使用集成门电路产生脉冲信号
教学目的：
掌握使用集成门电路构成脉冲信号产生电路的方法； 掌握影响输出脉冲波形参数的定时元件数值的计算方法； 掌握使用石英晶体构成振荡器的方法。 实验原理：
多谐振荡器通常由TTL门电路和CMOS门电路组成，TTL门电路适合构成频率较高的振荡电路，CMOS门电路适合构成频率较低的振荡电路。与非门作为一个开关倒相器件，可用以构成各种脉冲波形的产生电路。电路的基本工作原理是利用电容器的充放电，当输入电压达到与非门的阈值电压VT时，门的输出状态即发生变化。因此，电路输出的脉冲波形参数直接取决于电路中阻容元件的数值。 四、实验内容及步骤
（一）由TTL门电路构成的多谐振荡器 1．测试带有RC电路的环形振荡器
根据图4.1所示，用74LS00和阻容元件完成电路图的连接，其中RW用一个510Ω电阻与一个1KΩ的电位器串联，C=0.1uF。闭合电源开关，将RW调到最大时，观察并记录A、B、C、D及uo各点电压的波形，测出UO的周期和负脉冲宽度，并与理论计算值比较。 他、TW1=0.94RC，TW2=1.26RC，T=2.2RC
U1A74LS00DAU1BBCR2DU1CUOC174LS00D100nF074LS00DR150Q0Ω1kΩKey=A
图4.1 带有RC电路的环形振荡器
2. 测试改进的RC环形振荡器
根据图4.2正确连接电路，其中RW为10KΩ的电位器，C=0.01uF.
1） 用示波器观察输出端波形及电容C两端的电压波形，列表记录实验结果；
2） 调节电位器观察波形的变化，测试其上限频率和下限频率；
U1A74LS00DAU1B74LS00DBR150kΩKey=ACR2510Ω1U1C74LS00DU1D74LS00DUOC110nF
图4.2 改进的RC环形振荡器
（二）由CMOS门电路构成的多谐振荡器 1. 非对称型多谐振荡器的测试
根据图4.3连线，取RW=1KΩ，C=0.047uF，用示波器观察输出波形，记录之。TW1=RC，TW2=1.2RC，T=2.2RC
U1A4011BD_5V2U1B3U1C4011BD_5V4011BD_5VR11kΩ50%Key=AC147nF1 图4.3 非对称性多谐振荡器
2.对称型多谐振荡器的测试
根据图4.4完成电路的连接，其中R=1KΩ，C=100nF，用示波器观察输出波形，并与非对称型多谐振荡器的输出对比。TW1=TW2=0.7RC，T=1.4RC
R11kΩU1A4011BD_5VC1100nFC2100nFR21kΩ325U1B4011BD_5VU1C4011BD_5V1
图4.4 对称型多谐振荡器
（三）晶体振荡器
当要求多谐振荡器的工作频率稳定性很高时，上述几种多谐振荡器的精度已不能满足要求。为此常用石英晶体作为信号频率的基准。用石英晶体与门电路构成的多谐振荡器常用来为微型计算机等提供时钟信号。图4.5所示为常用的晶体稳频多谐振荡器。
R133kΩR233kΩR133kΩX12R145-32.768kHzC110nF1R233kΩU1A574LS00DX12C110nF1U1B74LS00D3U1A574LS00DU1B74LS00DC210nF34R145-32.768kHzC210nF （a） （b）
R122MΩU1A24011BD_5VX131R2150kΩ4011BD_5VU1BX14R145-32.768kHzU1A1C220pFC230pF3U1B4011BD_5V0U1C4011BD_5VC1240pF2R145-32.768kHzC130pF04011BD_5VR1100kΩ （c） （d）
（a）、(b)为TTL器件组成的晶体振荡电路；（c）、(d)为CMOS器件组成的晶体振荡电路， 一般用于电子表中，其中晶体的f0=32768Hz。图4.5（c）中，门1用于振荡，门2用于缓冲整形。Rf是反馈电阻，通常在几十兆欧之间选取， 一般选22MΩ。R起稳定振荡作用，通常取十至几百千欧。C1是频率微调电容器，C2用于温度特性校正。
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