施密特触发器及其应用

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一、实验目的
进一步掌握施密特触发器的原理和特点,熟悉和了解由施密特触发器构成的部分应用电路,学会正确使用TTL,CMOS集成的施密特触发器。

二、实验内容
1.具有施密特性的门电路特性测试
(1)74LS132芯片的特性测试
图 20.1所示为74LS132芯片的原理电路和逻辑符号图。

图20.1
用实验法测出芯片的电压传输特性曲线。

并标出V T+,V T-,ΔV T等值。

参照给定的原理电路图,说明V T+,V T-,·ΔV T等值和理论分析值是否一致?
理论分析时,可假设肖特基三极管的V BES≈0.8V,V CES≈0.3V,肖特基二极管的正向导通压降V D≈0.4V。

(2)CMOS CD40106特性测试
图20.2所示为CD40106芯片的原理电路的逻辑符号图。

令V DD=+5V,测出CD40106的V T+,V T-·ΔV T值,画出相应的电压传输特性曲线。

改变V DD值,使之分别为+10V,-15V,重复上述内容。

图20.2
2.施密性触发器的应用。

(1)多谐振荡器
按图20.3所示电路接线,V DD=-5V。

(b)
(a)
图20.3
用示波器观察图(a),图(b)电路输出端Vo的波形。

选择电容C,使图(a)中Vo的频率f=100KHZ~150KHZ。

选取图(b)电路中的电容C,令其分别为100PE和1μF,测出Vo端振荡波形的相应的频率。

(2)压控振荡器
按图20.4所示电路接线V DD=+5V
信号V1的变化范围为2.5~5.0V
图20.4
用示波器观察并记录Vo端的波形。

当V1取值分别为:2.5V、3V、3.5V、4.0V、4.5V、5V时测出Vo端波形相应的频率f。

观察电路中元件参数的大小(如电阻R、电容C)和f有何关系?
观察与非门的VT施密特触发器的V T+、V T-和f有何关系?
三、思考题
1.施密特触发器电路的特点是什么?(图20.1)
所示的原理电路是由哪几部分构成的?各部分的作用是什么?
2.CMOS施密特触发器的V DD值的大小和芯片的V T+、V T-、ΔV T参数有何关系?
3.改变图20.1图(b)电路的V DD值时,Vo端的振荡频率是否会跟着变化?怎样变化?
四、实验仪器及材料
1.仪器:示波器
2.材料:CMOS 芯片
CD40106 具有施密特触发
特性的反相器 1片
CD4009 六缓冲器/转换器(反相) 1片 TTL 芯片
74LS132 具有施密特触发性的与非门 1片。