信號(hào)波形合成實(shí)驗(yàn)電路電子信息工程畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-26 01:10 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 單電源供電+~+11V（4）高回轉(zhuǎn)率550V/ns（5） （6）封裝形式：貼片SOT23 雙列直插式SO8OPA820的引腳圖如圖33所示：圖33 OPA820的引腳圖OPA820芯片增益穩(wěn)定，噪聲低，采用OPA820來(lái)完成方波振蕩電路，產(chǎn)生60KHz的方波，方波振蕩電路圖如圖34所示：圖34 方波振蕩電路圖在設(shè)計(jì)中，方波振蕩器由反相輸入的滯回比較器和RC電路組成。RC回路既作為延遲環(huán)節(jié)，又作為反饋網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)RC充、放電實(shí)現(xiàn)輸出狀態(tài)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。如圖2，輸出電壓，由雙向穩(wěn)壓管決定，振蕩周期，在設(shè)計(jì)中為取得輸出頻率為。由方程： （公式1）取電容C1=10nF，R1=1K,代入公式1，可取得R3與R4的比值關(guān)系，這里取R3=22K,R4=。本設(shè)計(jì)需要產(chǎn)生10KHz，30KHz的方波，所以必須用到分頻，上面的方波是60KHz，所以用六分頻和二分頻便可獲得10KHz和30KHz的方波。分頻電路需用到數(shù)字電子技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，寄存器是存放數(shù)碼、運(yùn)算結(jié)果或指令的電路，寄存器是由具有存儲(chǔ)功能的觸發(fā)器組合起來(lái)構(gòu)成的。一個(gè)觸發(fā)器可以存儲(chǔ)一位二進(jìn)制代碼，存放N位二進(jìn)制代碼的寄存器，需用n個(gè)觸發(fā)器來(lái)構(gòu)成。按功能可分為：基本寄存器和移位寄存器。移位寄存器不但可以存放數(shù)碼，而且在移位脈沖作用下，寄存器中的數(shù)碼可根據(jù)需要向左或向右移位。寄存器和移位寄存器是數(shù)字系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)中的基本邏輯部件。移位寄存器中的數(shù)據(jù)可以在移位脈沖作用下一次逐位右移或左移，數(shù)據(jù)既可以并行輸入、并行輸出，也可以串行輸入、串行輸出，還可以并行輸入、串行輸出，串行輸入、并行輸出，十分靈活，用途也很廣。移位寄存器又分為單向移位寄存器和雙向移位寄存器。如適當(dāng)加入一些控制電路和控制信號(hào)，就可將右移位寄存器和左移位寄存器結(jié)合在一起，構(gòu)成雙向移位寄存器。74LS、74HC兩系列移位寄存器的區(qū)別74LS屬于TTL類型的集成電路，而74HC屬于CMOS集成電路。74LS是TTL電路的一個(gè)系列，TTL電路以雙極型 晶體管為開關(guān)元件所以以稱雙極型（電子和空穴）集成電路。74HC是CMOS電路，CMOS電路是MOS電路中的主導(dǎo)產(chǎn)品。MOS電路以絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管為開關(guān)元件。所以又稱單極型集成電路。按其導(dǎo)電溝道的類型，MOS電路可分為PMOST、NMOS和CMOS電路。CMOS電路沿著4000A4000B/4500B（統(tǒng)一稱為4000B）74HC74HCT系列高速發(fā)展。HCT系列還同TTL電平兼容，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。LS、HC二者高電平低電平定義不同。帶負(fù)載特性不同。HC上拉下拉能力相同，LS上拉弱而下拉強(qiáng)。 輸入特性不同。HC輸入電阻很高，輸入開路時(shí)電平不定。LS輸入內(nèi)部有上拉，輸入開路時(shí)為高電平。LS系列與HC系列性能比較：（1）TTL工作電壓范圍為5V正負(fù)左右。CMOS為318V左右。（2）頻率特性：標(biāo)準(zhǔn)TTL電路在5MHZ以下，一般COMS在100KHZ以下。（3）速度*功耗積：（在100KHZ時(shí)，單位為PJ）標(biāo)準(zhǔn)TTL電路和為100。標(biāo)準(zhǔn)CMOS為11。（4）最小輸出的驅(qū)動(dòng)電流（單位mA，）標(biāo)準(zhǔn)輸出：標(biāo)準(zhǔn)TTL系列為16mA。標(biāo)準(zhǔn)COMS（4000系列為16mA，74系列為4mA）。（5）大電流輸出：標(biāo)準(zhǔn)TTL為48V。標(biāo)準(zhǔn)COMS（4000為16V，74系列為6V）（6）扇出能力：標(biāo)準(zhǔn)TTL為系列為40（大電流輸出為120）。