集成门电路组成的多谢振荡器5
多谐振荡器介绍
多谐振荡器:摘要：分析了各种多谐振荡器的电路结构及工作原理，并利用Multisiml0．0对部分电路进行了仿真，重点介绍了单稳型多谐振荡器，讨论集成单稳态触发器74121定时元件RC对暂稳态的影响以及单稳型多谐振荡器的应用。
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关键字：Multisiml0．O；多谐振荡器；555定时器；施密特触发器；环形振荡器O 引言在数字系统电路中经常用到多谐振荡器。
多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源以后，不需要外加触发信号便能自行产生一定频率和一定宽度的矩形波，这一输出波形用于电路中的时钟信号源。
由于矩形波中含有丰富的高次谐波分量，所以习惯上又将矩形波振荡器称为多谐振荡器。
按照电路的工作原理，多谐振荡器大致分为无稳态多谐振荡器和单稳态多谐振荡器。
1 无稳态多谐振荡器1．1 采用TTL门电路构成的对称式无稳态多谐振荡器对称式多谐振荡器的典型电路如图1所示，它是由两个反相器Gl、G2经耦合电容C1、C2连接起来的正反馈振荡电路。
电路中G1和G2采用SN74LS04N反相器，RFl=RF2=RF，C1=C2=C，振荡周期T≈1．3RFC，输出波形的占空比约为50％。
RF1、RF2的阻值对于LSTTL为470 Ω～3．9kΩ，对于标准TTL为0．5～1．9kΩ之间。
1．2 采用CMOS门电路构成的非对称式无稳态多谐振荡器如果把对称式多谐振荡器电路进一步简化，去掉C1和R2，在反馈环路中保留电容C2，电路仍然没有稳定状态，只能在两个暂稳态之问往复振荡，电路如图2所示。
假定G2输出为1，电容C充电，在充电开始VI1也为1。
因此，该电压经Rp力口到G1输入端，Gl输出为O，电路稳定工作，C继续充电。
多谐振荡器
第八章 脉冲波形的产生与整形在数字电路或系统中，常常需要各种脉冲波形，例如时钟脉冲、控制过程的定时信号等。
这些脉冲波形的获取，通常采用两种方法：一种是利用脉冲信号产生器直接产生；另一种则是通过对已有信号进行变换，使之满足系统的要求。
本章以中规模集成电路555定时器为典型电路，主要讨论555定时器构成的施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器以及555定时器的典型应用。
8.1 集成555定时器555定时器是一种多用途的单片中规模集成电路。
该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。
因而在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器和电子玩具等许多领域中都得到了广泛的应用。
目前生产的定时器有双极型和CMOS 两种类型，其型号分别有NE555（或5G555）和C7555等多种。
通常，双极型产品型号最后的三位数码都是555，CMOS 产品型号的最后四位数码都是7555，它们的结构、工作原理以及外部引脚排列基本相同。
一般双极型定时器具有较大的驱动能力，而CMOS 定时电路具有低功耗、输入阻抗高等优点。
555定时器工作的电源电压很宽，并可承受较大的负载电流。
双极型定时器电源电压范围为5～16V ，最大负载电流可达200mA ；CMOS 定时器电源电压变化范围为3～18V ，最大负载电流在4mA 以下。
一． 555定时器的电路结构与工作原理 1．555定时器内部结构：（1）由三个阻值为5k Ω的电阻组成的分压器； （2）两个电压比较器C 1和C 2：v +＞v －，v o =1； v +＜v －，v o =0。
