资源简介

上课时间 XX年XX月XX日 第1、2课时
课题 常见的脉冲产生电路 课型 理论课
教学方法 讲授法、多媒体演示法 学法 讨论、推理 教具 PPT
教学目的 1、掌握锯齿波的参数，理解锯齿波发生器基本原理。 2、掌握RC微分电路、RC积分电路的组成形式、工作原理和波形变换形式。
教学重点 1、锯齿波的参数 2、RC微分电路、RC积分电路的工作原理
教学难点 工作原理和波形变换形式
教学过程
【新课引入】 教师提问：脉冲信号是数字电路中最常用的工作信号，脉冲信号如何获得？从而引入两种脉冲信号获得方法。 【新课教学】 教学内容1：锯齿波发生器 教师活动：PPT展示锯齿波发生器相关知识： 讲解： 1、锯齿波发生器的参数 锯齿波发生器的波形参见图9.1.2。 图9.1.2 锯齿波主要参数 （1）扫描期T1：要求在T1时间内电压随时间线性变化。 （2）回扫期TB：电压在此期间迅速回到起始值，要求越小越好。 （3）休止期TN：是扫描结束到下次扫描开始的间隔时间。 （4）恢复期T2：T2 TBTN （5）重复周期T：TT1T2 （6）频率f：f 1/T （7）扫描幅度Vm：扫描期内电压的幅值。 2、锯齿波电压发生器基本原理 锯齿波电压通常是利用电容器的充放电原理来产生，其简单电路如图9.1.3(a)所示。 （a）简单锯齿波电压产生电路 （b）充放电波形图 图9.1.3 产生锯齿波电压原理图 正是利用电容器的缓慢充电和快速放电的过程特点，便可在电容器两端得到锯齿波电压。上述电路产生的是正向电压锯齿波，在正程扫描时间内波形是逐渐上升的。同理，如果将电源改为-VG，则会产生正程扫描期内波形逐渐下降的负向锯齿波。 在实际电路中，通常用三极管管V代替图9.1.3（a）中的开关S，如图9.1.4（a）所示，图9.1.4（b）是其振荡波形图。 （a） 电路结构 （b）振荡波形 图9.1.4 三极管控制的电压锯齿波发生器 工作原理： 当输入低电平时，三极管V截止，+VG通过R向电容器C充电，输出电压逐渐上升，当时间常常τ=RC远大于输入脉冲周期时，的上升基本上呈线性。 当输入为高电平时，三极管V饱和导通，电容器C通过三极管V放电，最终使。 当输入脉冲再一次为低电平时，三极管V再截止一次，电容器再一次充电，如此反复，就会在电容器C的两端产生锯齿波电压输出。 3.自举补偿锯齿波电路 电压锯齿波发生电路形式很多，如图9.1.5是一种名为自举补偿电压锯齿波电路。 图9.1.5 自举补偿锯齿波电路 C1为容量很大的电容器，+VG通过V3、C1、Re对电容器C1充电后，C相当于一个电源，V2是射极跟随器，其射极输出电压和它的基极输入电压（电容器C上端电压）同相且相等，二极管V3起隔离+VG与H点电位的作用，V1起开关作用。 当V1截止时，+VG通过二极管V3、电阻器R对电容C充电，V2输出锯齿波正程电压；当V1饱和导通时，电容器C通过V1迅速放电，V2输出锯齿波逆程电压。同时+VG通过V3、C1、Re对C1再充电补足被放掉的电荷。因二极管V3的正向压降较小，故可充至+VG，以上过程不断反复就能连续输出锯齿波电压。 教学内容2：RC波形变换电路 讲解： 脉冲电路中经常用到的由R和C构成的简单电路，叫RC电路。RC电路主要用于脉冲波形变换，常用电路有微分电路、积分电路。 1.RC电路的充放电过程 图9.1.6所示为电容器的充放电电路。其中电容器上的电压，流过的电流如图9.1.6中所示。 图9.1.6 电容器的充放电电路 1）充电过程 设图中的开关S原来2、3触点闭合，电容器C上没有电核，所以。当开关S的2、1触点闭合后，电压VG通过电阻R对电容器C充电。因电容器两端的电压不能突变，在充电开始的瞬间，（电容器相当于短路）。这时电源VG的电压VG全部加在电阻R上，所以充电电流为最大，即有。而电阻R上的电压也最大，有。随着电容器C上的电荷积累，电压随之上升，而随之下降，所以也逐渐下降。最后，，。此时，充电过程结束。RC电路在充电过程中，电容器两端的电压、电流变化波形图如图9.1.7所示。 (a)充电电压波形式 (b)充电电流波形 图9.1.7 电容器充电波形 2）放电过程 在电容器充电结束后，将开关S的2、3触点闭合，电容器将通过电阻R放电。开始瞬间，因为电容器两端的电压不能突变，仍为VG。此时，放电电流也最大。随后，按指数规律逐渐下降，也随之下降。最后，，放电过程结束。RC电路在放电过程中，电容器两端的电压、电流变化波形图如图9.1.8所示，取负值表示放电电流与充电电流的方向相反。 图9.1.8 电容器放电波形 通过实验研究发现：当t=0.7τ时，充电电压为VG的一半；放电电压为电容器两端电压VC的一半；当t=(3-5) τ时，充放电过程基本结束。 我们可以得到以下结论： 充放电时电容两端电压、电流呈指数规律变化；充放电的速度与时间常数τ有关，τ=RC，单位为s, τ越大充放电越慢, τ越小充放电越快。 