电子测量课程设计报告--四脉冲发生器

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1、 电子测量课程设计报告 四脉冲发生器 学院：电气工程 班级： 学号： 姓名： 一、实验目的一、实验目的 1、设计内容： 设计一个四脉冲发生器，要求信号输出用发光二极管显示，输出波形如下所示： 2、设计要求： 周期要求如上图所示。 脉冲峰值大于 8V。 二、电路工作原理：二、电路工作原理： 由于本电路设计方案中运用到两个不同的方波发生电路， 首先叙述一下这两个电路的工作过 程： 1. 集基耦合多谐振荡器 集基耦合多谐振荡器如左图所示，它是一种典型的分立元件 脉冲产生电路。通常，电路两边是对称的。接通电源后，两 管均应导通。为便于分析，假定因某种因素影响，iC1有上升 趋势，那么就会发生如下的正反

2、馈循环过程： iC1uRC1uA1ub2ib2iC2uRC2uA2 ib1ub1 致使 T1 迅速饱和， uA1为低电平； T2 迅速截止，uA2为高电 平。此后，一方面 C2 将通过 RC2、T1 的 be 结构成的回路充 电（电压极性左负右正） ；另一方面，C1 将通过 T1、R1 构 成的回路，将本身贮存的电荷（左正右负）逐渐释放。这样 ub2逐渐上升，当 ub2高于晶体三极管导通电压后，将发生如 下的正反馈循环： ub2ib2iC2uRC2uA2ub1ib1ic1 uA1 uRC1 致使 T2 迅速导通 uA2为低电平；T1 迅速截止，uA1为高电平。此后，一方面 C1 将通过 RC1

3、、 T2 的 be 结构成的回路充电（电压极性左正右负） ，另一方面，C2 将通过 T2、R2 构成的回 路放电，ub1 相应提高。当 ub1 高于三极管导通电压后，又发生使 T1 导通，T2 截止的正反 馈过程，于是形成振荡。从 T1、T2 集电极输出的输出电压是矩形脉冲。可以证明，集基耦 合多谐振荡电路的振荡周期 T0.7R1C10.7R2C21.4RC，输出幅度接近电源电压。 2.与非门构成的方波发生器 R1R2 C1 C2 1 G1G2 B A Q Q 上述电路有两种过程。其一是正反馈过程。非门 G1 和非门 G2 均处于非高电平或低电 平，而 A 点电压 uA上升时，G1 输出电压

4、uQ下降，通过 C1 的耦合使 B点电压 uB下降，使 G2 输出电压 uQ上升，又通过 C2 的耦合使 uA再上升，最终使Q 降到降到低电平，Q 升到 高电平。这个过程时间极短，是瞬间完成的；其二是暂稳态过程。正反馈过程完成后，两个 电容开始按指数规律充放电，当其中之一达到阈值电压时，电路又进入正反馈，结果是达到 另一个暂稳态， 如次往复循环， 形成振荡。 若电路对称， 即 R1=R2=R,C1=C2=C,则输出方波， 其重复周期为 T=2t=1.4RC 3.整体电路的工作原理： 下图的左边上下两个是方波发生器， 左上方的是用 NPN 三极管组成的集基多谐振荡器， 左下方是由与非门构成的方波

5、发生电路， 它们产生方波的原理在前面已经叙述过了。 根据实 验的设计要求，用集基多谐振荡器产生周期为 5ms 的方波 A，用与非门构成的振荡器产生 周期为 40ms 的方波 B。然后用 40ms 的方波通过由两个 D 触发器构成的二分频器。经过第 一个分频器时，输出一个 80ms 的方波 C，在经过一个分频器后产生一个周期为 160ms 的方 波 D。 然后将这四个方波进行逻辑与，就可得到一个周期大于 100ms 的含有四个周期为 5ms 小脉冲的四脉冲发生器， 但按照实验要求， 在最后加上一个有三极管构成的共射放大电路进 行放大，即可得到满足课题要求的输出大于 10V 的条件。由于实验元件的

6、限制，图中用每 两个与非门当做一个与门来用。 由于共射电路是倒相放大， 所以最后一个与非门之后直接连 上三极管。 R1 10k R2 10k R3 120k R4 120k VCC 5V VCC C1 0.47uF C2 0.47uF C3 33nF C4 33nF R5 61k R6 61k 41 0 U3A 74S00D U5A 74S00D U7A74S04D U9A 74S04D 7 8 6 U6A 74S04D U10A 74S04D 510 U4A 74S74N 1D 2 1Q 5 1Q 6 1CLR 1 1CLK 3 1PR 4 U8A 74S74N 1D 2 1Q 5 1Q 6 1CLR 1 1CLK 3 1PR 4 11 9 12 VCC 5V U11A 74S00D 1415 16 R7 0.5k U12 R8 40k VCC 5V 1718 XSC1 A B Ext Trig + + _ _ + _ 3 LE