振荡电路及555定时器应用设计报告

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1、振荡电路设计报告设计课题：自激多谐与单稳态专业班级：12电佶卓越班学牛姓名：万松学号：120802034指导教师：许老师设计时间：2013-12-25自激多谐与单稳态一、设计任务与要求1.用非门设计构成多谐振荡器，振荡频率为6KHz；用非门设计构成晶振振荡器,晶振为4MHz；555时基电路构成多谐振动器；2.用555时基电路构成单稳态触发器，具冇可重复触发特性；二、方案设计与论证任务一：多谐振荡器1.方案一、非门构成对称型多谐振荡器对称型多谐振荡器原理：(1)静态(未振荡)时应是不稳定的此电路是由两个反相器及滑动变阻器经耦合电容C1连接起来的正反馈振荡电路，并设法使反相器工作在放

2、大状态，即给他们设置适合的偏置电压,这个偏置电压可以通过在反相器的输出端与输出端之间接入反馈电阻來得至方案二、非门构成非对称型多谐振荡器非对称型多谐振荡器原理：⑴由于“扰动”使v八有微小T,贝IJ有：

3、5

4、匸Vl2ItVq2T/使迅速=低，而迅速=高。(3)当V」至岭护乂返回第一个暂稳态。电路进入第一个暂稳态=>C开始放电,VZ1I(2)VZ1J至耳片，则有:弋It匕2Tt："I使％I迅速=高，而％2迅速=低。电路进入第二个暂稳态=>c开始充电,v71T保护电阻在方案一的电路中反相器G1输入端串接一个足够大的保护电阻R,则G1的输入电流可以忽略不计，即R远大于R(N)和R(P),

5、非对称型多谐振荡器的输出波形是不对称的，当用TTL与非门组成时，输出脉冲宽度tw1=RC,tw2=1.2RCT=2.2RC,调节R和C值，可改变输出信号的振荡频率，通常用改变C实现输出频率的粗调，改变电位器R实现输出频率的细调。通过分析，结合设计电路性能指标、器件的性价比，木设计电路选择方案二。三、单元电路设计与参数计算非对称式多谐振荡器由反相器，电阻和电容构成，非对称式多谐振荡器的组成框图3-1所示。参数计算：振荡周期为:T=2.2RfC取频率为6KHz,电容值为0.luf,可根据上述公式可得电阻阻值为750Q图3-1四、总原理图及元器件清单1•总原理图Rf2.元件清单表1元件

6、清单型号主要参数数量74hc()4反相器1个电阻Rl、R210K、750Q2个开关1个电容0.1uf1个导线若干五、仿真仿真图：仿真波形:仿真结论：在输入电压低于vth时反相器的输入电流不能忽略不计，所以电容充、放电的等效电路略显复杂一些，而且输出屯压波形的占空比不等于50%。六、安装与调试1.电路安装安装是在设计的电路原理图的基础上进行排版布线，然后进行焊接。焊接所用到的仪器有：(1)、电烙铁(2)、焊锡丝(3)、铁架台和松香(4)、吸锡器在焊接Z前要用万用表测试所用元件的好坏，焊接好电路板Z后，接入5v电源供电，并开始调试。2.电路调试如果电路不能正常工作，如：在示波器上没有

7、显示，可检查电路板的连接电路是否连接正确以及焊接是否正确。七、性能、功能测试与分析1、・功能电路测试与分析(1)测试步骤1、接入5v电压源；2、接好电路后，用示波器显示波形。(2)测试数据测试得到的波形周期为T=3.6格*0.05ms(1)误差计算误差=((0.18-0.16)/0.18)*100%=11」％(2)误差分析接入的电阻值不可能是理想值，存在一定的误差，从而造成波形的周期与理论值周期有误差。八、结论电路由反相器U3A、U4B以及反馈电阻R2、保护电阻R1和耦合电容C1;通过时反相器工作在放大状态，这时只要反相器输入电压冇点变化，就会被正反馈回路放大而引起震荡，此时电路

8、是不稳定的。此电路可以通过调节R和C的值改变输出信号的振荡频率。石英晶体和非门构成多谐振荡器：一、设计任务与要求1.要求多谐振荡器的工作频率稳定性更高;2.要求用石英晶体作为信号频率的基准二、方案设计非门和石英晶体构成多谐振荡器此电路是由两个反相器及两个电容C1和一个晶振连接起来的正反馈振荡电路，并设法使反相器工作在放大状态,即给他们设置适合的偏置电压，这个偏置电压可以通过在反相器的输出端与输出端之间接入反馈电阻来得到。由石英晶体的电抗频率特性可知：石英晶体的多谐振荡器的振荡频率取决于石英品体的固有谐振频率fo,而与外接的电阻和电容无关。三、单元电路设计与参数计算^电路由石英晶体

9、、电容、反相器以及电阻四部分构成，石英晶体稳频的多谐振荡器的组成框图3-1所示。a图3-1石英晶体稳頻的多谐振荡器的组成框〜四、总原理图及元器件清单1•总原理图X1HC-49/U_5MHzVCC5VKey=AU3A—D>—74HC04D2VR1-—WV1kQC1卄50nFU4B74HC04D_2VR21kQC2—卜50nF2.元件清单.表l元件清单元件序号型号主要参数数量1U3A、U4B2个2Rl、R21K2个3XI4MHZ1个4Cl、C20.05uf2个五、仿真VCC5VC1I