2.RC微分电路 微分电路是脉冲电路中常用的一种波形变换电路，主要特点是能把矩形脉冲变换成一对正、负极性的尖峰脉冲波。其电路形式及波形如图9.1.8所示。RC微分电路的输出脉冲反映了输入脉冲的变化部分，即反映了在t1和t2时刻的跳变，此时输出电压幅度最大；而在t1～t2期间，输入电压保持不变，输出电压基本为0。概括的说，微分电路能对输入脉冲起到“突出变化量，压低恒定量”的作用。 (a) RC微分电路 (b) 波形 图9.1.8 RC微分电路及波形 3.RC积分电路 RC积分电路也是一种常用的波形变换电路，它能把矩形脉冲波变换为三角波。图9.1.9是一个简单的RC积分电路，如果输入矩形脉冲信号，则电容上的电压不会突然增长，而是会有一个充电变大过程。脉冲过后，电容上的电压也不会突然减小消失，而是会有一个放电减小的过程，于是在电容上就会出现一个锯齿状的波形，而，输出的也是锯齿波，又叫三角波，如图9.1.10所示。 图9.1.9 RC积分电路 图9.1.10 RC积分电路的波形变换 RC积分电路的工作特点是在输入矩形脉冲的稳定部分，输出电压有明显的变化，而在输入矩形脉冲的跳变时刻，输出电压保持不变。这种情况恰好与RC微分电路相反，它对输入脉冲信号起到“突出恒定量，压低变化量”的作用。 【课堂小结】 教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生总结如下： 一、锯齿波发生器 2、锯齿波电压发生器基本原理 利用电容器的缓慢充电和快速放电的过程特点，便可在电容器两端得到锯齿波电压。 3、自举补偿锯齿波电路 二、RC波形变换电路 充放电时电容两端电压、电流呈指数规律变化；充放电的速度与时间常数τ有关，τ=RC，单位为s, τ越大充放电越慢, τ越小充放电越快。 RC微分电路：能把矩形脉冲变换成一对正、负极性的尖峰脉冲波。 “突出变化量，压低恒定量”。 RC积分电路：能把矩形脉冲波变换为三角波。 “突出恒定量，压低变化量” 【布置作业】 简答以下问题： 1.简述锯齿波发生器的基本工作原理。 2.RC波形变换电路有哪些应用形式？各有什么功能？ 3.画出RC滤波电路图。
教学后记：
上课时间 XX年XX月XX日 第3、4课时
课题 555时基电路 课型 理论课
教学方法 讲授法、多媒体演示法 学法 讨论、推理 教具 PPT
教学目的 1、掌握555时基电路组成和引脚功能。 2、掌握555时基电路的功能。
教学重点 1、引脚功能 2、555时基电路的功能
教学难点 电路组成
教学过程
【新课引入】 555时基电路又称555定时器，是电子工程领域中广泛使用的一种中规模集成电路，下面我们一起来学习它的基本知识。 【新课教学】 教学内容1：555时基电路组成和引脚功能 教师活动：PPT展示555时基电路组成相关知识： 讲解： 1、电路组成 由内部结构图可以看出，555时基电路由分压器、比较强、触发器和放电三极管及缓冲器组成。 （1）由3个阻值为5KΩ的电阻组成分压器（555由此得名）。作用：悬空或外接一抗干扰电容时，电压比较器C1同相输入端电压为，电压比较器C2反相输入端电压为。 控制电压输入端CO外接一电源时，电压比较器C1同相输入端电压为VC，电压比较器C2反相输入端电压为。 （2）两个电压比较器C1和C2。 ，输出为正电压，看作高电平“1”输出。 ，输出负电压，看作低电平“0”输出。 （3）基本RS触发器 它由两个与非门G1、G2组成，电压比较器C1、C2的输出端即为基本RS触发器的输入端、，其工作过程如下： 当C1=1，C2=0，即，时，，； 当C1=0，C2=1，即，时，，； 当C1=1，C2=1，即，时，RS触发器保持原状态不变。 如果，则，为直接置0端，平时应接高电平1。 555时基电路的输出OUT=Q。 （4）放电三极管VT和缓冲器G3 三极管VT作为放电开关，它的基极受基本RS触发器端状态的控制。若Q=0，三极管VT的基极为高电平，三极管导通，则三极管截止。 缓冲器G3主要功能是提高电流驱动能力，同时还起到隔离负载对555时基电路的影响的作用。 引脚功能 对照555时基电路外部引脚及功能表讲解各引脚功能。 教学内容2：555时基电路的功能 讲解： 555时基电路的逻辑功能表如表9.2.2所示，表中1表示高电平，0表示低电平，×表示任意电平。、是触发器的电平触发端，有效触发置0；有效触发置1；两个触发端均无效时，保持；两个触发端均有效时，优先，输出为1。其功能可以总结为：“两个输入触发点，类非门功能，低电平优先。输出高电平时，放电管截止。” 表9.2.2 555时基电路功能表 复位端（）高触发端（TH）低触发端 （）Q输出（OUT）三极管（VT）000导通100导通1保持保持导通111导通
