数字电路实验九实验报告.docx

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数字电路实验九实验报告

实验九555定时器的应用

（二）

一实验目的

1掌握由555定时器构建多谐振荡器的基本方法。

2研究应用555定时器构建的多谐振荡器的功能特性。

二实验器材

安装Multisim10虚拟软件的个人电脑。

三实验电路及原理

多谐振荡器是一种脉冲产生电路，它产生的矩形波，可以作为时序电路需要的定时脉冲。

图9-1是由555定时器构建的多谐振荡器实验电路。

电路中，两触发端（TRI与THR）并联连接在由R1,R2与C2组成的充放电器上，是电路的关键点。

在一周期内输出的低电平时间t1与高电平t2、振荡周期T、占空比q可由下列公式求出。

t1=0.7R1C2

t2=0.7（R1+R2）C2

T=t1+t2=0.7（2R1+R2）C2

q=t2/（t1+t2）=（R1+R2）/（2R1+R2）

四实验步骤

1打开Multisim10工作界面，取出555定时器、电阻器、电容器及测试仪器，按图9-1，构建成多谐振荡器实验电路。

2检查电路连接正确后，打开工作开关。

3展开示波器，根据振荡频率和幅度，调整扫描时间（x轴）、测试灵敏度（Y轴），观察波形正常后，工作开关操作于静止，移动两游标。

在示波器读出：

周期低电平时间t1=544.355μs

周期高电平时间t2=504.032μs

振荡周期T=t1+t2=1048.387μs

算出：

振荡频率f=1/T=（1/1048.387）*10＾6=953.8Hz

占空比q=t2/（t1+t2）=0.4808

4将实验电路图9-1中电阻R1改为36KΩ，在示波器上读出:

周期低电平时间t1=278.226μs

周期高电平时间t2=262.097μs

振荡周期T=t1+t2=540.323μs

算出：

振荡频率f=1/T=（1/540.323）*10＾6=1850.7Hz

占空比q=t2/（t1+t2）=0.4851

5将实验电路图9-1中电容C2改为0.02μF（20nF），在示波器上读出

周期低电平时间t1=1.069ms

周期高电平时间t2=1.008ms

振荡周期T=t1+t2=2.077ms

算出：

振荡频率f=1/T=1/2.077*1000=481.4Hz

占空比q=t2/（t1+t2）=0.4853

．

五分析与思考

1多谐振荡器t1、t2及T的测量值与理论值，误差如何?

答：

根据公式：

t1=0.7R1C2

t2=0.7（R1+R2）C2

T=t1+t2=0.7（2R1+R2）C2

q=t2/（t1+t2）=（R1+R2）/（2R1+R2）

可以计算出实验步骤的第3步的理论值为：

t1=500.5μs

t2=507.5μs

T=1008μs

实验步骤的第4步的理论值为：

t1=252μs

t2=259μs

T=511μs

实验步骤的第5步的理论值为：

t1=1.001ms

t2=1.015ms

T=2.016ms

比较分析可知，理论上t1比t2小，但实验所得结果t1均比t2大，但实验所得周期T与理论相差不大。

2多谐振荡器输出波形占空比的测量值与理论值，误差如何?

答：

根据公式：

q=t2/（t1+t2）=（R1+R2）/（2R1+R2）

可以计算出实验步骤的第3步的理论值为：

q=0.50

实验步骤的第4步的理论值为：

q=0.51

实验步骤的第5步的理论值为：

q=0.50

比较分析可知,由于所测得的t1大于t2,所以最后所计算出的占空比q也都小于0.5，但与理论值相差不大。

附录：

利用555定时器，自行设计一个模拟门铃或警报器

提示：

门铃或报警器可由单稳态触发器、多谐振器组成。

启动控制源可为门铃或报警器的工作电源、复位端、信号源；触动器可为开关、按键（实物中还有红外光感光器等）；铃警鸣示可用蜂鸣器、发光二极表示（实物中主要有由音频放大器驱动扬声器）。

图9—2是利用一个单稳触发器和一个多谐振荡器，构建成一个报警器示例，供参考。