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1、74HC00多谐振荡器电路图一、电路及工作原理电路见下图。74HC00为四一二输入端与非门。如果将二输入端与非门的一个输入端接高电平，或者将两个输入端短接，则其输出便与余下的一个输入端或两个短接的输入端反相，相当于一个反相器。在下图所示电路中，设IC1A的脚、IC1B的脚为高电平（K1按下，K2断开），则IC1A可看作脚输入脚输出、可看作IC1B脚输入脚输出的反相器，其传输特性如右图所示。由于R1的负反馈作用，如果脚电压较低，脚输出高电压，则通过R1把脚电平拉高；如果脚电压较高、脚输出低，则通过R1把脚电平拉低，结果折衷停在中心点C。输出100%反馈到输入，相当于把左下三角形部分按照虚线折到右
2、上角。虚线与传输特性的交点C就是反相器的工作点，约等于1/2VCC。C点位于传输特性的陡坡中心。本例中，74HC00输入变化1mV，输出变化高达1V。由于IC1脚和脚连按，其脚输出的信号与脚同相但幅度放大。图中C1起正反馈作用。只要脚电压有微小的波动，如提高0.1mV，则脚电压降低100mV，再经IC1B反相，脚输出电压升高大于1V，此电压变化通过C1送回脚，使脚电压继续升高，直至VCC+0.7V。这时，IC1内部的保护二极管导通，使输入电压不能高，反相器工作点停在右图的D点。D点位于传输特性的水平线上，输入变化几乎不影响输出。此时，IC1的脚为高电平，脚为低电平，脚为高电平。电阻R1接在、脚
3、之间。脚是输出端，内阻很低，脚是输入端，内阻极高。高低的电位差使得R1上的电流I的方向如左图所示，放电的起始电压为VCC+0.7V，放电的最终电压为0V。实际放电到C点（1/2VCC）附近，就停止了。放电从VCC+0.7V到1/2VCC约需1.1R1C1=1.1（2.2l0（6）（0.110（-6）0.25s。这时，脚变低，经过IC1A反相放大脚变高IC1B反相放大脚快速变低C1脚。正反馈作用持续到脚电压降至-0.7V。这时IC1内部的保护二极管导通，使输入电压不能低，反相器工作点停在E点。E点在传输特性的水平线上，输入变化几乎不影响输出。此时的状态是低、高、低。R1对C1充电。充电起始电压为
4、-0.7V，充电最终电压为VCC。充电从0.7V到1/2VCC约需1.1R1C1=0.25s，然后就停止充电，进入正反馈，转向工作点D。实际上，电路工作在D、E状态的时间长，经过C的时间很短，故输出是个方波，一个周期约0.5s。方波比正弦波谐波多，听起来比较悦耳。许多音乐片的输出信号就是由不同频率的等幅方波组成的。如果幅度能随音拍变化，就更好听了。同理，IC1C的（13）脚=高，IC1D、并接，也可以看作两个反相器，产生周期为0.5ms的方波振荡。也就是2kHz。因为蜂鸣器的谐振频率在2kHz左右时电一声转换效率最高，听起来最响。选择电容1000pF时电阻约为250k，下图中将500k电位器调
5、到中心位置附近可找音量最大点。R2也可用240k270k固定电阻试试。因为蜂鸣器的电阻约40，IC1的输出阻抗约1k，故IC1不能直接驱动蜂鸣器，所以要经过Q1进行电流放大。IC1C脚输出高电平3V，Q1基极导通时电压为0.7V，R3=1，Q1基极电流为（3-0.7）/1k=2.3mA，Q11放大倍数为50，集电极电流115mA。而40蜂鸣器只需70mA驱动，两端电压达2.8V。那么115-70=45mA的电流又到哪里去呢了？Q1放大倍数为50，是指Q1在线性放大区内Ic/IB，到了饱和区，IGIBF降，这时Q1的管压降很低。与非逻辑的控制作用：IC1A的脚平时通过R4接地，脚输出恒高，脚=脚
6、，脚输出恒低。（13）脚=脚=低，脚为低，蜂鸣器不响。整个电路耗电极小。K1按下后，（13）脚高电平，IC1D、IC1C产生2Hz的方波，控制IC1D（13）脚，（13）脚为高电平时，IC1D、IC1C产生2kHz方波通过R3、Q1驱动蜂鸣器；当（13）脚为低电平时，IC1D、IC1C停振，脚输出低电平，Q1关断。从而使蜂鸣器发出每秒2次的断续嘀一嘀声。IC1B脚平时通过R5接高，正常工作，K2按下后，脚为低，IC1A、IC1B停振。（13）脚=脚恒高，蜂鸣器发出持续的嘀声。二、通用电路板的装配在装配时不管元件有多少，在往电路板上插元件前要仔细规划一下，应尽量避免连线交错。如下图所示，IC1的
7、引脚排列时从缺口开始逆时针方向数，下方7只脚依次为脚脚，R1靠近脚脚，C1靠近脚，脚为地，脚靠近R4、K2、Q1的E极。上方7只脚为（8）（14）脚，R2靠近（13）（11）脚，C2、R3靠近脚，Q1的B极靠近R3，BP靠近Q1的C极。这样布局后，以IC1为中心，上下用裸铜线或电阻脚在通用电路板平面上放射状连出，连线基本上可以不交错。检查时，也同样以IC1为中心，一个脚一个脚查。三、调试元件全部安装完毕后，不忙加电试，先在电源+与试验板VCC之间串一只电流表，正常情况下，电流极小。如电流大于500A且不稳定，说明有输入端悬空、虚焊的情况。可以这样检查：人体接触改锥金属部分，用改锥头依次碰1C1
8、各脚，若电流变化明显，说明该脚接线有问题。如果电流正常，则将电流表置于100mA（200mA）挡，按下K1电流有变化而不响的，查R3、Q1、BP；按下K1电流很小而不响的，查IC1。1查BP，用镊子瞬间短路Q1的C、E极，电流有变化，蜂鸣器应有卡-吧声。如果没有，说明BP坏或线未连上。2查晶体管，在R3靠近IC1端用镊子瞬间接VCC或地，来回接，蜂鸣器有应卡-吧声。如果没有，说明晶体管坏、接反或线未连上（瞬间短路一般不会损坏IC）。3查IC1，按下K2，用数字万用表量电压，IC1的（8）（12）脚都应当不高不低。比如，在3V电池的情况，测量值约1.5V。如果恒低，（9）、（10）、（11）脚恒高，如果（13）脚为高，说明K2按下起作用，（12）脚为低说明R2负反馈不起作用。用红表笔短路（11）、（12）脚，黑笔接地，电压表显示不高不低，R2可能虚焊。如果（13）脚为低，说明K2按下不起作用，查脚、脚。脚高，说明开关K2坏或未接好。脚、脚均低，说明IC坏或焊点短路到地。K1按下时，脚电压读数不稳定，一会儿大一会儿小，说明2Hz振荡正常；如果恒高或恒低，也可以红表笔短路、脚来查故障。K1按下的检测方法以此类推。