【课堂小结】 教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生总结如下： 一、555时基电路组成和引脚功能 2、引脚功能 二、555时基电路的功能 功能：“两个输入触发点，类非门功能，低电平优先。输出高电平时，放电管截止。” 【布置作业】 简答以下问题： 1.简述555时基电路的电路组成及引脚功能。 2.简述555时基电路的功能。
教学后记：
上课时间 XX年XX月XX日 第5、6课时
课题 单稳态触发器 课型 理论课
教学方法 讲授法、多媒体演示法 学法 讨论、推理 教具 PPT
教学目的 1、掌握门电路构成的单稳态触发器的工作原理。 2、掌握555时基电路构成的单稳态触发器工作原理。 3、了解单稳态触发器的应用
教学重点 1、掌握门电路构成的单稳态触发器的工作原理。 2、掌握555时基电路构成的单稳态触发器工作原理。
教学难点 理解稳态、暂稳态的概念
教学过程
【新课引入】 单稳态触发器是具有一个稳定状态和一个暂稳状态的波形变换电路，单稳态触发器常用于脉冲的整形和延时。 【新课教学】 教学内容1：门电路构成的单稳态触发器 教师活动：PPT展示积分型单稳态触发器电路 讲解： 电路组成 其由两个与非门和一个积分电路组成。 2、工作过程 （1）电路的稳态 输入信号为低电平时，G2处于关闭状态，输出为高电平，这是电路的稳态。 （2）外加触发信号，电路翻转为暂稳态 在电路中，门G2开通的条件是输入信号为高电平或者电容器两端的电压大于门G2的关门电平。设稳态时为低电平。当输入信号电平由低电平跳变到高电平时，G1开通，输出由高电平跳变到低电平，电容器C两端的电压不能突变，即仍为高电平，因此，此时门G2开通，输出从高电平跳变到低电平。由高电平跳变到低电平后，已充电的电容器C就要通过R和门G1放电。随着电容器C放电，逐渐下降，维持门G2开通的条件被破坏，因此，G2开通的状态是暂时的，称为暂稳态。 （3）自动返回稳态 当电容器C放电使下降到关门电平时，G2由开通状态返回到关闭状态，由低电平返回到高电平。 教学内容2：555时基电路构成的单稳态触发器 讲解： 1、电路组成 如图9.3.2（a）所示是由555时基电路组成的一个单稳态触发器，R、C为外接定时元件，C1是滤波电容，防止干扰脉冲串入触发器内部比较器的参考电压，输入信号加在第2脚端，低电平触发，第6脚TH端与第7脚放电三极管VT的集电极相连，并接在R、C之间。 2、工作过程 （1）稳态 接通电源后，UDD通过R、C对电容器充电，使得，而的负触发脉冲未到，555时基电路的3脚OUT输出端为低电平，即，电路处于稳定状态。这时，放电三极管VT导通，电容C被旁路，，电路仍处于原稳定状态，输出为低电平。 （2）暂稳定 当的负脉冲到来时，，电路状态翻转，进入暂稳态，输出为高电平，。这时，放电三极管截止，电源通过电阻R向电容C充电，逐渐升高。当时（负脉冲触发已结束，），电路状态翻转，输出低电平，，电路由暂稳态变为稳态，此时，放电三极管VT导通，电容C被旁路，，电路一直处于原稳定状态，输出为低电平。 到下一个触发脉冲到来时，电路重复上述过程。电路的工作波形如图9.3.2（b）所示。其中输出脉冲的持续时间t1=1.1RC,一般取 R = 1kΩ-10MΩ，C＞1000PF。 (a)555定时器构成的单稳态触发器电路 (b)输入和输出波形 图9.3.2 单稳态电路的电路图和波形图 教学内容3：单稳态触发器的应用 讲解： 1、波形整型 通过单稳态电路将不规则的输入信号整形为幅度和宽度都相同或规则的矩形脉冲波。 2、延时器 单稳态电路的输出信号的下降沿总是滞后于输入信号的下降沿，而且滞后时间就是脉冲的宽度，如图9.3.4所示。因此，可利用这种滞后作用来达到延时的目的。 3、定时器 利用单稳态电路输出的脉冲信号作为定时控制信号。脉冲宽度就是控制（定时）时间。 【课堂小结】 教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生总结如下： 一、门电路构成的单稳态触发器 1、电路组成：其由两个与非门和一个积分电路组成。 2、工作过程 电路的稳态 外加触发信号，电路翻转为暂稳态 自动返回稳态 二、555时基电路构成的单稳态触发器 1、电路组成 2、工作过程 （1）稳态：输出为低电平。 （2）暂稳定：输出为高电平。 （3）返回稳态：输出为低电平。 三、单稳态触发器的应用 1、波形整型 2、延时器 3、定时器 【布置作业】 1.单稳态触发器的特点有哪些？ 2.简述555时基电路组成的单稳态触发器的工作原理。 3.简述单稳态触发器的用途。
教学后记：
上课时间 XX年XX月XX日 第7、8课时
课题 多谐振荡器 课型 理论课
教学方法 讲授法、多媒体演示法 学法 讨论、推理 教具 PPT
教学目的 1、掌握门电路组成的多谐振荡器的工作原理。 2、掌握555时基电路组成的多谐振荡器的工作原理。
