電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)-低頻信號(hào)發(fā)生器-wenkub.com

　 　

【正文】 對(duì)我們而言，知識(shí)上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。某個(gè)人的離群都可能導(dǎo)致導(dǎo)致整項(xiàng)工作的失敗。 生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見證著收獲。 在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程中我們遇到了許多困難，剛開始我們對(duì)此還感覺沒有頭緒，但隨著在圖書館和網(wǎng)上進(jìn)行資料的查閱我們也漸漸的了解了這個(gè)設(shè)計(jì)的原理，在設(shè)計(jì)中我們也嘗試使用不同的元器件來實(shí)現(xiàn)他的功能，盡管比較困難。在畫局部電路圖中遇到很多問題，通過同學(xué)、老師的幫助才逐漸懂得如何應(yīng)用。 圖 21 MC1413 引腳和電路結(jié)構(gòu)圖 MC1403 MC1403 的輸出電壓 VO的溫度系數(shù)為零，即輸出電壓與溫度無關(guān)。 表 輸入 輸出 LE BI LT D C B A a b c d e f g 顯示 X X 0 X X X X 1 1 1 1 1 1 1 8 X 0 1 X X X X 0 0 0 0 0 0 0 暗 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 2 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 3 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 4 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 5 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 6 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 7 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 9 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 暗 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 暗 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 暗 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 暗 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 暗 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 暗 1 1 1 X X X X 取決于原來 LE=0 時(shí)的 BCD 碼 MC1413 MC1413 采用 NPN 達(dá)林頓復(fù)合晶體管的結(jié)構(gòu)，因此具有很高的電流增益和很高的輸入 28 阻抗，可直接接受 MOS 或 CMOS 集成電路的信號(hào)，并把電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成足夠大的電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)各種負(fù)載。它可與 NMOS 電路或 TTL 電路兼容工作。 BT =“ 1”時(shí)，譯碼器正常輸出，發(fā)光數(shù)碼管正常顯示。 （ 2） 七段譯碼電路：將來自四位閂鎖輸出的 BCD 代碼譯成七段顯示碼輸出， MC4511中的七段譯碼器有兩個(gè)控制端： ① LT （ LAMPTEST）燈測(cè)試端。 譯碼 驅(qū)動(dòng)器 CD4511 CD4511 是專用于將二 十進(jìn)制代碼（ BCD）轉(zhuǎn)換成七段顯示信號(hào)的專用標(biāo)準(zhǔn)譯碼器，它由四位閂鎖、七段譯碼電路和驅(qū)動(dòng)器三部分組成，如圖 5所示。 26 16～ 19 端：對(duì)應(yīng)為 DS4～ DS1，分別是多路調(diào)制選通脈沖信號(hào)個(gè)位、十位、百位和千位輸出端。 12 端： VEE，負(fù)電源端，是整個(gè)電路的電源最負(fù)端，主要作為模擬電路部分的負(fù)電源，該端典型約為 ，所有輸出驅(qū)動(dòng)電路的電流不流過該端，而是流向 VSS端。 7 和 8 端： CO1和 CO2，外接失調(diào)補(bǔ)償電容端，推薦該兩端外接失調(diào)補(bǔ)償電容 CO取。 3 端： VX，是被測(cè)電壓 輸入端。在自動(dòng)調(diào)零時(shí)，把緩沖器和積分器的失調(diào)電壓存放在一個(gè)失調(diào)補(bǔ)償電容 C0 上，而比較器的失調(diào)電壓用數(shù)字形式存放在內(nèi)部的寄存器中， A/D 轉(zhuǎn)換系統(tǒng)自動(dòng)扣除電容上和寄存器中的失調(diào)電壓，就可得到精確的轉(zhuǎn)換結(jié)果。 積分電阻電容的選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際條件而定，若時(shí)鐘頻率為 66 kHz ， C1 一般取,R1 的選取與量程有關(guān)，量程為 2V 時(shí)，取 R1 =470?k ；量程為 200mV 時(shí)，取 R1 =27?k 。若采用外時(shí)鐘頻率，則不要外接電阻，外部時(shí)鐘頻率信號(hào)從 CLKI（ 10 腳）端輸出，時(shí)鐘脈沖 CP信號(hào)可從 CLKO（ 11 腳）獲得；極性檢測(cè)，顯示輸入電壓 VX 的正負(fù)極性；過載指示（溢出），當(dāng)輸入電壓 VX 超出量程范圍時(shí)，輸出過量程范圍時(shí)，輸出過量程標(biāo)志 OR 。比較器的輸出用作內(nèi)部數(shù)字控制電路的一個(gè)判別信號(hào)。 圖 17 MC14433 電路總框圖 （ 1） 模擬部分：圖 3為 MC14413 內(nèi)部模擬電路的工作原理示意圖。 