（3）基本RS 触发器；（4）放电三极管T 及缓冲器G 。
2．工作原理。
当5脚悬空时，比较器C 1和C 2的比较电压分别为cc V 32和cc V 31。
（1）当v I1>cc V 32，v I2>cc V 31时，比较器 C 1输出低电平，C 2输出高电平，基本RS 触发器被置0，放电三极管T 导通，输出端v O 为低电平。
第八章-脉冲波形的产生和变换试题及答案
第八章脉冲波形的产生和变换一、填空题1。
(10-1中）矩形脉冲的获取方法通常有两种:一种是________________；另一种是________________________。
2。
（10-1易）占空比是_________与_______的比值.3．（10-4中）555定时器的最后数码为555的是（a。
T T L,b。
C M O S）产品,为7555的是（a.T T L,b。
C M O S）产品。
4．（10-3中）施密特触发器具有现象；单稳触发器只有个稳定状态。
5．（易,中）常见的脉冲产生电路有,常见的脉冲整形电路有、。
6．（中)为了实现高的频率稳定度，常采用振荡器；单稳态触发器受到外触发时进入.7.（10-3易）在数字系统中,单稳态触发器一般用于______、______、______等.8。
（10-3中）施密特触发器除了可作矩形脉冲整形电路外，还可以作为________、_________。
9.（10-2易)多谐振荡器在工作过程中不存在稳定状态,故又称为________。
10。
（10—2中）由门电路组成的多谐振荡器有多种电路形式，但它们均具有如下共同特点：首先，电路中含有________，如门电路、电压比较器、BJT 等.这些器件主要用来产生________；其次，具有________，将输出电压器恰当的反馈给开关器件使之改变输出状态；另外，还有，利用RC电路的充、放电特性可实现_______，以获得所需要的振荡频率.在许多实用电路中，反馈网络兼有_____作用.11。
（10—3易）单稳态触发器的工作原理是：没有触发信号时，电路处于一种_______。
外加触发信号，电路由_____翻转到_____。
电容充电时,电路由______自动返回至______。
二、选择题1．(10-2中）下面是脉冲整形电路的是( ).A.多谐振荡器B.J K触发器C。
施密特触发器 D.D触发器2．（10—2中）多谐振荡器可产生（）.A.正弦波B。
数电实验内容1-6
实验1 实验仪器的使用及集成门电路逻辑功能的测试一、实验目的1．掌握数字逻辑实验箱、示波器的结构、基本功能和使用方法 2．掌握TTL 集成电路的使用规则与逻辑功能的测试方法 二、实验仪器及器件1．实验仪器：数字实验台、双踪示波器、万用表2．实验器件：74LS00一片、74LS20一片、74LS86一片、导线若干 三、实验内容1．DZX-1型数字电路实验台功能实验（1）利用实验台自带的数字电压/电流表测量实验台的直流电源、16位逻辑电平输出/输入（数据开关）的输出电压。
（2）将8段阴极与阳极数码显示输入开关分别与16位逻辑电平输出连接，手动拨动电平开关，观察数码显示，并将数码显示屏上的数字对应的各输入端的电平值记录下来。
2．VP-5566D 双踪示波器实验 （1）测量示波器方波校准信号将示波器的标准方波经探头接至X 端，观察并记录波形的纵向、横向占的方格数，并计算周期、频率、幅度。
（2）显示双踪波形利用实验台上的函数信号发生器产生频率为KHz 的连续脉冲并接至示波器X 端，示波器的标准方波接至Y 端，观察并记录两波形。
3．测试与非门的逻辑功能（1）将74LS20（4输入2与非门）中某个与非门的输入端分别接至四个逻辑开关，输出端Y 接发光二极管，改变输入状态的电平，观察并记录，列出真值表，并写出Y 的表达式。
