多谐振荡器实训实验报告doc文档格式.docx

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本次实训为无稳态多谐振荡器，它是一种简单的振荡电路。

它不需要外加激励信号就便能连续地、周期性地自行产生矩形脉冲.该脉冲是由基波和多次谐波构成，因此称为多谐振荡器电路。

多谐振荡器可以由三极管构成，也可以用555或者通用门电路等来构成。

用两只三极管组成的多谐振荡器，通常叫做三极管无稳态多谐振荡器。

此次是三极管多谐振荡电路以及555时基多谐振荡电路的实训。

在本此实训中我们将用两只三极管制作一个多谐振荡器，并用它驱动两只不同颜色的发光二极管。

在制作完成时，我们能看到两只发光二极管交替点亮，并且我们可以通过调整电路的参数来调整发光管点亮的时间。

555定时器是一种中规模集成电路，它使用灵活、方便，被广泛用于脉冲的产生、整形、定时和延迟电路中。

文中介绍了555定时器及其逻辑功能，以及由其构成的多谐振荡器的工作原理，介绍555定时器的内部结构及其原理。

通过制作555多谐振荡电路进一步了解其用途。

关键词：

三极管，555定时器，多谐振荡电路

第一章多谐振荡电路简介及工程实训的目的--------------------------1

1．1多谐振荡电路简介----------------------------------------1

1.2工程实训的目的-------------------------------------------1

第二章双三极管多谐振荡电路原理及内容----------------------------1

2.1双三极管多谐振荡器工作原理-------------------------------1

2.2实训器材------------------------------------------------2

2.3实训方法和步骤------------------------------------------2

第三章555多谐振荡电路原理及内容---------------------------------3

3.1555定时器的内部原理------------------------------------3

3.2实训器材------------------------------------------------5

3.3实训方法和步骤-------------------------------------------5

第四章性能测试与分析--------------------------------------------5

4.1检测电路板的焊接及元器件的安插---------------------------5

4.2电路测试与分析-----------------------------------------6

心得与体会--------------------------------------------------------6

参考文献----------------------------------------------------------6

第一章多谐振荡器简介及工程实训目的

1.1多谐振荡器简介

多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器，也称矩形发生器。

“多谐”指矩形波中除了基波成分外，还含有丰富的高次谐波成分。

多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态。

在工作时，电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换，由此产生矩形波脉冲信号，常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号。

多谐振荡器构成分为：

分立元件构成、运放构成、集成门电路构成、集成施密特触发器组成的、晶体管稳频的、555集成电路组成。

1.2工程实训目的

1.了解多谐振荡电路的工作原理。

2.练习焊接，掌握焊接技巧，能熟练、正确的焊接。

3.学会正确识别元器件及正确判断元器件的正负极。

第二章双三极管多谐振荡器的制作

2.1双三极管多谐振荡器工作原理

多谐振器一般使用两个反向的放大器施以正反馈构成自激振荡器，是一种无稳态电路，它在接通电源以后，不需要外加触发信号，就能自动地不断来回翻转，产生矩形脉冲。

由于输入的矩形波中含有很多谐波分量，故通常称为多谐振荡器，又称方波发生器，是方波发生器、延时电路以及存储器的基本电路。

图1双三极管多谐振荡器

图1是多谐振荡器的一种工作电路，电路中施加电源VCC后，三极管T1、T2在电容的作用下，反复导通、截止，产生持续震荡（因为某管截止时电容充电，使此管导通，另一管截止）。

电路有两个稳定状态，或者是T1导通、T2截止，或者是T1截止、T2导通，导通或截止的状态决定于电路中电流的平衡。

电路的尖顶触发脉冲由三极管的管型决定：

ＰＮＰ管要求正极性脉冲触发，ＮＰＮ管要求负极性脉冲触发；

每触发一次，电路翻转一次，因此从翻转次数的多少，就可以计算输入脉冲的个数，这就是多谐振荡器电路能够计算的基本工作原理。

　　设电路初始状态VCE1=0，VCE2=1，T2管输出的高电平经电容C2到地的方向给电容充电，使T1得基极电压VBE1以时间常数Ｔ＝R3C2按指数曲线下降，产生如下反馈过程：