單元電路設(shè)計(jì)與分析 321 A/D 轉(zhuǎn)換器 —— MC14413 在數(shù)字儀表中， MC14413 電路是一個(gè)低功率 321 位雙積 分式 A/D 轉(zhuǎn)換器。 |VX |VR 則 OR 輸出低電平。 過量程是當(dāng)輸入電壓 VX 超過量程范圍時(shí)，輸出過量程標(biāo)志信號(hào) OR 。 Q2 表示被測(cè)電壓的極性， Q2 的電平為“ 1”，表示極性為正，即 VX ＞ 0， Q2 的電平為“ 0”，表示極性為負(fù)，即 VX ＜ 0。其中 DS1 對(duì)應(yīng)最高位（ MSD）， DS4 則對(duì)應(yīng)最低位（ LSD）。 工作過程如下： 21 321 數(shù)字電壓表通過位選信號(hào) DS1 ～ DS4 進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描顯示，由于 MC14433 電路的 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果是采用 BCD 碼多路調(diào)制方法輸出，只要配上一塊譯碼器，就可以將轉(zhuǎn)換結(jié)果以數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)四位數(shù)字的 LED 發(fā)光數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示。 （ 2） 基準(zhǔn)電源 （ MC1403） ：提供精密電壓，供 A/D 轉(zhuǎn)換器作參考電壓。本系統(tǒng)是 321 位數(shù)字電壓表， 321 位是指十進(jìn)制數(shù) 0000～ 1999，所謂 3 位是指?jìng)€(gè)位、十位、百位，其數(shù)字范圍均為 0～ 9。 并且我們對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)還不是很多，還會(huì)用到編程。 方案一： 采用單片機(jī) 89C51 作為系統(tǒng)的控制核心 ,以 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0809 作為主要部件，原理是模數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換芯片的基準(zhǔn)電壓端，北側(cè)電壓輸出端分別輸入基準(zhǔn)電壓和被測(cè)電壓。那么到此，整個(gè)控制電路部分實(shí)現(xiàn)的控制功能都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。 測(cè)試的結(jié)果如圖 16 所示其中 1 波形表示為清零信號(hào)， 2 波形表示鎖存信號(hào)， 3 波形表示閘門信號(hào)。 圖 14 控制電路工作波形示意圖 18 邏輯控制電路的調(diào)測(cè) 圖 15 邏輯控制電路調(diào)測(cè)連接圖 控制電路的連接圖如圖 15 所示，其中兩個(gè) 555 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的作用一個(gè)是產(chǎn)生清零信號(hào)，另一個(gè)是產(chǎn)生鎖存信號(hào)。如果不讓 74LS373 鎖存的話，那么計(jì)數(shù)器輸出的信號(hào)一直往數(shù)碼管里送。 PT 是高電平的時(shí)候計(jì) 17 數(shù)器 開始工作。 圖 13 控制電路 邏輯控制電路詳細(xì)的電路如圖 13 所示。 圖 12 待測(cè)信號(hào)放大整形前后的波形圖 16 二 、 控制電路的設(shè)計(jì)與調(diào)測(cè) 控制電路設(shè)計(jì) 通過分析我們知道 控制電路這部分是本實(shí)驗(yàn)的最為關(guān)鍵和難搞的模塊。當(dāng)輸入信號(hào)電壓幅度較大時(shí)，通過輸入衰減電路將電壓幅度降低。 圖 9 時(shí)基電路分頻后的波形 14 放大整形電路設(shè)計(jì) 如圖 10 所示，待測(cè)的波先被送入到放大電路的輸入端，輸入的信號(hào)可以是正弦波，三角波。同時(shí)輸出信號(hào)的頻率也要穩(wěn)定。第二部分為分頻電路 ,主要由 74LS160 組成，因?yàn)檎袷幤鳟a(chǎn)生的是 1000Hz 的脈沖 ,也就是其周期是 ,而時(shí)基信號(hào)要求周期為 1s。在計(jì)數(shù)的時(shí)候數(shù)碼管不顯示數(shù)字。被測(cè)信號(hào)經(jīng)整 形后變?yōu)槊}沖信號(hào)（矩形波或者方波），送入閘門電路，等待時(shí)基信號(hào)的到來。所以在通過整形之前通過放大衰減處理。 OPA604 是 FET 輸入高保真運(yùn)放 IC，性能十分優(yōu)越，低噪聲 10nv/Hz，低失真率，1KHZ 時(shí)，僅為 %，高轉(zhuǎn)換率 25v/us，功率帶寬為 20MHZ，電路中 OPA604的閉環(huán)電壓增益由外電路 所接電阻控制。 IIN(uA) 式中， IIN 為注入到 IIN 引腳端的電流（ 2～ 750uA）， CF 為接到 COSC 引腳端和地之間的電容值（ 20pF～ 100uF）。 切換發(fā)生在 之內(nèi)，但是輸出波形可能有一段 小的延續(xù) 的過渡狀態(tài)。 在兩個(gè)與 TTL／ CMOS信號(hào)輸入匹配的地址引腳 A1， A0 上輸入合適的代碼信號(hào)，能夠?qū)崿F(xiàn)輸出波形變換的控制，具體輸入代碼和輸出波形的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 2 所示。 MAX038 芯片附加少許外圍電路就能夠產(chǎn)生三角波、鋸齒波、正弦波、方波、矩脈沖波形。 的電源到引腳端 DADJ上來控制其從 10％變化到 90％。在引腳端 FADJ 上加 177。 5％ ） V。在 SYNC 輸出引腳端輸出一個(gè)由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生的、與 TTL 兼容的、占空比為 50％ 的波形（不管其他波形的占空比是多少），可作為系統(tǒng)中其他器件的同步信號(hào)。 MAX038 產(chǎn)生信號(hào)的頻率和占空比可以通過調(diào)整電流、電壓或電阻來分別控 制。采用 MAX038 函數(shù)產(chǎn)生芯片，通過設(shè)置管腳參數(shù)的