【文章內(nèi)容簡介】 蕩頻率基本等于石英晶體的諧振頻率，改變 C7的大小對振蕩頻率有微調(diào)的作用。這里選用 R15為 ， R16為 51kΩ ， C6為 56pF， C7為 3～56pF，反相器利用了 CC4060中的反相器，如圖 111和 112所示。選用 CC4060 14位二 進(jìn)制計數(shù)器對 32． 768kHz進(jìn)行 14次二分頻，產(chǎn)生一個頻率為 2Hz的脈沖信號，然后用雙 D觸發(fā)器 CC4013進(jìn)行二分頻得到周期為 1s的脈沖信號。 (2)十五分頻和二分頻器 電路如圖 113所示，由 SN74161組成十五進(jìn)制計數(shù)器，進(jìn)行十五分頻，然后用 CC4013組成二分頻電路，產(chǎn)生一個周期為 30s的方波，即一個脈寬為 15s秒脈沖發(fā)生器 十五分頻器 二分頻電路 圖 110 基準(zhǔn)時間產(chǎn)生電路框圖 圖 111 石英晶體振蕩器 圖 112 秒脈沖發(fā)生器 C6 成都信息工程學(xué)院電子基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)系列教材 10 的脈沖信號。 (3)基準(zhǔn)時間產(chǎn)生部分的電路圖 如圖 114 所示。 計數(shù)、譯碼、顯示電路 該電路的功能是讀 出脈搏數(shù)，以十進(jìn)制數(shù)形式用數(shù)碼管顯示出來，如圖 115所示。 因?yàn)槿说拿}搏數(shù)最高是 150次／ min，所以采用 3位十進(jìn)制計數(shù)器即可。該電路用雙 BCD同步十進(jìn)制計數(shù)器 CC4518構(gòu)成 3位十進(jìn)制加法計數(shù)器，用 CC4511BCD七段譯碼器譯碼，用七段數(shù)碼管 LT547R完成七段顯示。 控制電路 控制電路的作用主要是控制脈搏信號經(jīng)放大、整形、倍頻后進(jìn)入計數(shù)器的時間，另外還應(yīng)具有為各部分電路清零等功能，如圖 116 所示。 圖 113 十五分頻和二分頻電路 圖 114 基準(zhǔn)時間產(chǎn)生電路圖 圖 115 計數(shù)、 譯碼、顯示電路 成都信息工程學(xué)院電子基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)系列教材 11 畫總電路圖 根據(jù)以上設(shè) 計好的單元電路和圖 11 所示的框圖，可畫出本題的總體電路，如圖 117所示。 圖 116 控 制電路 圖 117 脈搏計的總體電路圖 成都信息工程學(xué)院電子基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)系列教材 12 元器件的選擇 從某種意義上講，電子電路的設(shè)計就是選擇最合適的元器件，并把它們最好地組合起來。因此在設(shè)計過程中，經(jīng)常遇到選擇元器件的問題，不僅在設(shè)計單元電路和總體電路及計算參數(shù)時要考慮選哪些元器件合適，而且在提出方案、分析和比較方案的優(yōu)缺點(diǎn)時，有時也需要考慮用哪些元器件以及它們的性能價格比如何等。怎樣選擇元器件呢，必須搞清兩個問題。第一，根據(jù)具體問題和方案，需要哪些元器件，每個元器件應(yīng)具有哪些功能和性能 指標(biāo)；第二，有哪些元器件實(shí)驗(yàn)室有，哪些在市場上能買到，性能如何，價格如何？體積多大？電子元件種類繁多，新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，這就需要經(jīng)常關(guān)心元器件的信息和新動向，多查資料。 1．一般優(yōu)先選用集成電路 集成電路的應(yīng)用越來越廣泛，它不但減小了電子設(shè)備的體積、成本，提高了可靠性，安裝、調(diào)試比較簡單，而且大大簡化了設(shè)計，使數(shù)字電路的設(shè)計非常方便。現(xiàn)在各種模擬集成電路的應(yīng)用也使得放大器、穩(wěn)壓電源和其他一些模擬電路的設(shè)計比以前容易得多。