a b c d e f g ha b c d af be f g hg e c d(a) 外形图(b) 共阴极(c) 共阳极+V CCa b c d e f g hA 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1C 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 11 Y（2）将引脚1接1KHz 连续脉冲Vi （即接脉冲信号发生器Q12端口），引脚2接逻辑电平输出，引脚4、5接逻辑电平“1”，用示波器双踪显示并记录引脚1和引脚6端的波形Vi 和V o 如下图示（标出电平的幅度值）。
数字电子技术试卷和答案
数字电⼦技术试卷和答案数字电⼦技术试卷(1)⼀．填空（16）1．⼗进制数123的⼆进制数是 1111011 ；⼗六进制数是 7B 。
2．100001100001是8421BCD 码，其⼗进制为 861 。
3．逻辑代数的三种基本运算是与，或和⾮。
4．三态门的⼯作状态是 0 ， 1 ，⾼阻。
5．描述触发器逻辑功能的⽅法有真值表，逻辑图，逻辑表达式，卡诺图，波形图。
6．施密特触发器的主要应⽤是波形的整形。
7．设4位D/A 转换器的满度输出电压位30伏，则输⼊数字量为1010时的输出模拟电压为。
8．实现A/D 转换的主要⽅法有，，。
⼆．判断题（10）1．BCD 码即8421码（错）2.⼋位⼆进制数可以表⽰256种不同状态。
（对）3．TTL 与⾮门与CMOS 与⾮门的逻辑功能不⼀样。
（）4．多个三态门的输出端相连于⼀总线上，使⽤时须只让⼀个三态门传送信号，其他门处于⾼阻状态。
（对）5．计数器可作分频器。
（对）三．化简逻辑函数（14）1．⽤公式法化简--+++=A D DCE BD B A Y ，化为最简与或表达式。
解；D B A Y +=-2．⽤卡诺图化简∑∑=m d D C B A Y ），，，，（）＋，，，，（84210107653),,,(，化为最简与或表达式。
四．电路如图1所⽰，要求写出输出函数表达式，并说出其逻辑功能。
（15）解；C B A Y ⊕⊕=， C B A AB C )(1++=，全加器，Y 为和，1C 为进位。
五．触发器电路如图2（a ）,（b ）所⽰，⑴写出触发器的次态⽅程；⑵对应给定波形画出Q 端波形（设初态Q ＝0）(15)解；（1）AQ Q Q n +=-+1，（2）、A Q n =+1 六．试⽤触发器和门电路设计⼀个同步的五进制计数器。
（15）七．⽤集成电路定时器555所构成的⾃激多谐振荡器电路如图3所⽰，试画出V O ，V C 的⼯作波形，并求出振荡频率。
（15）数字电⼦技术试卷(2)三．填空（16）1．⼗进制数35.85的⼆进制数是；⼗六进制数是。
第6章 多谐振荡器讲解
6.4.5 石英晶体多谐振荡器 常用晶振: 32768Hz=215Hz 4.194304MHz=223Hz
各种固有振荡频率fo的石英晶体已做成成品，可根 据所购晶体的fo选择电路的外接RF 和C，
fo一般都很高，应利用分频器将fo分频为所需频率。
6.4.5 压控振荡器
压控振荡器（Voltage Controlled Oscillator ， 简称VCO ） 是一种频率可控的振荡器，它的振荡频率随输 入控制电压的变化而改变。
vO
I= 0V电容充电 NhomakorabeavI
vI
v O1
vO
vI
G1 D1 vI D2 TP vO1 TN R D3 充电 D4 TP
G2 VDD
t
TN
vO
VDD 0 t
C
2. 工作原理
vO1=vOL VDD+ΔV+
（2）进入第二暂稳态瞬间，vo=VDD, vI=VDD+VTH 电容放电
vI
vO
当 v I =VTH 时， 迅速使得vO1=VOH, vI=vO=VOL
