脉冲的产生的与整形电路
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实验九 脉冲的产生的与整形电路
一、实验目的：
1．掌握555定时器的性能。
2．了解555定时器的典型应用。
二、实验仪器及材料
a)TDS-4数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。
b)参考元件：555定时器、电容
三、预习要求
1.了解555定时器的外引线排列和功能。
2.复习555定时器的电路结构、工作原理和功能，以及用555定时器构成施密特触发器的电路结构、工作原理和工作波形。
3. 用multisim软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。
四、实验原理
1．555定时器的引脚功能图如图5-2：
2．555定时器的工作原理。
555定时器是一种数字与模拟混合型的中规模集成电路，应用广泛。外加电阻、电容等元件可以构成多谐振荡器，单稳电路，施密特触发器等。
555定时器原理图及引线排列如图9-1所示。其功能见表9-1。定时器内部由比较器、分压电路、RS触发器及放电三极管等组成。分压电路由三个5K的电阻构成，分别给A1和A2提供参考电平2/3VCC和1/3VCC。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6脚输入大于2/3VCC时，触发器复位，3脚输出为低电平，放电管T导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3VCC时，触发器置位，3脚输出高电平，放电管截止。
4脚是复位端，当4脚接入低电平时，则V0=0；正常工作时4接为高电平。
5脚为控制端，平时输入2/3Vcc作为比较器的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制。如果不在5脚外加电压通常接0.01μF电容到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，确保参考电平的稳定。 表9-1 555定时器的功能表
1． 施密特电路
1）．电路结构：将TH(6脚)和/TR(2脚)相连作为信号输入端即可构成施密特触发器，如图9-2。
2）工作原理：
1）当Ui由0上升至≤Ucc*1/3时，Uc1=1,Uc2=0，触发器低电平置位，Q=U0=1
2）当Ui上升，在Ucc*1/3至Ucc*2/3之间，Uc1=1,Uc2=1，触发器保持，Q=U0=1。3）当Ui≥Ucc*2/3时，Uc1=1,Uc2=0，触发器低电平复位，Q=U0=0。
4）当Ui由Ucc*下降至≤Ucc*1/3时，Uc1=1,Uc2=0，触发器低电平置位，Q=U0=1。
若输入电压的波形是个三角波，在输入端外接三角波ui,当ui上升到2VCC/3时,输出uO从高电平翻转为低电平；当ui下降到VCC/3时,输出uO从低电平翻转为高电平。施密特触发器将输入的三角波整形为矩形波输出。电路的工作波形如图5-3所示。
回差电压：△u＝32VCC－31VCC＝31VCC。
图9-3施密特触发器波形图
1. 单稳态电路
图 9-4单稳态电路的电路图和波形图
单稳态电路的组成和波形如图9-4所示。当电源接通后，Vcc通过电阻R向电容C充电，待电容上电压Vc上升到2/3Vcc时，RS触发器置0，即输出Vo为低电平，同时电容C通过三极管T放电。当触发端②的外接输入信号电压Vi＜1/3Vcc时，RS触发器置1,即输出Vo为高电平，同时，三极管T截止。电源Vcc再次通过R向C充电。输出电压维持高电平的时间取决于RC的充电时间，当t=tW时，电容上的充电电压为；
CCRCtCCCVeVvw321
所以输出电压的脉宽
tW=RCln3≈1.1RC
一般R取1kΩ～10MΩ，C＞1000pF。
值得注意的是：t的重复周期必须大于tW，才能保证放一个正倒置脉冲起作用。由上式可知，单稳态电路的暂态时间与VCC无关。因此用555定时器组成的单稳电路可以作为精密定时器。
五、实验内容
1.用555定时器构成施密特触发器：
将555定时器接成图9-2所示电路，在其2管脚上加输入信号Ui(Ui为0～5V变化、f=1KHZ的三角波)，用示波器同时观察并记录Ui（2管脚）、Uo（3管脚）的波形。
2.按图9-4所示用 555集成定时器构成单稳态电路。
当 C=0.01μF时，选择合理输入信号Vi的频率和脉宽，调节RW以保证T＞tW ，使每一个正倒置脉冲起作用。加输入信号后，用示波器观察Vi、Vc以及Vo的电压波形，比较它们的时序关系，绘出波形，并在图中标出周期、幅值、脉宽等。
六、实验报告要求：
整理实验数据，画出实验内容中所要求画的波形，按时间坐标对应标出波形的周期、脉宽和幅值等。
⒈ 按实验内容的各个步骤要求整理相关实验数据。
⒉ 记录实验原始数据附在实验报告后面。
⒊ 总结555时基电路组成的典型电路及使用方法。
七、注意事项：
1．单稳态电路的输入信号选择要特别注意。Vi的周期T必须大于vO的脉宽tW，并且低电平的宽度要小于vO的脉宽tW
2．所有需绘制的波形图均要按时间坐标对应描绘，而且要正确选择示波器的AC、DC输入方式，才能正确描绘出所有波形的实际面貌。在图中标出周期、脉宽以及幅值等。
