課程設(shè)計總結(jié)報告-資料下載頁
2024-11-09 22:46本頁面
【正文】 必須有頻率檢波電路和 A/D轉(zhuǎn)換電路，不僅電路比較復(fù)雜，而且信號經(jīng)過兩次變換會產(chǎn)生較大誤差，因此測量結(jié)果不很準確，該電路調(diào)試也較困難，所以該方案不是最佳的。，只要將輸入信號放大整形成為脈沖信號，即可直接測量出信號的頻率。這里關(guān)鍵問題是產(chǎn)生精確的秒控制信號，以保證測量的精度。如果采用石英晶體振蕩器產(chǎn)生脈沖振蕩信號，然后通過分頻便可獲得穩(wěn)定、精確的時基信號。這一電路實現(xiàn)起來也不困難。可見，比較兩種方案可以得出結(jié)論，第二種方案比較合理、可行。四、分析單元電路并選擇器件 1．秒控制信號產(chǎn)生電路（1）秒信號發(fā)生器為了產(chǎn)生精確的秒信號，必須有信號發(fā)生器即振蕩器。從數(shù)字電路課中可知，振蕩器的頻率和穩(wěn)定度越高，形成的鈔信號就越準確。為了簡便可行，用電子表的石英晶體構(gòu)成15頻率為32768HZ（＝2）的振蕩器，然后經(jīng)過15次二分頻就可以得到秒信號。采用14位二進制串行分頻器CC4060，外接石英晶體JN即可直接實現(xiàn)振蕩與分頻功能。因其輸出是2Hz的信號，需再接一個二分頻器就可以得到秒信號。（2）秒控制信號產(chǎn)生電路有了秒信號還需要形成秒控制信號，以便控制門電路在一秒鐘的采樣時間內(nèi)，記錄輸入信號的頻率。為了使記錄的頻率數(shù)值有一個穩(wěn)定的顯示時間，同時每次記錄之前計數(shù)器必須清零，所以要求秒控制脈沖間隔一定時間出現(xiàn)一次。如果采樣時間為1秒，顯示穩(wěn)定的數(shù)字為5秒，則可用6只D觸發(fā)器組成環(huán)形振蕩器，其輸入觸發(fā)信號是秒信號，其并行輸出Q1～Q6為順序脈沖，其電路原理圖和波形圖如圖1．1．5（a）和（b）所示。圖中Q1為秒控制信號，其高電平用來打開控制門電路，其低電平用來控制計數(shù)器的清零端和譯碼器的鎖存端。環(huán)形振蕩器由雙4位寄存器CC4015來實現(xiàn)，其連線圖如圖1．1．6所示。2．放大整形電路這部分單元電路用于對輸入信號進行適當放大，以保證測量的精度和靈敏度。信號經(jīng)放大后再送入整形電路整形。為了使放大電路與邏輯電路相容，應(yīng)當選用單電源供電的運算放大器，這里選用F158，電源電壓選用5V。整形電路選用施密特觸發(fā)器CC4093。3．主校門電路主校門電路由一只與非門和一只反相器組成?？蛇x用2輸入與非門CC4011。4．計數(shù)、譯碼和顯示電路由于頻率計的測量范圍是1～9999HZ，因此采用四只二——十進制同步加法計數(shù)器，可選用兩塊雙 BCD同步加法計數(shù)器 CC4518。譯碼器選用CC4511可以直接驅(qū)動發(fā)光H極管數(shù)碼顯示器（即LED數(shù)碼管人由于4511輸出a＿g的信號為高電平有效，所以選用共陰極 LED數(shù)碼管，選取 MR213即可。另外 C C 4518清零端 Cγ和 C C 4511鎖存端LE均為高電平有效，因此用 Q的低電平控制清零和鎖存時，必須加一級反相器再接至每個計數(shù)器和譯碼器的Cγ和LE端。因為指標要求顯示1－9999Hz信號所以需用計數(shù)器、譯碼器和LED數(shù)碼管各四個。、譯碼和顯示電路。五、電路元器件參數(shù)的計算由于整體電路多采用集成電路連接而成，所以需要設(shè)計計算的器件參數(shù)不多，其中只有以下元件要求進行估算和選?。?1．振蕩器R1，C1和C T的選取由CC4060中的反相器與R1，C1和C T、構(gòu)成的晶體振蕩器，R1為反饋電阻，以保證反相器工作在線性放大區(qū)，該阻值不宜太小，一般選在幾兆歐到幾十兆歐。本電路選22MΩ的電阻。反饋電壓是由輸出電容C T和輸入電容C 1決定，以構(gòu)成電容式三點式振蕩電路。一般C 1選取20pF的電容，C T選用35／4pF的可調(diào)電容。2．放大電路的R2，R3和R4的選取放大電路的 R2和 R3決定電路的放大倍數(shù)，即 Af＝為了保證 U i＜100mV時，能使輸出電壓驅(qū)動后級施密特電路正常工作，由于CC4093觸發(fā)電平，要求輸出電壓Uo＞。可見，Af＝≥，如果選取比為10kΩ則R3應(yīng)選用220kΩ。R4是限流保護電阻，在放大器輸出最大電壓時不致?lián)p壞施密特內(nèi)部保護二極管，一般選取幾為200Ω。C 2為耦合電容，選47μFo3．譯碼、顯示電路Ra～Rg的選取 Ra～Rg是發(fā)光二極管的限流電阻。要求：Ra～Rg ≥其中UOH為譯碼輸出的高電平，U DF為發(fā)光二極管正向壓降，I DF為二極管正向電流。由器件參數(shù)手冊可以查到：在V DD=5V條件下，UOH=4．1v，發(fā)光二極管IDF=10mA，UDF≈2．5V，故Ra～g≥ Ω六、預(yù)設(shè)計總體電路圖根據(jù)各單元電路選取的集成電路和有關(guān)元器件選取情況，可以畫出預(yù)設(shè)計的總體電路圖。畫圖中一定要掌握所選集成電路的功能、各引腳排列情況以及各引出瑞連接方法。由于上面分析電路時給出的都是原理電路，許多控制端都沒有在圖中標出，畫總電路圖時，特別是畫連線圖一定要表示清楚，對于不用的引出端也要按集成電路的功能要求處理好。否則，在實驗中往往因此使電路出現(xiàn)故障。作為學(xué)習(xí)的一個練習(xí)，本題目的總體電路請讀者自行畫出
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