標(biāo)準(zhǔn)COMS（4000系列為4，74系列為10，大電流輸出為4，15）。（7）最大輸入電流（單位MA，輸出低電平4V）：。COMS（，）。（8）輸入阻抗：COMS可達(dá)10M，TTL為5M。74LS194元件功能介紹當(dāng)清零端CLR為低電平時(shí)，輸出端QA～QD均為低電平；當(dāng)S1S0=00時(shí)，移位寄存器保持原來(lái)狀態(tài)；當(dāng)S1S0=01時(shí)，移位寄存器在CP脈沖的作用下進(jìn)行右移位，數(shù)據(jù)從SR端輸入；當(dāng)S1S0=10時(shí)，移位寄存器在CP脈沖的作用下進(jìn)行左移位，數(shù)據(jù)從SL端輸入；當(dāng)S1S0=11時(shí)，在CP脈沖的配合下，并行輸入端的數(shù)據(jù)存入寄存器中。74LS194除具有清零、保持、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)左移、右移功能外，還可實(shí)現(xiàn)數(shù)碼并行輸入或串行輸入、并行輸出或串行輸出的功能。74 LS194引腳介紹A～D為并行輸入端；QA～QD為并行輸出端；SR右移串引輸入端；SL左移串引輸入端；SS0操作模式控制端；CLR為直接無(wú)條件清零端；CLK為時(shí)鐘脈沖輸入端。74 LS194引腳圖如35所示圖35 74LS194引腳圖在分頻電路中，利用4位雙向移位寄存器74LS194做了六分頻和二分頻電路，分頻電路如圖36及圖37所示：圖36 六分頻電路 圖37 二分頻電路74LS194移位寄存器的控制輸入端S1和S0是用來(lái)進(jìn)行移位方向控制的，S0為高電平時(shí)，移位寄存器處于向左移位的工作狀態(tài)，二進(jìn)制數(shù)碼在CP脈沖的控制下由高到低逐位移入寄存器，因此可以實(shí)現(xiàn)串行輸入；在S1為低電平時(shí)，移位寄存器處于向右移位的工作狀態(tài)，二進(jìn)制數(shù)碼在CP脈沖的控制下逐位移出寄存器(低位在前，高位在后)。 在串行輸入、并行輸出的轉(zhuǎn)換中，若將四位二進(jìn)制數(shù)碼全部送入寄存器內(nèi)（四位寄存器）。由于每個(gè)CP脈沖移位寄存器只移一位，四位二進(jìn)制數(shù)碼需要四個(gè)CP脈沖。但若四位二進(jìn)制數(shù)碼還含有其它檢驗(yàn)碼(如奇偶校驗(yàn)碼)，則總數(shù)碼有幾位就需要幾個(gè)CP脈沖。濾波電路是一種能使有用頻率信號(hào)通過(guò)，同時(shí)抑制無(wú)用頻率成分的電路。濾波電路種類很多，由集成運(yùn)算放大器、電容和電阻可構(gòu)成有源濾波器。由于有源濾波器不用電感，體積小，重量輕，諧振頻率、增益和品質(zhì)因數(shù)容易控制等而獲得廣泛應(yīng)用。有源濾波電路有低通、高通、帶通和帶阻等型式。低通濾波電路指低頻信號(hào)能通過(guò)而高頻信號(hào)不能通過(guò)的電路，高通濾波電路則與低通濾波電路相反，帶通濾波電路是指某一頻段的信號(hào)能通過(guò)而該頻率以外的信號(hào)不能通過(guò)的電路，帶阻濾波電路與帶通濾波電路作用相反。美國(guó)TI公司生產(chǎn)的巴特沃斯四階開關(guān)電容低通濾波器TLC04作為濾波電路的主要組成部分，采用施密特觸發(fā)器振蕩器自定時(shí)的雙電源供電。TLC04的性能介紹TLC04是TI公司推出的通頻帶內(nèi)具有最大平坦度、截止邊帶單調(diào)下降的巴特沃斯四階開關(guān)電容濾波器。該濾波器的截止頻率可隨時(shí)鐘編程的改變而改變，截止頻率穩(wěn)定性依賴于時(shí)鐘的穩(wěn)定性，時(shí)鐘截止頻率比為50:1，該濾波器可外接TTL或CMOS時(shí)鐘，也可自產(chǎn)生時(shí)鐘。TLC04芯片功能圖如圖38所示：圖38 TLC04芯片功能圖芯片內(nèi)部由時(shí)鐘整形電路，時(shí)鐘電平移位電路，無(wú)重疊時(shí)鐘發(fā)生器及巴特沃斯四階開關(guān)電容濾波器組成。TLC04管腳介紹TLC04引腳圖如圖39所示：圖39 TLC04引腳圖腳1（CLKIN）：CMOS電平輸入端。當(dāng)用于自產(chǎn)生時(shí)鐘時(shí)，CLKIN與CLKR之間接電阻，CLKIN接電容到地，LS接VSS。腳2（CLKR）：TTL電平時(shí)鐘輸入端。TTL電平輸入時(shí)將LS接VDD與VSS的中間電位，CLKIIN接VDD或VSS。腳3（LS）：電平移位選擇端。當(dāng)采用CMOS電平時(shí)鐘或自產(chǎn)生時(shí)鐘，接VSS；當(dāng)采用TTL電平時(shí)鐘時(shí)，接VDD與VSS的中間電位。腳4（VSS）：負(fù)電源端。腳5（FILTER OUT）：濾波器輸出端。腳6（AGNI）：模擬地，接VDD的中間電位。腳7
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