单稳态触发器Word文件下载.doc

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学号：

实验日期：

一、实验目的

1、熟悉555电路及其应用

2、用555定时器组成单稳态触发器

二、实验原理

图1

若以555定时器的v12端作为触发信号的输入端，并将由TD和R组成的反相器输出电压vOD接至vI1端，同时在vI1对地接入电容C，就构成了如图1所示的单稳态触发器。

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如果没有触发信号时vI处于高电平，那么稳态时的这个电路一定处于vC1=vC2=1、Q=0，vO=0的状态。

假定接通电源后锁存器停在Q=0的状态，则TD导通vC≈0。

故vC1=vC2=1、Q=0及vO=0的状态将稳定地维持不变。

如果接通电源后锁存器停在Q=1的状态了，这时TD一定截止，VCC便经R向C充电。

当充到vC=2/3VCC时，vC1变为0，于是将锁存器置0。

同时，TD导通，电容C经TD迅速放电，使vC≈0。

此后由于vC1=vC2=1，锁存器保持0状态不变，输出也相应地稳定在vO=0的状态。

因此，通电后电路便自动地停在vO=0的稳态。

当触发脉冲的下降沿到达，使v12跳变到1/3VCC以下时，使vC2=0（此时vC1=1），锁存器被置1，vO跳变为高电平，电路进入暂稳态。

与此同时TD截止，VCC经R开始向电容C充电。

当充至vC=2/3VCC时，vC1变成0。

如果此时输入端的触发脉冲已经消失，vI回到了高电平，则锁存器将被置0，于是输出返回vO=0的状态。

同时TD又变为导通状态，电容C经TD迅速放电，直至vC≈0，电路恢复到稳态。

图2画出了在触发信号作用下vC和vO相应的波形。

输出脉冲的宽度tW等于暂稳态的持续时间，而暂稳态的时间取决于外接电阻R和电容C的大小。

由图2可知，tW等于电容电压在充电过程中从0上升到2/3VCC所需要的时间，因此得到

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图2

通常R的取值在几百欧姆到几兆欧姆之间，电容的取值范围为几百皮法到几百微法，tW的范围为几微妙到几分钟。

但必须注意，随着tW的宽度增加它的精度和稳定度也将下降。

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三、实验内容

用LM555CN组成单稳态触发器，测试单稳态触发器的功能

1、电路如图3所示为LM555CN组成的单稳态触发器，利用函数信号发生器产生频率为1kHz，占空比为90%，幅度为5VPP的矩形波作为输入信号，用四通道示波器观察输出波形。

图3

其输入、THR、输出波形如图4所示：

图4

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2、改变元器件参数，使信号发生器频率为100Hz，占空比为90%，幅度为5VPP，R=1k,C=1uF,其输入、THR、输出波形如图5所示：

图5

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3、改变元器件参数，使信号发生器频率为100Hz，占空比为90%，幅度为5VPP，R=8k，C=1uF,其输入、THR、输出波形如图6所示：

图6

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图7

4、改变元器件参数，使信号发生器频率为100Hz，占空比为90%，幅度为5VPP，R=5k,C=500nf，其输入、THR、输出波形如图7所示：

5、将2、3、4中实验所得暂稳态时间与计算值比较

序号

R

C

暂稳态时间

实验值

计算值

2

5k

1uF

5.439ms

5.493ms

3

8k

8.772ms

8.789ms

4

0.5uF

2.737ms

2.747ms

6、令R=10k,C=1uF及令R=5k,C=10uF其输入、THR、输出波形分别如图8、图9所示：

图8

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图9

由以上分析可知，暂稳态时间与R、C有关，改变R、C的值可以改变暂稳态时间，但如果R、C选取不合理，则可能一次脉冲内有多次暂稳态，也有可能暂稳态持续数次脉冲。