多谐振荡器实训报告

科学技术学院SCIENCE&TECHNOLOGYCOLLEGEOFNANCHANGUNIVERSITY《工程训练》报告REPORTONENGINEERINGTRAINING题目多谐振荡器的实训学科部、系：专业班级：学号：学生姓名：指导教师：起讫日期：I摘要本次多谐振荡器工程训练包含两个内容，分别是设计并制作双三极管型多谐振荡器和555多谐振荡器，首先运用理论分析法，将电路所要执行的功能，通过理论分析和计算构建电路模型，然后运用实验检验法，将构建好的模型进行电路组装焊接，再检测所做电路功能是否与先前理论设计的相符。本人在经过上述一系列步骤和不断的改进后，最终得出与理论相同的结果，即在三极管型多谐振荡电路中，测试的两个发光二极管交替发光，在三五多谐振荡器中测试的蜂鸣器间断发声。由上述结果可得出相应的结论，即双三极管型多谐振荡器和三五多谐振荡器都可以连续的产生矩形波，矩形波的宽度受相应的电阻和电容控制。关键词:双三极管多谐振荡器555时基多谐振荡器原理分析制作1目录摘要.............................................................................................I1实训目的和要求......................................................................11.1实训目的................................................................................21.2实训要求.................................................................................22双三极管多谐振荡器………………………………………....22.1双三极管多谐振荡器工作原理............................................22.2双三极管多谐振荡器器件选择............................................32.3双三极管PCB制作..............................................................33555时基多谐振荡器……………………………….................43.1555多谐振荡器的工作原理..................................................43.2555多谐振荡器的器件选择..................................................54.3555多谐振荡器的PCB制作.................................................64性能的测试,分析和总结..........................................................64.1双三极管多谐振荡器性能的测试和分析............................64.2555多谐振荡器的性能测试和分析......................................64.3多谐振荡器实训总结............................................................65多谐振荡器制作后的心得体会................................................7参考文献.......................................................................................7附表………………………………………………………………821实训目的和要求1.1实训目的这次实训是使我们在掌握模电数电理论的基础上，运用课堂所学的理论知识分析、解决具体的实际问题。同时，通过本次实习，初步培养电子电路的焊接，培养学生制作电子电路的基本技能，即阅读电子电路图、识别所用的元器件、安装焊接元器件、调试测试电路等能力。使我们进一步扩充数电、模电知识及实验的动手能力。1.2实训要求1.2.1了解实训内容项目的电路图的工作原理；1.2.2认识在电路中用到的元器件的功能及制作过程；1.2.3了解及掌握基本的焊接技术和学习一些简单的焊工的技能。2双三极管多谐振荡器2.1双三极管多谐振荡器工作原理2.2.1双三极管多谐振荡器原理图图2.1双三极管多谐振荡器原理2.1.2工作原理如图2.1图所示为结型晶体管自激或称无稳态多谐振荡器电路。它基本上是由两级RC藕合放大器组成，其中每一级的输出藕合到另一级的输入。各级交替地导通和截止，每次只有一级是导通的。从电路结构上看，自微多谐振荡器与两级Rc正弦振荡器是相似的，但实际上却不同。正弦振荡器不会进入截止状态.而多谐振荡器却会进入截止状态。这是借助于Rc耦合网络较长的时间常数来控制的。尽管在时间上是交替的，可是这两级产生的都是矩形波输出。所以多谐振荡器的输出可取自任何一级。3电路上电时，Vcc加到电路，由于两只三极管都是正向偏置的故他们处于导通状态，此外，还为藕合电容器C1和C2充电到近于Vcc电压。充电的路径是由接地点经过晶体管基极，又通过电容器而至Vcc电源。还有些充电电流是经过R1和R2的，从而导致正电压加在基极上，使晶体管导电量更大，因而使两级的集电极电压下降。在上述多谐振荡电路原理图中两只晶体管不会是完全相同的，因此，即使两级用的是相同型号的晶体管和用相同的元件值，一个晶体管也会比另一个起始导电量稍微大些。假定Q1的导电量稍大些，由于Q1的电流大，它的集电集电压下降就要比Q2的快些。