
+VCC
+VCC1
ui
84
R
UT+ UT-
6
7
uo1
0
ui
555
uo
uo
uCO
2VCC/3
VCC/t3
3
控制电压
调节回差
0
t
2
(a)
电路5
(b) 工作波形
1
( 1 ) 当 u i = 0 时 , 由 于 比 较 器 C 1 = 1 、 C 2 = 0 , 触 发 器 置 1 , 即 Q = 1 、 Q 0 ,
第一个暂稳态的脉冲宽度 tp1,即 uc 从 VCC/3 充电上升到 2VCC/3
所需的时间:
t p 1 ≈ 0 . 7 ( R 1 + R 2 ) C
第二个暂稳态的脉冲宽度 tp2,即 uc 从 2VCC/3 放电下降到 VCC/3
所需的时间:
tp2≈0.7R2C
202振0/9/30荡周期:T=tp1+tp2≈0.7(R1+2R2)C
1
5k
Ω + C1 1
-
5k
Ω+
1
- C2
5k
Ω
G1
G3
&Q &
01
3
10
uO
G2 &
Q 10
7D T
①R=0时,Q=1,uo=0,T饱和导通。
②R=1、UTH>2VCC/3、 UTR>VCC/3时,C1=0、C2=1, Q=1、Q=0,uo=0,T饱和导通。
③R=1、UTH<2VCC/3、UTR>VCC/3时,C1=1、C2=1, 2020/9/30 Q、Q不变,uo不变,T状态不变。
2020/9/30 振荡频率等于石英晶体的谐振频率f0。
8.4 由555定时器构成的多谐振荡器
4.5~16V
1、555定时器
电压 控制端
CO TH
高电平
触发端 TR
低电平 触发端
2020/9/30
+VCC 8
5k
5
Ω + C1
- 6
5k
2 Ω+
- C2
5k
1Ω
R
4
G1 &Q
G2
&Q
复位端 低电平有效
u o 1 = u o = 1 。 u i 升 高 时 , 在 未 到 达 2 V C C / 3 以 前 , u o 1 = u o = 1 的 状 态 不 会 改 变 。
(2)ui 升高到 2VCC/3 时,比较器 C1 输出为 0、C2 输出为 1,触发 器置 0,即 Q=0、Q 1,uo1=uo=0。此后,ui上升到 VCC,然后再 降低,但在未到达 VCC/3 以前,uo1=uo=0 的状态不会改变。
★. 3. 由555定时器构成的单稳态触发器(图8.4.4)
ui
C
VCC
84
7
3
6 555
2
5
1
ui
0
uo uc
0
uo
0.01μF 0
t 2VCC/3
t
tP
t
(a) 电路
(b) 工作波形
输 出 脉 冲 宽 度 t p 。 t p ≈ 1 . 1 R C
2020/9/30
R
ui
C
VCC
84
7
3
6 555
第一暂稳态及其自动
翻转的工作过程
uo
G1 ui1 1 uo1
G2 ui2 1
0 ui2 uo (uo1)
0
t1 t2 t3
t t
R
ui1
C
UT
t
图8.3.1(a) 电路图
0 图8.3.2 波形图
在t2时刻 ui1下降到门电路的开启电压UT, 使uo1(ui2)由0变为1,uo由1变为0。同样由 于电容电压不能突变,故ui1跟随uo发生负跳 变,于是ui2(uo1)由0变为1。这个高电平保 持uo为0。至此,第一个暂稳态结束,电路进 入2第020/9二/30 个暂稳态(0)。
●获得脉冲波形的两种主要方法
一种是利用施密特触发器和单稳态 触发器构成的整形电路对已有波形进 行整形、变换得到。如§8.1节和
§8.2 节所述。
另一种是利用多谐振荡器直接产生 。 2020/9/30
●定义 多谐振荡器是一种不需要外加输
入信号,就可以自动地产生出矩形脉 冲的自激振荡电路。
● 电路结构种类与特点 多谐振荡器可以由门电路、施密
2
5
1
ui
0
uo uc
0
uo
0.01μF 0
t 2VCC/3
t
tP
t
(a) 电路
(b) 工作波形
接通VCC瞬间,VCC通过R对C充电,uc上升到2VCC/3时,比 较器C1输出为0,将触发器置0,uo=0。这时 Q=1,放电管T导通, C通过T放电,电路进入稳态。
ui到来时,因ui<VCC/3,使C2=0,触发器置1,uo又由0变为 1,电路进入暂稳态。由于此时 Q=0,放电管T截止,VCC经R对 C充电。虽然此时触发脉冲已消失,比较器C2的输出变为1,但充 电继续进行,直到uc上升到2VCC/3时,比较器C1输出为0,将触发 器置20020,/9/30电路输出uo=0,T导通,C放电,电路恢复到稳定状态。
G3
& 3 uO
7D T
放电端
+VCC 8
R
40
CO 5 TH 6
TR 2
5k Ω + C1
-
5k Ω+
- C2
5k
G1
G3
&Q &
1
3
0
uO
G2
&Q
7D T
1Ω
①R=0时,Q=1,uo=0,T导通。
2020/9/30
+VCC
R
8
4
CO 5
TH 6
>2VCC/3 TR 2
>VCC/3
1
5k
Ω + C1 0
CO TH
<2VCC/3
TR
<VCC/3
+VCC
R
8
4
5
5k
Ω + C1 1
G1 &Q
G3 &
3
1
uO
- 6
0
5k
2
Ω+
0
G2
1
&Q
7D
- C2
T
5k
1Ω
①R=0时,Q=1,uo=0,T饱和导通。 ②R=1、UTH>2VCC/3、UTR>VCC/3时,C1=0、C2=1, Q=1、Q=0,uo=0,T饱和导通。 ③R=1、UTH<2VCC/3、UTR>VCC/3时,C1=1、C2=1, Q、Q不变,uo不变,T状态不变。 ④R=1、UTH<2VCC/3、UTR<VCC/3时,C1=1、C2=0, 2020Q/9/3=0 0、Q=1,uo=1,T截止。
§ 8.3多谐振荡器
本节讨论的主要问题
1. 本节与本章其它各节内容有何关系? 2. 什么叫做多谐振荡器? 3. 多谐振荡器有那几种电路形式?
4. 多谐振荡器是如何产生脉冲信号的? 5. 理解多谐振荡器工作原理的关键是什么
? 6. 多谐振荡器的振荡频率怎样确定? 7. 本节的重点和难点各在哪儿?
2020/9/30
-
5k
Ω+
1
- C2
5k
Ω
G1
G3
Q
&
&
1
3
0
uO
G2
&Q
7D T
①R=0时,Q=1,uo=0,T饱和导通。
②R=1、UTH>2VCC/3、UTR>VCC/3时,C1=0、C2=1, 2020Q/9/3=0 1、Q=0,uo=0,T饱和导通。
+VCC
R
8
4
CO 5
TH 6
<2VCC/3 TR 2
>VCC/3
② 当uc下降到VCC/3时,uo又由0变为1,T截止, VCC又经R1和R2对C充电。如此重复上述过程, 20在20/9/3输0 出端uo产生了连续的矩形脉冲。
VCC
uc
R1
84
7
3
2VCC/3
uo
VCC/3
R2
6 555
0
t
uo
uc
2
5
C
1
0.01μF
0 tP1 tP2
t
(a) 电路
(b) 工作波形
4. 由555定时器构成的施密特触发器
+VCC
+VCC1
ui
84
R
UT+ UT-
6
7
uo1
0
ui
555
uo
uo
uCO
2VCC/3
VCC/t3
3
控制电压