一、原理
與非門作為一個開關(guān)倒相器件,，可用以構(gòu)成各種脈沖波形的產(chǎn)生電路。電路的基本工作原理是利用電容器的充放電,，當(dāng)輸入電壓達(dá)到與非門的閾值電壓VT時,，門的輸出狀態(tài)即發(fā)生變化。因此,，電路輸出的脈沖波形參數(shù)直接取決于電路中阻容元件的數(shù)值,。
1、 非對稱型多諧振蕩器
如圖12－1所示,，非門3用于輸出波形整形,。
非對稱型多諧振蕩器的輸出波形是不對稱的，當(dāng)用TTL與非門組成時,，輸出脈沖寬度
tw1═RC tw2═1.2RC T═2.2RC
調(diào)節(jié) R和C值,，可改變輸出信號的振蕩頻率,，通常用改變C實現(xiàn)輸出頻率的粗調(diào)，改變電位器R實現(xiàn)輸出頻率的細(xì)調(diào),。
2,、對稱型多諧振蕩器
如圖12－2所示，由于電路完全對稱,，電容器的充放電時間常數(shù)相同, 故輸出為對稱的方波,。改變R和C的值，可以改變輸出振蕩頻率,。非門3用于輸出波形整形。
一般取R≤1KΩ?,當(dāng)R＝1KΩ,，C＝100pf～100µf時,，f＝nHz～nMHz，脈沖寬度tw1＝tw2＝0.7RC,，T＝1.4RC
3,、帶RC電路的環(huán)形振蕩器
電路如圖12－3所示，非門4用于輸出波形整形,，R為限流電阻,，一般取100Ω，電位器Rw 要求≤1KΩ,，電路利用電容C的充放電過程,，控制D點電壓VD,從而控制與非門的自動啟閉，形成多諧振蕩,，電容C的充電時間tw1,、放電時間tw2和總的振蕩周期T分別為
tw1≈0.94RC， tw2≈1.26RC,， T ≈2.2RC
調(diào)節(jié)R和C的大小可改變電路輸出的振蕩頻率,。
以上這些電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換都發(fā)生在與非門輸入電平達(dá)到門的閾值電平VT的時刻。在VT附近電容器的充放電速度已經(jīng)緩慢,，而且VT本身也不夠穩(wěn)定,，易受溫度、電源電壓變化等因素以及干擾的影響,。因此,，電路輸出頻率的穩(wěn)定性較差。
4,、石英晶體穩(wěn)頻的多諧振蕩器
當(dāng)要求多諧振蕩器的工作頻率穩(wěn)定性很高時,，上述幾種多諧振蕩器的精度已不能滿足要求。為此常用石英晶體作為信號頻率的基準(zhǔn),。用石英晶體與門電路構(gòu)成的多諧振蕩器常用來為微型計算機(jī)等提供時鐘信號,。
圖12－4所示為常用的晶體穩(wěn)頻多諧振蕩器,。
（a）、(b)為TTL器件組成的晶體振蕩電路,；
（c）,、(d)為CMOS器件組成的晶體振蕩電路， 一般用于電子表中,，其中晶體的f0=32768Hz,。
圖12－4（c）中，門1用于振蕩,，門2用于緩沖整形,。Rf是反饋電阻，通常在幾十兆歐之間選取,，一般選22MΩ,。R起穩(wěn)定振蕩作用，通常取十至幾百千歐,。C1是頻率微調(diào)電容器,，C2用于溫度特性校正。
二,、實驗?zāi)康?/p>
1,、掌握使用門電路構(gòu)成脈沖信號產(chǎn)生電路的基本方法
2、掌握影響輸出脈沖波形參數(shù)的定時元件數(shù)值的計算方法
3,、學(xué)習(xí)石英晶體穩(wěn)頻原理和使用石英晶體構(gòu)成振蕩器的方法
三,、 實驗設(shè)備與器件
1、+5V直流電源
2,、雙蹤示波器
3,、數(shù)字頻率計
4、74LS00（或CC4011） 晶振32768Hz 電位器,、電阻,、電容若干。
四,、實驗內(nèi)容
1,、 用與非門74LS00按圖12－1構(gòu)成多諧振蕩器，其中R為10KΩ電位器,，C為0.01µf,。
（1） 用示波器觀察輸出波形及電容C兩端的電壓波形，列表記錄之,。
（2） 調(diào)節(jié)電位器觀察輸出波形的變化,，測出上、下限頻率,。
（3） 用一只100µf電容器跨接在74LS00 14腳與7腳的最近處,，觀察輸
出波形的變化及電源上紋波信號的變化,，記錄之。
2,、 用74LS00按圖12－2接線,，取R＝1KΩ，C＝0.047µf,，用示波器觀察輸出波形,，記錄之。
3,、 用74LS00按圖12－3接線,，其中定時電阻RW用一個510Ω與一個1KΩ的電位器串聯(lián)，取R＝100Ω,，C＝0.1uf,。
（1） RW調(diào)到最大時，觀察并記錄A,、B、D,、E及v0各點電壓的波形,，測出
v0的周期T和負(fù)脈沖寬度（電容C的充電時間）并與理論計算值比較。
（2） 改變RW值,，觀察輸出信號v0波形的變化情況,。
4、按圖12－4（c）接線,，晶振選用電子表晶振32768Hz,，與非門選用CC4011，用示波器觀察輸出波形,，用頻率計測量輸出信號頻率,，記錄之。
五,、實驗預(yù)習(xí)要求
1,、 復(fù)習(xí)自激多諧振蕩器的工作原理
2、 畫出實驗用的詳細(xì)實驗線路圖
3,、 擬好記錄,、實驗數(shù)據(jù)表格等。
六,、實驗報告
1,、 畫出實驗電路，整理實驗數(shù)據(jù)與理論值進(jìn)行比較
2,、 用方格紙畫出實驗觀測到的工作波形圖,，對實驗結(jié)果進(jìn)行分析,。