使电路翻转VCE1=1，VCE2=0，T1管输出的搞电平经电容C1到地的方向给电容充电，使T2的基极电压VBE2以时间常数T=R2C3按指数曲线下降，产生如下正反馈过程：

使电路再次翻转回到VCE1=0，VCE2=1，重复上述过程。

2.2实训器材

（1）PNP型小功率三极管2支；

（2）红绿发光二极管各一支；

（3）0.01UF电容2只；

（4）阻值33K、150欧的电阻各两只；

（5）实验板；

（6）导线若干；

（7）电烙铁，松香，直流稳压电源1台，万用表.

2.3实训方法和步骤

1.根据电路识别并选择合适的元器件，用万用表测量所选元器件的相关参数；

2.根据电路图对选择的元器件绘出多谐振荡器板图。

3.在电路板上进行元件安插。

4.进行电路焊接。

5.电路检测调试，检查是否达到实验目的。

第三章555时基多谐振荡电路的制作

3.1555定时器的内部原理及组成的振荡器原理图

　　555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做555定时器或555时基电路。

但后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。

此外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。

由于它工作可靠、使用方便、价格低廉，目前被广泛用于各种电子产品中，555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体，如图2所示。

图2555集成电路内部结构图

　　555集成电路是8脚封装，双列直插型，如图3（A）所示，按输入输出的排列可看成如图3（B）所示。

其中6脚称阈值端（TH），是上比较器的输入；

2脚称触发端（TR），是下比较器的输入；

3脚是输出端（Vo），它有O和1两种状态，由输入端所加的电平决定；

7脚是放电端（DIS），它是内部放电管的输出，有悬空和接地两种状态，也是由输入端的状态决定；

4脚是复位端（MR），加上低电平时可使输出为低电平；

5脚是控制电压端（Vc）,可用它改变上触发电平值；

8脚是电源端，1脚是地端。

图3555集成电路封装图

　　我们也可以把555电路等效成一个带放电开关的R-S触发器，如图4（a）所示，这个特殊的触发器有两个输入端：

阈值端（TH）可看成是置零端R，要求高电平，触发端（TR）可看成是置位端S，要求低电平，有一个输出端Vo，Vo可等效成触发器的Q端，放电端（DIS）可看成是由内部放电开关控制的一个接点，由触发器的Q端控制：

Q=1时DIS端接地，Q=0时DIS端悬空。

另外还有复位端MR，控制电压端Vc，电源端VDD地端GND。

这个特殊触发器有两个特点：

（1）两个输入端的触发电平要求一高一低，置零端R即阈值端（TH）要求高电平，而置位端s即触发端（TR）则要求低电乎;

（2）两个输入端的触发电平使输出发生翻转的阈值电压值也不同，当Vc端不接控制电压时，对TH（R）端来讲，>

2/3VDD是高电平1,2/3VDD是低电平0：

而对TR（S）端来讲，>

1/3VDD是高电平1，<

1/3VDD是低电平0。

如果在控制端（Vc）上控制电压Vc时，这时上触发电平就变成Vc值，下触发电平就变成1/2Vc值，可 

见改变控制端的控制电压值就可以改变上下触发电平值。

它的功能表见图4（b）所示。

图4555电路等效R—S触发器

由555定时器构成的多谐振荡器如图5（a）所示，其工作波形见图5（b）。

　　接通电源后，电源VDD通过R1和R2对电容C充电，当Uc<

1/3VDD时，振荡器输出Vo=1，放电管截止。

当Uc充电到≥2/3VDD后，振荡器输出Vo翻转成0，此时放电管导通，使放电端（DIS）接地，电容C通过R2对地放电，使Uc下降。

当Uc下降到≤1/3VDD后，振荡器输出Vo又翻转成1，此时放电管又截止，使放电端（DIS）不接地，电源VDD通过R1和R2又对电容C充电，又使Uc从1/3VDD上升到2/3VDD,触发器又发生翻转，如此周而复始，从而在输出端Vo得到连续变化的振荡脉冲波形。

