电子线路rc环形多谐振荡器实验报告

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1、RC环形多谐振荡器1.实验目的通过搭建RC环形多谐振荡电路，并通过模拟示波器观察、测量方波的性能特性，理解振荡器的振荡原理以及矩形脉冲的性能指标。2.实验器材面包板，直流电源，保护电阻，电容、导线若干3.实验原理利用逻辑门电路的传输延迟时间，将奇数个与非门首尾相接，就可以构成一个基本环形振荡器。以三个“非〃门为例，如图1所示。设某一时刻电路的输出端为1,经过1个传输延迟吋I'可tpd后Vol为0,经过2个传输延迟吋间tpd后VO2为1，经过3个传输延迟时间tpd后v°3为0。如此自动反复，于是在输出端得到连续的方波，且周期为6t

2、pdo这种电路简单，但由于门电路的传输延迟时间很短，因此这种振荡器的振荡频率极高且不可调，所以实际中用处不大。图表1基本环形振荡器原理RC环形多谐振荡器是在图表1中电路中加入RC环路，如图2所示。它不但增大了环路延迟时间，降低了振荡频率，而且通过改变RC的数值可以调节振荡频率。其中R是限流电阻，阻值不大。由于加入RC环路电路的振荡周期大大增加，逻辑门电路的传输延迟时间同其相比可忽略。c图表2RC坏形振荡器实验电路矩形脉冲的性能指标:VII(V03)0（1）脉冲周期T一一周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲间的时间间隔。（2）脉冲

3、幅度一一脉冲电压最大变化的幅值。（3）脉冲宽度心一一从脉冲前沿0.51/口始，到脉冲后沿0.51^止的一段时间。（4）上升时间tr一一脉冲从0.1Um上升到0.9Um所需的时间。（5）下降时间tf一一脉冲从0.9Um下降到0.1Um所需的时间。（6）占空比：高电平所占周期的时间比率。1.实验内容按照图表［所示电路图连好电路，将模拟示波器分別与电路屮的各测量点相连接，测出V.、Voi、Vb的电压值在电路震荡中的变化，如图表3：4.1分析：（1）第一个暂稳状态（t］〜t2）设在t］时V

4、1（V03）由0上跳到则Vol（V

5、2）rtl

6、1下跳到0、V02由0上跳到根据电容C的电压不能跃变的特点知必定引起一个RC电路的暂态过程。首先，加必定跟随VI2下跳。这个负跳变（因为R很小之故，可近似认为就是G3门的输入电压）保持v03为1。其次，由于V02为高电平、Vol为低电平，故有电流通过电阻R对电容C进行充电，并使如逐渐上升。在t2时V

7、3上升到门电路的阈值电压VT,使V03（V

8、!）由1下跳到0,贝Ijvoi（V

9、2）由0上跳到1,V02由1下跳到0o（2）第二个暂稳状态（t2〜t3）首先，和笫一个暂稳状态相似，各门电路的状态发生上述翻转后，由于电容电压不能跃变之

10、故，阳必定跟随W2上跳。这个正跳变保持V°3为0。其次，由于V°2为低电平、Vo】为髙电平，电容C经R及G2门开始放电，并使加逐渐下降。在t3时Vb下降到VT,使v。（V

11、1）又由0上跳到1,开始重复第一个暂稳状态。由于电容C的充、放电在自动地进行，故在输出端V03得到连续的方波。4.2实验中测得的数据：（1）脉冲周期测量值为1.28ms由实验室给得的：C=luF,R=560Q可以得到周期的理论值为：T=2.2x560xlxJQ6=1.232恋（2）电压幅值为4.0v（3）脉冲宽度为0.44ms（4）上升及下降时间为：0.06m

12、s（5）占空比为：35.9%（6）阀值电平为:1.4V1.实验总结木次实验通过RC环形振荡器体会了利用延迟时间和电容的自动充放电得到连续的振荡波形。并且了解了矩形脉冲的性能指标。实验中利用模拟示波器测得的数据比较粗略，所以即使测得了实验值，也算出了理论值，没有对脉冲周期进行误差分析。