图6.4.5
改进电路如图6.4.7(a)所示， 其中增加了RC积分环节， 加大了第二节的延迟时间
图6.4.7(a)
6.4.2 环形振荡器
但RC电路的充、放电的持 续时间很短，为了获取更 大的延迟，将C的接地端 改到G1的输出端，如图 6.4.7(b)所示
图6.4.7(a)
其中Rs为保护电阻
图6.4.7(b)
vI
G1 D1 TP
v O1
电路返回第一暂稳态
G2 VDD D3 TP 放电
vI VTH O vO VDD O
VDD＋V＋
脉冲波形的产生与变换
脉冲波形的产生与变换脉冲信号是数字电路中最常用的工作信号。
脉冲信号的获得经常采用两种方法：一是利用振荡电路直接产生所需的矩形脉冲。
这一类电路称为多谐振荡电路或多谐振荡器；二是利用整形电路,将已有的脉冲信号变换为所需要的矩形脉冲。
这一类电路包括单稳态触发器和施密特触发器。
这些脉冲单元电路可以由集成逻辑门构成,也可以用集成定时器构成。
下面先来介绍由集成门构成的脉冲信号产生和整形电路。
9.1 多谐振荡器自激多谐振荡器是在接通电源以后,不需外加输入信号,就能自动地产生矩形脉冲波。
由于矩形波中除基波外,还含有丰富的高次谐波,所以习惯上又把矩形波振荡器叫做多谐振荡器。
多谐振荡器通常由门电路和基本的RC电路组成。
多谐振荡器一旦振荡起来后,电路没有稳态,只有两个暂稳态,它们在作交替变化,输出矩形波脉冲信号,因此它又被称作无稳态电路。
9.1.1门电路组成的多谐振荡器多谐振荡器常由TTL门电路和CMOS门电路组成。
由于TTL门电路的速度比CMOS门电路的速度快, 故TTL门电路适用于构成频率较高的多谐振荡器,而CMOS门电路适用于构成频率较低的多谐振荡器。
(1)由TTL门电路组成的多谐振荡器由TTL门电路组成的多谐振荡器有两种形式：一是由奇数个非门组成的简单环形多谐振荡器；二是由非门和RC延迟电路组成的改进环形多谐振荡器。
①简单环形多谐振荡器uo(a) (b)图9－1 由非门构成的简单环形多谐振荡器把奇数个非门首尾相接成环状,就组成了简单环形多谐振荡器。
图9－1（ａ）为由三个非门构成的多谐振荡器。
若uo的某个随机状态为高电平,经过三级倒相后,uo跳转为低电平,考虑到传输门电路的平均延迟时间tpd,uo输出信号的周期为6tpd。
图9－1（ｂ）为各点波形图。
简单环形多谐振荡器的振荡周期取决于tpd,此值较小且不可调,所以,产生的脉冲信号频率较高且无法控制,因而没有实用价值。
改进方法是通过附加一个RC延迟电路,不仅可以降低振荡频率,并能通过参数 R、C控制振荡频率。
数字电路答案第八章
第八章脉冲产生与整形在时序电路中，常常需要用到不同幅度、宽度以及具有陡峭边沿的脉冲信号。
事实上，数字系统几乎离不开脉冲信号。
获取这些脉冲信号的方法通常有两种：直接产生或者利用已有信号变换得到。
本章主要讨论常用的脉冲产生和整形电路的结构、工作原理、性能分析等，常见的脉冲电路有：单稳态触发器、施密特触发器和多谐振荡器。
第一节基本知识、重点与难点一、基本知识（一）常用脉冲产生和整形电路1. 施密特触发器（1）电路特点施密特触发器是常用的脉冲变换和脉冲整形电路。
电路主要有两个特点：一是施密特触发器是电平型触发电路；二是施密特触发器电压传输特性具有回差特性，或称滞回特性。
输入信号在低电平上升过程中，电路输出状态发生转换时对应的输入电平称为正向阈值电压U T+，输入信号在高电平下降过程中，电路状态转换对应的输入电平称为负向阈值电压U T－，U T+与U T－的差值称为回差电压ΔU T。
（2）电路构成及参数施密特触发器有多种构成方式，如：门电路构成、集成施密特触发器、555定时器构成。
主要电路参数：正向阈值电压U T+、负向阈值电压U T－和回差电压ΔU T。