例如： +5V直流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓電路，以前常用晶體管等分立元件構(gòu)成串聯(lián)式穩(wěn)壓電路，現(xiàn)在一般 都用集成三端穩(wěn)壓器 7805構(gòu)成。二者相比，顯然后者比前者簡單得多，而且很容易設(shè)計制作，成本低、體積小、重量輕、維修簡單。但是，不要以為采用集成電路一定比用分立元件好，有些功能相當(dāng)簡單的電路，只要一只二極管或三極管就能解決問題，若采用集成電路反而會使電路復(fù)雜，成本增加。例如 5～ 10MHz的正弦信號發(fā)生器，用一只高頻三極管構(gòu)成電容三點(diǎn)式 LC 振蕩器即可滿足要求。若采用集成運(yùn)放構(gòu)成同頻率的正弦波信號發(fā)生器，由于寬頻帶集成運(yùn)放價格高，成本必然高。因此在頻率高、電壓高，電流大或要求噪聲極低等特殊場合仍需采用分立元件，必 要時可畫出兩種電路進(jìn)行比較。 2．怎樣選擇集成電路 集成電路的品種很多，選用方法一般是“先粗后細(xì)”，即先根據(jù)總體方案考慮應(yīng)該選用什么功能的集成電路，然后考慮具體性能，最后根據(jù)價格等因素選用某種型號的集成電路。例如需要構(gòu)成一個三角波發(fā)生器，既可用函數(shù)發(fā)生器 8038，也可用集成運(yùn)放構(gòu)成。為此就必須了解 8038的具體性能和價格。若用集成運(yùn)放構(gòu)成三角波發(fā)生器，就應(yīng)了解集成運(yùn)放的主要指標(biāo)，選哪種型號符合三角波發(fā)生器的要求，貨源和價格等情況如何，綜合比較后再確定是選用 8038好，還是選用集成運(yùn)放構(gòu)成的三角波發(fā)生器好。 選用集成電路時，除以上所述外，還必須注意以下幾點(diǎn)： ①應(yīng)熟悉集成電路的品種和幾種典型產(chǎn)品的型號、性能、價格等，以便在設(shè)計時能提出較好的方案，較快地設(shè)計出單元電路和總電路。 ②選擇集成運(yùn)放，應(yīng)盡量選擇“全國集成電路標(biāo)準(zhǔn)化委員會提出的優(yōu)選集成電路系列”(集成運(yùn)放 )中的產(chǎn)品。 ③同一種功能的數(shù)字集成電路可能既有 CMOS產(chǎn)品，又有 TTL產(chǎn)品，而且 TTL器件中有中速、高速、甚高速、低功耗和肖特基低功耗等不同產(chǎn)品， CMOS 數(shù)字器件也有普通型和高速型兩種不同產(chǎn)品，選用時一般情況可參考表 11。對于某些具體情況，設(shè)計者 可根據(jù)它們的性能和特點(diǎn)靈活掌握。 成都信息工程學(xué)院電子基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)系列教材 13 對器件性能的要求 推薦選用的器件種類 工作頻率 其他要求 產(chǎn)品種類 不高 (例如 5MHz 以下 ) 使用方便、成本低、不易損壞 肖特基低功耗 TTL 高 (例如 30MHZ) 高速 TTL 較低 (例如 1MHz 以下 ) 功耗小或輸入電阻大，或抗干擾 普通 CMOS 較高 容限大，或高低電平一致性好 高速 CMOS 表 11 選用 TTL 和 CMOS 的規(guī)則 ④ CMOS器件可以與 TTL器件混合使用在同一電路中，為使二者的高、低電平兼容， CMOS器件應(yīng)盡量使用 +5V電源。但與用 +15V供電 的情況相比，某些性能有所下降，例如，抗干擾的容限減小，傳輸延遲時間增長等。因此，必要時 CMOS器件仍需 +15V電源供電，此時， CMOS器件與 TTL器件之間必須加電平轉(zhuǎn)換電路。 ⑤集成電路的常用封裝方式有三種：即扁平式、直立式和雙列直插式，為便于安裝、更換、調(diào)試和維修，一般情況下，應(yīng)盡可能選用雙列直插式集成電路。 3．阻容元件的選擇 電阻和電容是兩種常用的分立元件，它們的種類很多，性能各異。阻值相同、品種不同的兩種電阻或容量相同、品種不同的兩種電容用在同一電路中的同一位置，可能效果大不一樣；此外， 價格和體積也可能相差很大。