教学重点 1、掌握门电路组成的多谐振荡器的工作原理。 2、掌握555时基电路组成的多谐振荡器的工作原理。
教学难点 理解稳态、暂稳态的概念
教学过程
【新课引入】 多谐振荡器用来产生矩形波的电路，又称脉冲发生器。多谐振荡器是一种无稳态电路，它有两个暂时稳定状态（简称暂稳态）。 【新课教学】 教学内容1：门电路组成的多谐振荡器 教师活动：PPT展示电路 讲解： 电路组成 2、工作过程 （1）初始暂稳态 接通电源后，由于非门G1、G2存在差异，假设G2输出电压较G1输出电压高些，通过耦合C2使G1的输入端电压升高，经反相后输出电压下降，经电容C1耦合使G2的输入端电压降低，经G2的反相作用，输出电压进一步升高。通过以上正反馈过程使输出低电平，输出高电平（0态），进入第一暂稳态（1态）。 （2）翻转到第二稳态 在第一暂稳态，非门G2输出高电平，通过R2向C1充电，如图9.4.2所示，导致G2输入端电位逐渐上升，非门G1输出低电平，电容器C2将通过R1放电，导致G1的输入端电位逐渐下降，最后使G1输出高电平（1态），G2输出低电平（0态），自动翻转进入第二稳态。 （3）翻转回第一稳态 在第二暂稳态时，非门G1输出高电平，将通过R1对C2充电，如图9.4.3所示，导致G1输入端电位逐渐上升。电容器C1则通过R2放电，G2输入端电位逐渐下降，最后使电路又从第二稳态翻转回第一稳态。 此后，电容器C1、C2不断充电、放电，持续不断地翻转，产生矩形脉冲，非门组成的多谐振荡器工作波形如图9.4.4所示。 教学内容2： 555时基电路组成的多谐振荡器 讲解： 1、电路组成 图中、、C为外接定时元件，C1是滤波电容，防止干扰脉冲串入触发器内部比较器的参考电压。第2脚 端与第6脚TH端短接在一起，由电容器两端的电压控制，、之间连接放电端。 2、工作过程 （1）暂稳态一 合上电源瞬间，，即，端有效，电路输出为高电平。此时，放电三极管截止，定时电容器C开始充电，充电回路为： ，充电时间常数。逐渐上升，电路处于第一稳态。 （2）暂稳态二 当上升到超过 时，即 ，TH端有效，电路输出为低电平，第一暂稳态结束。与此同时，放电三极管导通，电容器C开始放电，放电回路为：，放电时间常数为。逐渐下降，下降但未低于时， 端与TH端均无效，输出不变，电路将保持第二稳态。 （3）当下降到，即，端有效（如t2时刻），电路输出为高电平。第二暂稳态结束，放电三极管截止。电容器又开始充电，然后重复上述过程，在输出端得到连续的矩形波。 图中，定时元件R1、R2和C决定了电路的充放电时间。故振荡周期为 Tl≈0.7(Rl+R2)C， T2≈0.7R2C。 T= Tl+T2≈0.7(Rl+2R2)C。 在多谐振荡电路的实际应用中，可以用电位器来代替电路中的定时电阻，便可构成频率可调的多谐振荡器。 【课堂小结】 教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生总结如下： 一、门电路组成的多谐振荡器 1、电路组成： 2、工作过程 初始暂稳态 翻转到第二暂稳态 翻转回第一暂稳态 电容器C1、C2不断充电、放电，持续不断地翻转，产生矩形脉冲。 二、555时基电路组成的多谐振荡器 1、电路组成 2、工作过程 （1）暂稳态一 （2）暂稳态二 （3）返回暂稳态一 然后重复上述过程，在输出端得到连续的矩形波。 3、振荡周期为 Tl≈0.7(Rl+R2)C， T2≈0.7R2C。 T= Tl+T2≈0.7(Rl+2R2)C。 【布置作业】 1.试说明多谐振荡器的工作特点。 2.简述由555时基电路组成的多谐振荡的工作过程。
教学后记：
上课时间 XX年XX月XX日 第9、10课时
课题 施密特触发器 课型 理论课
教学方法 讲授法、多媒体演示法 学法 讨论、推理 教具 PPT
教学目的 1、掌握施密特触发器的输出特性及逻辑符号。 2、掌握门电路组成的施密特触发器的工作原理。 3、掌握555时基电路组成的施密特触发器的工作原理 4、了解施密特触发器的应用
教学重点 1、施密特触发器的输出特性及逻辑符号 2、施密特触发器的工作原理。
教学难点 理解施密特触发器的滞回特性
教学过程