结果，被通过电阻器R2放电的电容器C2藕台到Q2基极的电压就要比由C1和R1藕合到Q1基极的电压负值更大些。这就使得Q2的导电量减少，而它的集电极电压则相应的增大。Q2集电极升高的电压，是作为正电压藕合回Q1基极的。这样，Q1导电更多，从而引起它的集电极电压进一步下降，由于C2还在放电。故驱使Q2的基极电压向负的增大。这个过程继续到最终Q2截止，而Q1在饱和状态下导通为止。此时，电容器C2仍然通过电阻器R对接地点放电。Q2级保持截止直至C2已充分放电使得Q2的基极电压超过截止值为止。然后Q2开始导通，这样就开始了多谐振荡器的第二个半周。由于Q2开始导通，它的集电极电压就开始下降，导致电容器Cl通过电阻器R1开始放电，这样，加到Q1基集的是负电压。Q1传导的电流因此而减小，并引起Q1集电极电压升高。这是作为正电压藕合到Q2基极的，于是Q2传导的电流就更大。就象前半周的工作一样，这是起着正反馈作用的，并持续到Q1截止，Q2在饱和状态下导通为止。Q2保留在截止状态，直至C1已充分放电，Q1开始脱离截止状态为止。此时，完整的周期再次开始。好一级导通时间的长短，取决于另一级截止的时间。也就是取决于C1R1和C2R2的时间常数RC。时间常数越小转换作用也就越快，因此多谐振荡器的输出频率就越高。就上述的电路来说，两个RC网络的时间常数相同，两个晶体管的导通和截止周期是相等的，故称之为对称的自微多谐振荡器。2.2双三极管多谐振荡器器件选择红绿发光二极管各一个、电阻1RR233k电阻R3R433k、电容C1C233uF、二极管Q1Q2、6V直流电源。2.3双三极管多谐振荡器PCB制作按照原理图画出双三极管多谐振荡器的器件图，如图2.3所示，把元器件安置到电路上，最后用电烙铁把各元器件焊好，制作完成。4图2.3双三极管多谐振荡器器件图3555多谐振荡器3.1555多谐振荡器的工作原理3.1.1555多谐振荡器原理图图3.1555多谐振荡器原理图3.1.2工作原理工作原理：由555定时器组成的多谐振荡器如图2.1(C)所示，其中R1、R2和电容C为外接元件。其工作波如图(a)所示。设电容的初始电压cU＝0，t＝0时接通电源，由于电容电压不能突变，所以高、低触发端THV＝TLV＝013ＶＣＣ，比较器Ａ1输出为高电平，Ａ２输出为低电平，即_1DR，_0DS（1表示高电位，0表示低电位），RS触发器置１，定时器5输出01u此时_0Q，定时器内部放电三极管截止，电源ccV经1R，2R向电容Ｃ充电，cu逐渐升高。当cu上升到13ccV时，2A输出由0翻转为１，这时__1DDRS，RS触发顺保持状态不变。所以0t1t期间，定时器输出0u为高电平１。1tt时刻，cu上升到23ccV，比较器1A的输出由１变为0，这时_0DR，_1DS，RS触发器复0，定时器输出00u。12ttt期间，_1Q，放电三极管Ｔ导通，电容Ｃ通过2R放电。cu按指数规律下降，当cu23ccV时比较器1A输出由０变为１，Ｒ－Ｓ触发器的_DR_1DS，Ｑ的状态不变，0u的状态仍为低电平。2tt时刻，cu下降到13ccV，比较器2A输出由1变为0，R---S触发器的_DR1，_DS0，触发器处于1，定时器输出01u。此时电源再次向电容C放电，重复上述过程。通过上述分析可知，电容充电时，定时器输出01u，电容放电时，0u0，电容不断地进行充、放电，输出端便获得矩形波。多谐振荡器无外部信号输入，却能输出矩形波，其实质是将直流形式的电能变为矩形波形式的电能。3.1.3振荡周期的计算由图2.1（D）可知，振荡周期12TTT。1T为电容充电时间，2T为电容放电时间。充电时间11212()ln20.7()TRRCRRC放电时间222ln20.7TRCRC矩形波的振荡周期121212ln2(2)0.7(2)TTTRRCRRC因此改变1R、2R和电容C的值，便可改变矩形波的周期和频率3.2555多谐振荡器的器件选择蜂鸣器1个、555时基级集成电路、电阻R15.1KkR210kC10uF电源6V63.3555多谐振荡器的PCB制作按照原理图画出555多谐振荡器的器件图，如图3.3所示，把元器件安置到电路上，最后用电烙铁把各元器件焊好，制作完成。图3.3555多谐振荡器的器件图4性能的测试、分析和总结4.1双三极管多谐振荡器性能的测试和分析先画出双三极管多谐振荡器器件图，按器件图安置后所有的器件，并在电路板上在R3和R4端分别接入一个红色和绿色的发光二极管，当通入电源后，红色和绿色发光二极管按一定周期闪烁，与理论上的现象相同。4.2555多谐振荡器的性能测试和分析先画出555多谐振荡器的器件图，按器件图安置后所有器件，在U0和接地端接入一蜂鸣器，在电源接通后，蜂鸣器按一定周期间断发出尖锐的响声，与在用示波器测试Uo端的时，出现了规则的矩形波，用示波器测试Vc端时，出现不断充电放电的图形，与理论的图形相似。4.3多谐振荡器实训总结经过一系列的步骤和改进，从两个实训的现象看出，与理论设计相符，实训获得成功。5多谐振荡器制作后的心得体会7在电路板的制作过程中，一个好的焊接技术尤其重要。在电路板制作过程中，遇到如下问题：在第一个项目制作过程中，出现了电路焊错，连接的焊接点之间出现了漏焊，并从最后的制板效果来看，焊接点稍显粗糙，但是基本能够完成电路的作用。在第二项目制作过程中，混淆了电路图与器件图，而且焊接技术不够娴熟，对焊接点的加热时间过长，导致焊接板的铜箔脱落，整体影响焊接板的制作外观。在电路的设计过程中，因为Ra、Rb的阻值过大，根据f=1/T=0.7/(R1+2R3)*C，在实际电路接通后，蜂鸣器的周期较长，在输出端应该串联一电阻，以防输出电压过大，导致蜂鸣器烧坏。最后，深深的体会到电路板的焊接的重要性，理想与实践存在非常大的差异，经过此次实训，初步锻炼了我电子电路的焊接，以及制作电子电路的基本技能，即阅读电子电路图、识别所用的元器