（3）电路应用施密特触发器主要应用范围：波形变换、波形整形和幅度鉴别等。
2. 单稳态触发器（1）电路特点单稳态触发器特点如下：①单稳态触发器有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；②在外加触发信号的作用下，触发器可以从稳态翻转到暂稳态，暂稳态维持一段时间，自动返回原稳态；③暂稳态维持时间的长短取决于电路参数R和C。
（2）电路构成及参数单稳态触发器有多种构成方式，如：门电路构成的积分型单稳态触发器、门电路构成的微分型单稳态触发器、集成单稳态触发器、555定时器构成的单稳态触发器等。
主要电路参数：暂稳态的维持时间t w、恢复时间t re 、分辨时间t d、输出脉冲幅度U m。
（3）电路应用单稳态触发器主要应用范围：定时、延时、脉冲波形整形等。
3. 多谐振荡器多谐振荡器是一种自激振荡器，接通电源后，就可以自动产生矩形脉冲，是数字系统中产生脉冲信号的主要电路。
维修电工高级(三级)(1+X)新版_答案
电子技术一、判断题01、具有回馈组件的放大电路即为回馈放大电路。
（√ ）02、正回馈主要用于振荡电路，负反馈主要用于放大电路。
（√ ）03、若回馈信号使净输入信号增大，因而输出信号也增大，这种回馈称为正回馈。
（√ ）04、把输出电压短路后，如果回馈不存在了，则此回馈是电压回馈。
（√ ）05、把输出电压短路后，如果回馈仍存在，则此回馈是电流回馈。
（√ ）06、在回馈电路中回馈量是交流分量的称为交流回馈。
（√ ）07（√ ）08 （× ）要求放大电路带负载能力强、输入电阻高，应引入电压串联负反馈09 （× ）射极跟随器是电压并联负反馈电路。
10 （× ）采用负反馈既可提高放大倍数的稳定性，但减小了放大倍数。
11（√ ）12 （× ）交流负反馈不仅能稳定取样对象，而且能提高输入电阻13（√ ）14 （× ）为了提高放大器的输入电阻、减小输出电阻，应该采用电压串联负反馈。
) 15、深度负反馈放大电路的死循环电压放大倍数为A（√ ）&F=f&16、在深度负反馈下，死循环增益与管子的参数几乎无关，因此可任意选用管子组成放大电路。
（× ）17、在深度负反馈条件下，串联负反馈放大电路的输入电压与回馈电压近似相等（√ ）18。
（× ）19RC校正电路。
（× ）消除高频自激振荡最常用的方法是在电路中接入RC校正电路。
20 × ）为防止集成运算放大器输入电压偏高，通常可采用两输入端间并接二个二极管21越大，抑制放大电路的零点飘移的能力越强。
（√ ）22 （× ）反相比例运算电路中集成运算放大器的反相输入端均为虚地23、集成运算放大器工作在线性区时，必须加入负反馈。
（√ ）24、运算放大器组成的反相比例放大电路，其反相输入端与同相输入端的电位近似相等。
（√ ）25 （× ）反相比例运算电路中集成运算放大器的反相输入端均为虚地26（× ）运算放大器的加法运算电路，输出为各个输入量之代数和27、运算放大器组成的积分器，当输入为恒定直流电压时，输出即从初始值起线性变化。
《数字电子技术》课程教学大纲
数字电子技术课程教学大纲(DIGITA1E1ECTRONICTECHNO1OGY)总学时数：56其中实验学时：0学分：3.5适用专业：电气工程与自动化专业一、课程的性质、目的和任务本课程是自动化专业的必修学科基础课程。
数字电子技术是电工、电子系列课程知识平台上的重要组成部分，是在电子技术方面入门性质的重要技术基础课。
其教学目的是使学生获得适应信息时代的电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能。
培养学生分析和解决问题的能力，为以后深入学习数字电子技术领域的相关内容和专业应用打好基础。
具体包括两方面：一是正确分析设计数字电路特别是集成电路的基础；二是进一步学习设计专用集成电路芯片的基础。
