zju电工电子学实验 实验报告15.docx

B5:课程名称：电工电子学实验 指导老师：聂曼 成绩：实验名称：集成定时器及其应用实验类型：设计同组学生姓名：:一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）:三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤（必填）:六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得（必填）一、实验目的1了解集成定时器的电路结构和外引线排列。2. 了解由集成定时器构成的多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器。二、实验原理集成定时器是一中新颖的模拟、数字混合型的集成电路，它是用于产生精确的时间延时 或震荡的高稳定性能器件。通过外接元件，555集成定时器可以方便地构成多谐振荡器、单 稳态触发器、施密特触发器及其他多种应用电路。1. 多谐振荡器多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳状态，而且无需用外来脉冲触发，电路能自动 地交替翻转，使两个暂稳状态轮流出现，输出矩形脉冲。装2.单稳态触发器单稳态触发器能在外来触发脉冲的作用下，输出一定幅度和宽度的脉冲。输出脉冲的宽 订度就是暂稳态的持续时间tw。3. 施密特触发器线三、实验设备MDZ-2型模拟电子技术实验箱TDS1002C型双踪示波器DG1000数字函数信号发生器运放、时基电路实验板图 15-2图 15-3函数虬=5V L发生器户300也四、实验内容图 15-11. 多谐振荡器 按图15-1接好实验线路，U采用+5V电源，用双踪示波器观察并记录u、u的波形。注意 两波形的时间对应关系，并测出u0的幅度和tt2及周期T。2. 单稳态触发器按图15-2接好实验电路，UCC采用+5V电源，u.信号用幅度为5V的方波信号，适当调节 方波频率（月500Hz）（方波可以由函数信号发生器提供，或由电子技术实验箱直接提供），观察 并记录u.、u2、uC、u0的波形，标出uo的幅度和暂稳时间tW。3. 施密特触发器按图15-3接线，输入us采用正弦波信号（由函数信号发生器提供），UCC采用+5V电源。接 通电源、逐步加大us信号电压，用示波器观察u.波形，直到u.的有效值等于5V左右。观察 并记录u、u.和u0波形。五、实蓝数据记录及总结1.多谐振荡器uc4i二时阅/ms-2.5-2-1-5-10-5O.511.522-5Uh=3.6VUl=1.9V "=0.8ms t2=0.6ms T=1.4msu0t WA/V ' : 4 一2 二:时间/ms思 5 逾 -L54-0.5-0+051L522,5幅值=±4.4V"=0.8mst2=0.6msT=1.4ms2.单稳态触发器u.* 4a J H 1 I I1 l-i-4 F i I t 十一卜-2.5-2-1.5-1-0.5 O :-3 A-H /nu， / U * | ITTTTTTli1. .522.5幅值=±5.2VT=2msu26:揭值/V: JJH 1 ( 1 1 L 1 * J 1 1 1 咔 11.52a. 5Uh=4.8VUl=-1.2VT=2msuc4-2.5-2L5 -1<5 0：幡也/V“/:/ 时间/皿；0311.522.5幅值=3.2VT=2ms装订线1.用方格纸画好各波形图，并注明幅值、周期（脉宽）等有关参数。注意正确反映各波形在 时间上的对应关系。2. 整理实验数据，将理论估算结果与实验测试数值相比较，并加以分析讨论。实验内容测量点被测量实验值理论值相对偏差1.多谐振荡器ucUh3.6 V3.33V8.1%uT1.9 V1.67 V13.8%L0.8ms0.76ms5.3%0.6ms0.69ms-13.0%T1.4ms1.46ms-4.1%uoL0.8ms0.76ms5.3%t20.6ms0.69ms-13.0%T1.4ms1.46ms-4.1%2.单稳态触发器U2Ut-1.2V1.67 V-172%T2ms2ms0uc幅值3.2 V3.33V-3.9%T2ms2ms0uotw1.2ms1.1ms9.1%T2ms2ms03.施密特触发器u.1T1ms1ms0uoT1ms1ms0iw0.64ms0.7ms8.6%结果分析：(1).多谐振荡器在数值方面，据上表可见，该实验中的各物理量的测量值和理论值相差都不 大，最大相对偏差为13.8%，可知实验与理论总体上较为接近。根据其相对偏差 的特点，可以看出偏差并没有一致的规律，因此可推断有较多的随机误差存在， 除此之外，可能存在的其他误差有：1.各元件属性并非完全符合实验设计，存在 少许差异，属于系统误差；2.电路导线不能完全忽略电阻，再加上导线插头可能 接触不良而产生的额外电阻，使得实际电路与设计略有不同，也属于系统误差， 但因为接线有很大的随机性，对于不同的接线方法，可能结果会略有不同；3.测 量仪器(万用表、示波器)有一定的误差；4.存在人为读数误差，比如在读取示波 器上的刻度值时不可能做到非常精确。在相位方面，从上文波形图可见，刑和u0的相位相关性较好，形状、大小等 方面都与理论相符。总体来说，实验结果还是比较理想的，较好地实现了多谐振荡器的功能。:(2).单稳态触发器:在数值方面，从表中可看出，除u2的UL(最小幅值)与理论值有很大差距外，:其余实验数据都与理论较为相符，其中所有周期T的数据都与输入波形一致，这:也与理论是一致的。由此可以看出，实验误差对周期T的影响极小，而其他数据:存在的少量偏差原因大致与(1)相同，这里不再赘述。而对于u2的UL，实验值与:理论值相对偏差高达172%，从图中可以看出，实验值UL是负值，而理论值为正，:经分析，可能是由于输入方波存在负值所致(实验册中采用的方波无负值)，但由:于情况复杂，无法进一步分析。同时，通过波形图还可以发现，图形的个别细微；处与理论图像不相符，比如u2在方波有负变正的一瞬间幅值突然变大之后快速将:为原值；而u0在方波由正转负时图像上有一突起；除此之外还有uC在u2彻底恢:复高电位时才停止增长，这与理论也是不相符的。由于此电路情况复杂，难以分装析，初步猜测可能是电路内部构造或由方波有负值所造成的，当然也不排除元件损坏与人为错误的可能。订在相位方面，各波形非常一致，各周期T都与输入波形相同，除了上述的uC增长停止位置与理论有出入外，其余图形对于时间轴几乎没有偏差。线总体来说，此实验的各波形形状基本正确，虽然仍存在一些难以找出原因的问题，但最终还是基本实现了单稳态触发器的功能。:(3).施密特触发器:此实验中仅有tW的实验值与理论值有少许偏差，而其余两个周期T都与输入:波形相同。因此在相位和周期上都几乎没有偏差，而对于tW所存在的8.6%的偏:差则很有可能是随机误差，当然也可能存在(1)中所述的其他可能。=比较u和u.的波形图可以看出，两波形的时间对应关系良好，很符合理论结:果；而比较u.和u0则会发现，u0在u.上所对应的位置并不完全与理论的2/3UCC、i1/3UCC相符，尤其是前者。由于相对偏差并不明显，因此可能是由随机误差所致，:但也可能是由于集成块内部电路并不完全符合2/3、1/3的关系，当然也不能排除i其他元件偏差的可能性。