【新课引入】 施密特触发器是脉冲数字系统中常用的电路，可以由门电路组成，也可以是集成电路。施密特触发器能够把不规则的输入波形变成良好的矩形波。 【新课教学】 教学内容1：施密特触发器的输出特性及逻辑符号 教师活动：PPT展示电路 讲解： (a)反相输出传输特性 (b)同相输出传输特性 (c)反向输出施密特触器逻辑符号 (d) 同向输出施密特触器逻辑符号 传输特性的最大特点是：该电路有两个稳态，一个稳态输出高电平VOH，另一个稳态输出低电平VOL。但是这两个稳态要靠输入信号电平来维持。 施密特触发器的另一个特点是输入输出信号的回差特性。当输入信号幅值增大或者减少时，电路状态的翻转对应不同的阈值电压VT+ 和VT-，而且VT+ >VT-，VT+ 与VT- 的差值被称作回差电压。 教学内容2：门电路组成的施密特触发器 1、电路组成 工作过程 （1）第一稳态 输入电压时，非门G1关闭，输出高电平；非门G2开通，输出低电平，电路处于第一稳态。 （2）翻转至第二稳态 随着输入端电压的上升，加到非门G1的逐渐上升，当大于的G1门槛电压时，G1导通，输出变为低电平；G2关闭，输出高电平，电路由第一稳态翻转为第二稳态。此后继续上升，电路仍然保持该稳态。 （3）返回第一稳态 输入从高电平处开始下降，加到非门G1的也随着下降，当低于非门G1的门槛电压时，G1关闭，输出跳变为高电平；G2开通，输出低电平，电路由第二稳态返回第一稳态。 缺点：由门电路构成的施密特触发器，具有阈值电压稳定性差，抗干扰能力弱等缺点，不能满足实际数字系统的需要。 教学内容3： 555时基电路组成的施密特触发器 讲解： 1、电路组成 2、工作过程 由于电压控制端外接一抗干扰电容，低电平触发端2脚（）比较电压为；高电平触发端6脚（TH）的比较电压为。设输入端加一个已知幅度大于的三角波，其工作波形图如图9.5.4（b）图所示。 （1）当时，即，端有效，电路输出为高电平,处于第一稳态。当上升但未超过时，将保持这一状态。 （2）当上升到超过时，即，TH端有效，电路输出为低电平，处于第二稳态。当下降但未低于时，将保持这一状态。 （3）当由最高值下降到超过时，即，端有效（如t2时刻），电路输出为高电平，电路又回到第一稳态。 教学内容4：施密特触发器的应用 讲解： 1）波形变换 利用施密特触发输入反相器可以把正弦波、三角波等变化缓慢的波形变换成矩形波，如图9.5.3所示。 2）脉冲整形 有些信号在传输过程中或放大时往往会发生畸变。通过施密特触发器电路，可对这些信号进行整形，整形波形如图9.5.5（a）所示。作为整形电路时，如果要求输出与输入相同，则可在上述施密特触发输入反相器之后再接一个反相器，如图9.5.5（b）所示。 （a）施密特触发器的整形作用 （b）施密特触发器输出端加反相器 图9.5.5脉冲整形 3）幅度鉴别 施密特触发器的翻转取决于输入信号是否大于VT+ 和是否小于VT-。利用这一特点可将它作为幅度鉴别电路。如：一串幅度不等的脉冲信号输入到施密特触发器，则只有那些幅度大于VT+的信号才会在输出形成一个脉冲。而幅度小于VT+的输入信号则被消去，如图9.5.6所示。 图9.5.6 脉冲幅度鉴别 4）构成多谐振荡器 图9.5.7给出了由7414施密特触发器构成的多谐振荡器。该电路非常简单，仅有两个施密特触发器、一个电阻和一个电容组成。该电路的工作原理如下： 图9.5.7 施密特触发器构成的多谐振荡器 接通电源瞬间，电容C上的电压为0，因此输出uo1为高电平。此时uo1通过电阻R对电容C充电，电压uI逐渐升高。当uI达到VT+时，施密特触发器翻转，输出uo1为低电平。此后电容C又通过R放电，uI随之下降。当uI降到VT-时，触发器又发生翻转。如此周而复始地形成振荡。其输出波形如图9.5.8所示。 图9.5.8 多谐振荡器输出波形 该电路的工作频率由充放电回路的电阻和电容值确定。由于TTL反相器具有一定的输入阻抗，它对电容的放电影响较大，因此放电回路的电阻值不能太大，否则放电电压将不会低于触发器的下限触发电平VT-。通常放电回路的电阻取值小于1kΩ，如果需要改变输出信号的频率，可以通过改变电容值来实现。 【课堂小结】 教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生总结如下： 施密特触发器的输出特性及逻辑符号 二、门电路组成的施密特触发器 1、电路组成： 2、工作过程 （1）第一稳态 （2）翻转至第二稳态 （3）返回第一稳态 三、555时基电路组成的施密特触发器 1、电路组成 2、工作过程 （1）第一稳态 （2）翻转至第二稳态 （3）返回第一稳态 四、施密特触发器的应用 1）波形变换：利用施密特触发输入反相器可以把正弦波、三角波等变化缓慢的波形变换成矩形波。 2）脉冲整形 3）幅度鉴别 4）构成多谐振荡器 【布置作业】 1.施密特触发器在性能上有哪两个重要特点？ 2.施密特触发器有哪些用途。 3.根据图9.5.9所示的输入信号，画出施密特触发器的输出波形。 图9.5.9
教学后记：
上课时间 XX年XX月XX日 第11、12课时
课题 单稳态触发器的搭建与测试 课型 实训课
教学方法 讲授法、演示法 学法 观察演示、启发讨论 教具 PPT、黑板
教 学 目 的 要 求 1. 学会组装由555时基电路构成的单稳态触发器。 2. 进一步理解由555构成的单稳态触发器工作原理。
教学重点 组装由555时基电路构成的单稳态触发器
教学难点 555构成的单稳态触发器工作原理
教学过程