二、课程教学的基本要求在本课程学习中，要求学生掌握数字电子技术中的基本概念、基本原理和基本分析方法，其中包括：数字逻辑基础知识、逻辑门电路、组合逻辑电路的分析和设计、触发器时序逻辑电路的分析和设计、存储器和可编程逻辑器件、脉冲波形的产生和变换、数模和模数转换器的基本内容。
此外还应了解数字系统设计的一般方法。
三、课程的教学内容、重点和难点第一章数字逻辑概论(6学时)第一节数字逻辑电路概述(1)数字信号和数字电路的特点(2)数字电路的研究方法第二节数制(1)十进制数、二进制数、十六进制数的构成特点(2)非十进制数向十进制数转换及十六进制与二进制的相互转换的方法(3)十进制数向非十进制数转换的方法第三节二进制数的算术运算(1)无符号二进制数的算术运算(2)带符号二进制数的减法运算第四节编码(1)8421码内容及构成特点(2)2421码、5211码、循环码、余3循环码、ASC11码的构成特点及内容第五节基本逻辑运算第六节逻辑函数及其表示方法基本要求：(1)掌握数字信号与模拟信号的区别(2)掌握常用数制及其相互之间的转换(3)掌握原码、反码及补码的关系及转换(4)掌握8421码内容及构成特点；了解其它常用代码的构成特点重点难点：各种数制间相互转换，原码、反码及补码的概念及转换。
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D 1/2 7 4 LS 0 0 8 KHz D 1 /2 D 1/2 D 1/2
1Q
2Q
2Q
实验电路（2） 用CMOS与非门4011组成方波振荡器
（1）试述电路起振原理。若电路 不起振，应若何调整电路的参数？ （2）试用EWB做仿真。 （2）试用Protel99se做仿真。分 析仿真结果与实际电路的差别
思考题
• 若用TTL与非门74LS00组成前面所示对称式多谐振荡器， 电路有可能不起振。若要使其起振，可如何修改电路中元 件的参数？ • 用TTL与非门组成对称多谐振荡器，其输出波形的上限频 率的制约是什么？用CMOS与非门组成对称多谐振荡器， 其输出波形的上限频率比TTL的低还是高？ • 对于实验电路（2），试述造成仿真与实际电路的差别的 主要原因。
• 未加晶振时电路的频率必须接近晶振的串 联谐振频率。加晶振后电路才有可能起振， 振荡频率被拉近到晶体的串联频率。 • 若未加晶振时电路的频率与晶振的串联谐 振频率相差较大，则加晶振后电路不会起 振。
实验电路（1）
用TTL与非门74LS00和D触发器74LS74组成相位差 依次为90°的方波 •在示波器上观察输出 1Q ,1 Q , 2Q , 2 Q 波形，按相位差 依次为90°，绘制波形图
R F 1 R1 R1
与vI轴交于
R F 1 R1
CC
V B E )
与电压传输特新曲线交与P点
vO vI 1
对于74系列门电路，RF为0.5kΩ～1.5kΩ可使P点处有
振荡周期
74LS系列的典型数值为
T 2
R1 R F R1 R F
C ln
V OH V IK V OH V TH
V OH 3 . 4V , V IK 1V , V TH 1V
用TTL与非门的对称式多谐振荡器仿真
对称式多谢振荡器的波形频率约为10kHz
未加晶振、C=50nF时的振荡频率约为19.5kHz
加晶振后的多谐振荡器
晶振的频率被修改约为19.20kHZ
加晶振后振荡器输出频率为19.38kHz
• 能否用OC门电路组成对称式多谢频移相电路 2012年7月8日星期日
对称式多谐振荡器
vI vO
R F1 R 1 R F1 R F 1 R1 R1
(V
CC
V BE V O ) V O V B E )
由此可得直线方程
vI R F1
R F1 R1 (V
(V
CC
该直线的斜率为