設(shè)計者應(yīng)當(dāng)熟悉各種常用電阻和電容的種類、性能和特點(diǎn)，以便根據(jù)電路的要求進(jìn)行選擇。 計算參數(shù) 在電子電路的設(shè)計過程中，常常需要計算一些參數(shù)。例如，在設(shè)計積分電路時，不僅要求出電阻值和電容值，而且還要估算出集成運(yùn)放的開環(huán)電壓放大倍數(shù)、差模輸入電阻、轉(zhuǎn)換速率、輸入偏置電流、輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流及溫漂，才能根據(jù)計算結(jié)果選擇元器件。至于計算參數(shù)的具體方法，主要在于正確運(yùn)用在“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”和“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”中已經(jīng)學(xué)過的分析方法，搞清電路原理，靈活運(yùn)用計算公式。對于 一般情況，計算參數(shù)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ①各元器件的工作電壓、電流、頻率和功耗等應(yīng)在允許的范圍內(nèi)，并留有適當(dāng)裕量，以保證電路在規(guī)定的條件下，能正常工作，達(dá)到所要求的性能指標(biāo)。 ②對于環(huán)境溫度、交流電網(wǎng)電壓等工作條件，計算參數(shù)時應(yīng)按最不利的情況考慮。 ③涉及元器件的極限參數(shù) (例如整流橋的耐壓 )時，必須留有足夠的裕量，一般按 倍左右考慮。例如，如果實(shí)際電路中三極管 c、 e、兩端的電壓 UCE的最大值為 20V，挑選三極管時應(yīng)按 U(BR)CEO≥ 30V考慮。 ④電阻值盡可能選在 1MΩ范圍內(nèi)，最大一般不應(yīng)超過 10MΩ，其 數(shù)值應(yīng)在常用電阻標(biāo)稱值系列之內(nèi)，并根據(jù)具體情況正確選擇電阻的品種。 ⑤非電解電容盡可能在 100pF~ F 范圍內(nèi)選擇，其數(shù)值應(yīng)在常用電容器標(biāo)稱值系列之內(nèi)，并根據(jù)具體情況正確選擇電容的品種。 成都信息工程學(xué)院電子基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)系列教材 14 ⑥在保證電路性能的前提下，盡可能設(shè)法降低成本，減少器件品種，減小元器件的功耗和體積，為安裝調(diào)試創(chuàng)造有利條件。 ⑦應(yīng)把計算確定的各參數(shù)值標(biāo)在電路圖的恰當(dāng)位置。 電子電路安裝與調(diào)試 電子電路設(shè)計完畢以后，需要進(jìn)行電路安裝。電子電路的安裝技術(shù)與工藝在電子工程技術(shù)中占有十分重要的位置，不可輕視。安裝技術(shù)與工藝的優(yōu)劣 ，不僅影響外觀質(zhì)量，而且影響電子產(chǎn)品的性能，并且影響到調(diào)試與維修，因此，必須給予足夠的重視。 電子電路的安裝 備好按總體電路圖所需要的元器件等以后，如何把這些元器件按電路圖組裝起來，電路各部分應(yīng)放在什么位置，是用一塊電路板，還是用多塊電路板組裝，一塊板上電路元件又是如何布置等等，這都屬于電路安裝布局的問題。 電子電路安裝布局分電子裝置整體結(jié)構(gòu)布局和電路板上元器件安裝布局兩種。 一、整體結(jié)構(gòu)布局 這是一個空間布局的問題。應(yīng)從全局出發(fā)，決定電子裝置各部分的空間位置。例如，電源變壓器、電路板、執(zhí) 行機(jī)構(gòu)、指示與顯示部分、操作部分、以及其他部分等，在空間尺寸不受限制的場合，這些都比較好布局；而在空間尺寸受到限制且組成部分多而復(fù)雜的場合時，布局是十分艱難的，常常要對多個布局方案進(jìn)行比較，多次反復(fù)是常有的事。 整體結(jié)構(gòu)布局沒有一個固定的模式，只有一些應(yīng)遵循的原則： ’ 1．注意電子裝置的重心平衡與穩(wěn)定