【实训工具及器材】 （1）焊接工具及材料、直流可调稳压电源、函数信号发生器、双踪示波器、万用表、连孔板等。 （2）所需元器件清单见表9.0.1。 表9.0.1 三单稳态触发器电路元器件清单 序号名称图号规格数量1三级管TV1901512发光二极管LED1Φ5 红色13发光二极管LED2Φ5 绿色14电阻R1100KΩ15电阻R3， R5220Ω26电阻R21KΩ17电阻R4470KΩ18电解电容C1100μF/25V19瓷片电容C210310光敏电阻RG111电位器RP3296W--100K112集成块U18脚NE555113集成块插座DIP8114单排针1pin 2.54间距415防反接线座子 和防反线　2pin 2.54间距各1个16单股导线　0.5mm*200mm117连孔板　8.3cm*5.2cm1
【实训内容与步骤】 1.清点与检测元器件 根据表9.0.1清理元器件，最好将元器件放在一个盒子内。对元器件进行检查，看有无损坏的元器件，如果有立即进行更换，将元器件的检测结果记录在表9.0.2中。 表9.0.2 元器件检测记录表 序号名称图号元器件检测结果1三级管TV1类型 ，引脚排列 ，质量及放大倍数 。2发光二极管LED1长脚为 极，检测时应选用的万用表挡位是 ，红表笔接二极管 极测量时，可使它可微弱发光。3发光二极管LED2长脚为 极，检测时应选用的万用表挡位是 ，红表笔接二极管 极测量时，可使它可微弱发光。4电阻R1测量值为________KΩ，选用的万用表挡位是 。5电阻R3， R5测量值为________KΩ，选用的万用表挡位是 。6电阻R2测量值为________KΩ，选用的万用表挡位是 。7电阻R4测量值为________KΩ，选用的万用表挡位是 。8电解电容C1长引脚为 极，耐压值为 V 。9瓷片电容C2容量标称值是 ；检测质量时，应选用万用表的 挡位。10光敏电阻RG有光照时，阻值为 ，无光照时，阻值为 。11电位器RP测量值为________KΩ，选用的万用表挡位是 。12集成块U1型号是 。
2.电路搭建 单稳态触发器的装接实物如图9.0.2所示。 图9.0.2单稳态触发器电路装配图 3.电路通电 装接完毕，检查无误后，用万用表测量电路的电源两端有无短路，二极管支路的所在的电路有无断路，电路正常方可接入电源。在加入电源时，注意电源与电路板极性一定要连接正确。当加入电源后，观察电路有无异常现象，若有，立即断电，对电路进行检查。 4.电路测量与分析 通电后： （1）用万用表测量电路板上电源电压VCC，大小为 。 （2）让自然光照射光敏电阻，用万用表监测JP1的电位，调节Rp，使JP1电位调至略大于Vcc/3,使集成块2脚处于 。用手在光敏电阻的上方划过，使照射光被遮挡一下。若红色LED被触发发光，同时绿色LED熄灭，则表明组装和调试成功。 （3）在有光照射光敏电阻时，测量并记录以下数值：2脚的电位是 ，JP2的电位是_____， JP3的电位是____。 （4）遮挡照射光敏电阻的光，用万用表测得2脚的电位是 ；JP2的电位是____； JP3刚开始的电位是 ，过一段时间后翻转为 ，翻转后的电位 （是/否）保持不变。 【实训评价】 单稳态触发器的搭建与测试实训评价表如9.0.3所示。 表9.0.3 单稳态触发器的搭建与测试实训评价表 项目考核要求内容配分（分）评分标准得分（分）元器件检测在表9.0.2中填写检测结果20每错一空扣2分，扣完为止电路焊接焊点光滑无毛刺，焊锡量适中10每处扣2分电路布局电路布局美观，无短路，开路10每处扣2分电路功能（1）RG不遮光功能正常20每错一个扣2.5分（2）RG遮光功能正常20每错一个扣2.5分安全文明操作（1）工作台上工具物品排放整齐10分工作台上物品随意摆放、脏乱，扣1——5分（2）严格遵照安全操作规程10违反安全操作规程扣1-5分合计100分实训体会学到的知识学到的技能收获
【课堂小结】 【布置作业】
教学后记
上课时间 XX年XX月XX日 第13、14课时
课题 多谐振荡器的搭建与测试 课型 实训课
教学方法 讲授法、演示法 学法 观察演示、启发讨论 教具 PPT、黑板
教 学 目 的 要 求 1. 学会组装和调试由555时基电路构成的多谐振荡器。 2. 进一步理解由555时基电路构成的多谐振荡电路的工作原理。
教学重点 组装和调试由555时基电路构成的多谐振荡器
教学难点 555时基电路构成的多谐振荡电路的工作原理
教学过程
【实训工具及器材】 （1）焊接工具及材料、直流可调稳压电源、函数信号发生器、双踪示波器、万用表、连孔板等。 （2）所需元器件清单见表9.0.4。 表9.0.4 多谐振荡器电路元器件清单 序号名称图号规格数量1二级管VIN400112开关SW13发光二极管LED1Φ5 红色14发光二极管LED2Φ5 绿色15电阻R15KΩ16电阻R210KΩ17电阻R31KΩ18电阻R4,R5220Ω29电解电容C110μF/25V110电解电容C24.7μF/25V111瓷片电容C3103112电位器RP3296W--5K113集成块U18脚NE555114集成块插座DIP8115单排针1pin 2.54间距516防反接线座子 和防反线2pin 2.54间距各1个17单股导线0.5mm*200mm118连孔板8.3cm*5.2cm1
