實驗報告五(脈沖波形發(fā)生電路的設計)_林子坤_2014011541

1、實驗名稱：脈沖波形發(fā)生電路的設計實驗者姓名：林子坤實驗者學號：2014011541實驗分組：DA43-229實驗完成日期：2015年12月16日一、實驗報告1、畫出調試成功后的電路圖，并說明各模塊電路的工作原理。a、必做任務工作原理：（1）輸入模塊功能：當光電三極管接收到紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外光時，輸入模塊輸出高電平，紅外光被擋住時輸出低電平。R2的計算：由于“光電三極管的集電極電流在幾十微安到幾毫安之間”，即100A<Ic<10mA500<R2=Vcc/Ic<50k取R2=5k，或根據實驗器材進行相應調整至滿足條件。（2）微分整流電路功能：為了使輸入的低電平脈沖盡快回到

2、高電平以避免遮擋時間過長對實驗效果的影響。（3）單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器功能：用555定時器接成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，將之前的模塊產生的輸入信號接入TRI，即可實現(xiàn)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)。相關元件取值的計算：由于脈沖寬度要求為1s至5s，即Tw=RClnVcc-0Vcc-23Vcc=RCln31s<Tw<5s1<RCln3<5滿足0.910<RC<4.55即可（其中R、C為電路圖中的R4、C2）取R4=220k，C2=10F。或根據實驗器材進行相應調整至滿足RC條件。b、選做任務工作原理：（1）（3）工作原理與上題同。（4）PNP三極管模塊功能：當vI為低電平時，三極管導通，將C2迅速放

3、電，直到vI回到高電平，C2才重新開始充電。在此期間，期間vO一直保持在高電平狀態(tài)。這樣組裝，每當vI變?yōu)榈忘c平時，都可以讓C2重新開始充電，從而實現(xiàn)重復觸發(fā)。（5）D觸發(fā)器模塊功能：使電路的觸發(fā)狀態(tài)變得更加穩(wěn)定。2、用示波器記錄關鍵節(jié)點的電壓波形,并給出分析過程。a、必做任務：從波形中可見，當輸入一個脈沖信號后，輸出會經歷一個暫穩(wěn)態(tài)過程。b、選做任務從波形中可見，當輸入多個連續(xù)的脈沖信號，輸出高電平的持續(xù)時間也延長了，說明重復觸發(fā)成功。3、總結（1）脈沖波形產生電路的設計和調試步驟。設計步驟：1、劃分模塊，例如在上文中列舉出的5個電路模塊，并設計相應電路。2、根據實驗要求設計參數(shù)。3、用Mu

4、ltisim仿真驗證設計是否合理。調試步驟：1、檢查電路所有的Vcc端和GND端是否接好，各個芯片是否正常供電。2、檢查各個小部分是否能夠正常工作：如果有一些部分不能正常工作，則先檢查芯片是否存在故障。若芯片無故障，檢查原理圖是否正確、接線是否正確。3、檢查整個電路是否能夠正常工作：如果不能正常工作，則需要檢查各個連接結點是否接好。若結點接好，檢查原理圖是否正確、接線是否正確。4、最后檢驗顯示結果是否正確。如果不正確，重新進行前面幾步的調試。（2）其他功能電路的設計和調試步驟，注明元件取值并說明理由。 設計步驟：1、閱讀新元件（如PNP三極管、光電管等）的參數(shù)及使用方法，并設計相應電路。2、根

5、據實驗要求設計參數(shù)。3、用Multisim仿真驗證設計是否合理。調試步驟：1、確認其他功能電路設計正確，元件使用方法正確。2、檢查電路所有的Vcc端和GND端是否接好，各個芯片是否正常供電。3、檢查各個小部分是否能夠正常工作：如果有一些部分不能正常工作，則先檢查芯片是否存在故障。若芯片無故障，檢查原理圖是否正確、接線是否正確。4、檢查整個電路是否能夠正常工作：如果不能正常工作，則需要檢查各個連接結點是否接好。若結點接好，檢查原理圖是否正確、接線是否正確。5、最后檢驗顯示結果是否正確。如果不正確，重新進行前面幾步的調試。元件取值：a、由于“光電三極管的集電極電流在幾十微安到幾毫安之間”，即100

6、A<Ic<10mA500<R2=Vcc/Ic<50k取R2=5k，或根據實驗器材進行相應調整至滿足條件。b、由于脈沖寬度要求為1s至5s，即Tw=RClnVcc-0Vcc-23Vcc=RCln31s<Tw<5s1<RCln3<5滿足0.910<RC<4.55即可（其中R、C為電路圖中的R4、C2）取R4=220k，C2=10F?；蚋鶕嶒炂鞑倪M行相應調整至滿足RC條件。（3）在實驗中遇到的問題及解決方法。遇到的問題：（1）雖然持續(xù)被遮擋時數(shù)碼管顯示正常，但是LED燈過一會兒就熄滅了。（2）解決了問題（1）之后，無法在短時間內再次被觸發(fā)

7、。解決方法：（1）刪去電容C1。因為微分整流電路是為了使輸入的低電平脈沖盡快回到高電平以避免遮擋時間過長對實驗效果的影響，這與我們的目標相反。（2）加入D觸發(fā)器。二、思考題1、R1的選取應考慮哪些因素？這次實驗中D1導通的正向電流是多少、導通壓降是多少?（1）R1的選取考慮因素：不能太小，否則電流太大會燒壞紅外發(fā)射管；不能太大，否則紅外發(fā)射管發(fā)光強度不夠，不足以使接收管導通。（2）查閱資料后可得，紅外發(fā)光二極管D1的導通壓降約為1.4V，正向導通電流為（5-1.4）/1000=3.6mA。2. 請簡述 R2選取原則。在實驗中使用的是74HC系列器件,若將其更換為74LS系列器件R2取值會發(fā)生什么變化。R2選取的原則：當光電三極管接收到紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外光時，輸入模塊輸出高電平，紅外光被擋住時輸出低電平。有光照時：R2需要滿足VCC-IR2<VTH；無光照時：R2需要滿足VC