脉冲宽度TL≈0.7R2C，由电容C放电时间决定；

TH=0.7（R1+R2）C，由电容C充电时间决定，脉冲周期T≈TH+TL。

图5555构成多谐振荡器

图6555振荡器原理图

3.2实训器材

1、555定时器一只；

2、10uf、0.01uf的电容各一只；

3、5.1K、10K的电阻各一只；

4、蜂鸣器一个；

5、导线若干；

6、电烙铁，松香，直流稳压电源1台，万用表

3.3实训方法和步骤

2.根据电路图对选择的元器件绘出多谐振荡器版图。

3．在电路板上进行元件安插。

4．进行电路焊接。

第四章性能测试与分析

4.1检测电路板的焊接及元器件的安插

1．注意注意二极管、电解电容的正负极不能接反，三极管三个脚连接要注意，以免接错线。

2．分辨分辨二极管的正负极。

（1）用万用表测量。

（2）管脚长者为正极。

（3）二极管下端有缺口的为负极。

（4）管内芯片多者为负极，一般情况下不易区分，故不用。

3．如何分辨电解电容的正负极：

（3）电容表面若为黑则有白带者为负极，电容表面若为白则有黑带着为负极。

4.注意555定时器各脚管之间连接的要正确，而且2与6之间短接时应小心焊锡丝过多出现短路情况。

4.2电路测试与分析

双三极管多谐振荡电路可能出现的结果

（1）发光二极管不亮。

（2）发光二极管不能交替发光。

（3）发光二极管亮但不发光。

（4）发光二极管亮灭时间不均等。

（5）单个发光二极管亮。

可能的原因

1.发光二极管不亮可能原因

（1）发光二极管本身烧坏。

（2）发光二极管接反了。

2.发光二极管不能交替发光可能是电容处短路。

3.发光二极管亮但不发光可能是电容接反或损坏。

4.发光二极管亮灭时间不均等可能是电阻阻值不等。

555多谐振荡电路可能出现的结果

（1）蜂鸣器不响或响一下就不响了。

（2）蜂鸣器长响。

（3）蜂鸣器响的周期过长或过短。

可能原因

1.555芯片损坏。

2.蜂鸣器本身损坏。

3.蜂鸣器接反了。

4.部分电路短接。

5.电解电容损坏。

6选取的电阻阻值影响。

实训中双三极管多谐振荡电路中，两个二极管交叉亮灭，闪烁频率正常。

由555定时器组成的多谐振荡器电路中，蜂鸣器能正常发出声音，但周期很短。

实训较为成功.

心得与体会

一个星期的工程实训中，老师讲解了由三极管与555定时器的多谐振荡电路。

我们了解并学到了新的知识。

其中又讲到了三极管的原理，让我们对刚学的理论知识又的到了巩固，并且了解了其在实际电路中的应用。

实训中讲到的555定时器是我们以前极少接触的，此次实训让我们又学到了新的知识，扩充了知识领域。

在实训中，元器件安插与电路的焊接尤其重要，例如实训中用到的二极管、三极管以及电容元件一旦有一个接反，整个电路就会出错。

所以一定要学会判别元器件的正负极，以免出现错误，不便于修改，修改多了也可能影响电路板美观，甚至可能会烧坏电路板。

焊接电路时，应避免出现虚焊、短路或断路的情况。

平时的这种实训中就应该特别小心，慢慢提高自己的焊接技术。

【参考文献】王港元.电子设计制作基础.江西科学技术出版设.2011

工程训练成绩评定表

专业：

班级：

学号：

姓名：

项目名称

设计任务与要求

指导教师评语

建议成绩：

指导教师：

教研组评定意见

评定成绩：

负责人：

时间：

年月日