【实训内容与步骤】 1.清点与检测元器件 根据表9.0.4清理元器件，最好将元器件放在一个盒子内。对元器件进行检查，看有无损坏的元器件，如果有立即进行更换，将元器件的检测结果记录在表9.0.2中。 表9.0.5 元器件检测记录表 序号名称图号元器件检测结果1直插二级管V检测质量时，应选用的万用表挡位是_____；正向导通的那次测量中，黑表笔所接的是____极，所测得的阻值 。2发光二极管LED1长脚为 极，检测时应选用的万用表挡位是 ，红表笔接二极管 极测量时，可使它可微弱发光。3发光二极管LED2长脚为 极，检测时应选用的万用表挡位是 ，红表笔接二极管 极测量时，可使它可微弱发光。4电阻R1测量值为________KΩ，选用的万用表挡位是 。5电阻R2测量值为________KΩ，选用的万用表挡位是 。6电阻R3测量值为________KΩ，选用的万用表挡位是 。7电阻R4,R5测量值为________KΩ，选用的万用表挡位是 。8电解电容C1长引脚为 极，耐压值为 V 。9电解电容C2长引脚为 极，耐压值为 V 。10瓷片电容C3容量标称值是 ；检测质量时，应选用万用表的 挡位。11电位器RP测量值为________KΩ，选用的万用表挡位是 。12集成块U1型号是 。
2.电路搭建 多谐振荡器的装接实物如图9.0.4所示。 图9.0.4 多谐振荡器电路装配图 3.电路通电 装接完毕，检查无误后，用万用表测量电路的电源两端有无短路，二极管支路的所在的电路有无断路，电路正常方可接入电源。在加入电源时，注意电源与电路板极性一定要连接正确。当加入电源后，观察电路有无异常现象，若有，立即断电，对电路进行检查。 4.电路测量与分析 通电后： （1）用万用表测集成电路4脚的电位是 ，逻辑值为 。 （2）开关SW断开，用数字双踪示波器同步测量JP2、JP3的波形，将结果填如表9.0.6中。 表9.0.6 示波器监测信号表 示波器波形频率峰峰值VPPJP2信号JP3信号
（3）开关SW闭合，C2与C1并联使用，用数字双踪示波器同步测量JP2、JP3的波形，将结果填入表9.0.7中。 表9.0.7 示波器监测信号表 示波器波形频率峰峰值VPPJP2信号JP3信号
（4）结合所学理论知识分析电路工作过程。 断开SW： ①4脚复位端，电源通过R3给4脚加 电平，不是复位状态，集成块3脚的输出状态由输入端的触发而定。 ②刚上电时，因电容C1两端电压不能突变，2、6脚都为 电平，输出端3脚为 电平，LED2 ，LED1 。 ③电源通过充电回路R1、Rp及V对电容C1充电，C1两端电压逐渐升高。当C1两端电压升至大于2Vcc/3时，2、6脚都为 电平，输出端3脚为 电平，LED1 ，LED2 。 ④当输出端3脚为 电平时，7脚放电端对地接通（7脚与3脚关联），充电结束，同时电容C1通过R2对7脚放电，C1两端电压逐渐下降；当C1两端电压降至小于Vcc/3时，2、6脚都重回 电平，输出端3脚重回 电平，LED2 ，LED1 。如此不断循环，输出端3脚不断在高、低电平之间转换，即形成矩形波信号。 【实训评价】 多谐振荡器的搭建与测试评价表如9.0.8。 表9.0.8 多谐振荡器的搭建与测试评价表 项目考核要求内容配分（分）评分标准得分（分）元器件检测在表9.0.5中填写检测结果20每错一空扣2分，扣完为止电路焊接焊点光滑无毛刺，焊锡量适中10每处扣2分电路布局电路布局美观，无短路，开路10每处扣2分电路功能（1）测4脚复位判断10每错一个扣3分（2）SW断开时功能正常15每错一个扣3分（2）SW闭合时功能正常15每错一个扣3分安全文明操作（1）工作台上工具物品排放整齐10 工作台上物品随意摆放、脏乱，扣1——5分（2）严格遵照安全操作规程10违反安全操作规程扣1-5分合计100分实训体会学到的知识学到的技能收获
【课堂小结】 【布置作业】
教学后记
上课时间 XX年XX月XX日 第15、16课时
课题 施密特触发器的搭建与测试 课型 实训课
教学方法 讲授法、演示法 学法 观察演示、启发讨论 教具 PPT、黑板
教 学 目 的 要 求 1. 学会组装与调试由555时基电路构成的施密特触发器。 2. 进一步理解由555时基电路构成的施密特触发器的工作原理。
教学重点 组装555时基电路构成的施密特触发器。
教学难点 调试由555时基电路构成的施密特触发器。
教学过程
【实训工具及器材】 （1）焊接工具及材料、直流可调稳压电源、函数信号发生器、双踪示波器、万用表、连孔板等。 （2）所需元器件见表9.0.9。 表9.0.9 施密特触发器元器件清单 序号名称图号规格数量1开关SW　12发光二极管LED1Φ5 红色13发光二极管LED2Φ5 黄色14电阻R1，R3470Ω15电阻R21KΩ26瓷片电容C10317电位器RP3296W--5K18集成块U18脚NE55519集成块插座DIP8110单排针　1pin 2.54间距311防反接线座子 和防反线　2pin 2.54间距各1个12单股导线　0.5mm*200mm113连孔板　8.3cm*5.2cm1
【实训内容与步骤】 1.清点与检测元器件 根据表9.0.9清理元器件，最好将元器件放在一个盒子内。对元器件进行检查，看有无损坏的元器件，如果有立即进行更换，将元器件的检测结果记录在表9.0.10中。 表9.0.10元器件检测记录表 序号名称图号元器件检测结果1发光二极管LED1长脚为 极，检测时应选用的万用表挡位是 ，红表笔接二极管 极测量时，可使它可微弱发光。2发光二极管LED2长脚为 极，检测时应选用的万用表挡位是 ，红表笔接二极管 极测量时，可使它可微弱发光。3电阻R1，R3测量值为________KΩ，选用的万用表挡位是 。4电阻R2测量值为________KΩ，选用的万用表挡位是 。5瓷片电容C容量标称值是 ；检测质量时，应选用万用表的 挡位。6电位器RP测量值为________KΩ，选用的万用表挡位是 。7集成块U1型号是
2.电路搭建 施密特触发器的装接实物如图9.0.6所示。 图 图9.0.6 施密特触发器电路装配图 3.电路通电 装接完毕，检查无误后，用万用表测量电路的电源两端有无短路，二极管支路的所在的电路有无断路，电路正常方可接入电源。在加入电源时，注意电源与电路板极性一定要连接正确。当加入电源后，观察电路有无异常现象，若有，立即断电，对电路进行检查。 4.电路测量与分析 通电后： （1）开关SW断开状态时，调节Rp改变输入电压，用万用笔监测2、6和4脚电压，观察电路中发光二极管的状态，将结果填入表中9.0.11。 表9.0.11 测试结果记录表 JPI端输入电压2、6脚电平JP2输出电平（黄灯状态）7脚电平（红灯状态）4脚电平0V ↓ 6V0V→2V2V→4V4V→6V6V ↓ 0V6V→4V4V→2V2V→0V
红灯亮时，7脚状态是______（0或1）， 红灯不亮时，7脚状态是______（0或1）； 黄灯亮时，3脚状态是______（0或1）， 黄灯不亮时，3脚状态是______（0或1）。 （2）开关SW闭合状态时，调节Rp改变输入电压，用万用笔测试2、6和4脚电压，观察电路发光二极管的状态，将结果填入表中9.0.12。 表9.0.12 测试结果记录表 JPI端输入电压2、6脚电平绿灯状态(JP3输出状态)4脚电平0V ↓ 6V0V→2V2V→4V4V→6V6V ↓ 0V6V→4V4V→2V2V→0V
表9.0.12中的数据说明，4脚的功能是 。 （3）结合所学理论知识分析电路工作过程。 ①R2、SW可改变复位端4脚的状态：开关断开时，4脚加 电平，3脚的输出状态由输入端的触发电平而定；开关闭合时，4脚加 电平，输出端复位，3脚的输出状态被锁定为0态。 ②R1、LED1是放电端 脚状态指示电路； R3、LED2是输出端 脚状态指示电路。 ③ 2、6脚短接在一起作为 端，使555具有了施密特触发器的特性，由电位器Rp提供输入电压Vi。 ④对6脚(TH端):大于2Vcc/3是 电平，小于2 Vc/3是 电平。对2脚(端):大于Vcc/3是 电平，小于Vcc/3是 电平。 ⑤结合原理图，总结电路的功能并在表9.0.13中空白的地方填入合适的电平。（1为高电平，0为低电平） 表9.0.13 施密特触发器电路功能表 4脚RST输入端6脚(TH端)2脚(瑞)3脚输出端7脚DIS端0×××0 (复位)接地10至Vcc/31(置1)悬空1Vcc/至2Vcc/3保持保持12Vcc/3至Vcc0 (置0)接地
【实训评价】 施密特触发器的搭建与测试评价表如9.0.14。 表9.0.15 施密特触发器的搭建与测试评价表 项目考核要求内容配分（分）评分标准得分（分）元器件检测在表9.0.11中填写检测结果20每错一空扣2分，扣完为止电路焊接焊点光滑无毛刺，焊锡量适中10每处扣2分电路布局电路布局美观，无短路、开路10每处扣2分电路功能（1）开关SW断开状态时电路功能20每错一个扣2分（2）开关SW闭合状态时电路功能20每错一个扣2分安全文明操作（1）工作台上工具物品排放整齐10 工作台上物品随意摆放、脏乱，扣1——5分（2）严格遵照安全操作规程10违反安全操作规程扣1-5分合计100分实训体会学到的知识学到的技能收获
【课堂小结】 【布置作业】
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