數(shù)字電子技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(參考版)
2025-08-02 06:59本頁面
【正文】 在安裝調(diào)試過程中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象，產(chǎn)生故障的原因，以及故障排除的具體方法。4．調(diào)試報告內(nèi)容包括：每個單元電路調(diào)試的方法，測試的參數(shù)指標(biāo)內(nèi)容、測試方法，所用的儀器設(shè)備，測試結(jié)果等。3．總體電路圖：用PROTELL99繪圖。電阻、電容、電感類元件應(yīng)計(jì)算出具體值。中、大規(guī)模集成電路的符號，我們規(guī)定畫成一個方框，框內(nèi)應(yīng)標(biāo)明元件的型號或名稱，以及引出腳的符號和順序號。由此可見閘門電路的可由一個與非門來完成，將1S的標(biāo)準(zhǔn)脈沖與被測頻率脈沖信號送入與非門，則可得如圖6所示信號3。4．閘門電路 閘門電路的作用是控制計(jì)數(shù)器的輸入脈沖，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)時間信號（1s）來到時，閘門開通，被測信號的脈沖通過閘門進(jìn)入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。將其他波形變換成脈沖波的電路有多種，如施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、比較器等，其中施密特觸發(fā)器的應(yīng)用較多。所以在計(jì)數(shù)期間內(nèi)，計(jì)數(shù)器的輸出不會送到譯碼顯示器。從而將4個十進(jìn)制計(jì)數(shù)器即個位、十位、百位及千位的輸出值送到鎖存器的輸出端。選用8D鎖存器74LS273可以完成上述鎖存功能。因?yàn)橛?jì)數(shù)器在1s內(nèi)要計(jì)成千上萬個輸入脈沖，若不加鎖存器，顯示器上的數(shù)字將隨計(jì)數(shù)器的輸出而變化，不便于讀數(shù)。因此這兩個脈沖信號④和⑤可以由555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生，同學(xué)們自己設(shè)計(jì)單元電路。因此，1．邏輯控制電路 邏輯控制電路用于產(chǎn)生鎖存信號和清零信號。邏輯控制單元的作用有兩個：其一產(chǎn)生清零脈沖④，使計(jì)數(shù)器每次從零開始計(jì)數(shù)；其二，產(chǎn)生鎖存信號⑤，使顯示器上的數(shù)字穩(wěn)定不變。譯碼顯示器鎖存器計(jì)數(shù)器閘門電路脈沖形成電路邏輯控制時基電路 fs 圖5 數(shù)字頻率計(jì)結(jié)構(gòu)框圖二、設(shè)計(jì)指導(dǎo)：數(shù)字頻率計(jì)的工作過程是：被測信號fs經(jīng)脈沖形成電路整形，變成如圖6所示信號①所示的脈沖波形，其周期與被測信號的周期相同。因此，數(shù)字頻率計(jì)數(shù)字頻率計(jì)電路應(yīng)由時基電路、控制電路、閘門電路、計(jì)數(shù)鎖存電路、脈沖形成電路和譯碼顯示電路組成。若在一定時間間隔T內(nèi)測得這個周期信號的重復(fù)變化次數(shù)N，則其頻率可表示為f=N/T=N。 設(shè)計(jì)題目二 簡易數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)要求： 1．頻率計(jì)測量范圍為0~9999Hz； 2．采用4位數(shù)碼顯示頻率數(shù)； 3．可測量三角波、正弦波和矩形方波的頻率 一、數(shù)字頻率計(jì)的工作原理 數(shù)字頻率計(jì)是直接用十進(jìn)制數(shù)字來顯示被測信號頻率的一種測量裝置。原理如圖4所示。這時可利用分進(jìn)位信號，促發(fā)一由555定時器構(gòu)成的1S的延時電路，使其產(chǎn)生1S時間的高電平VC，將此信號與1kHz音頻信號VSS通過“與門”B門，將此信號送到音響電路，則實(shí)現(xiàn)了1聲延時1S的1kHZ的報時聲。設(shè)計(jì)者自己思考如何利用秒計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)作為報時控制電路的控制信號，通過控制電路產(chǎn)生脈沖信號VA。 圖3 整點(diǎn)報時要求：每當(dāng)秒計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到51秒時，每隔1S產(chǎn)生1聲報時的低聲，共響5聲，計(jì)數(shù)到整點(diǎn)時，產(chǎn)生1聲延時1S的1000HZ的報時聲。音響電路：用TTL功率門或集電極開路門（OC門）可以直接驅(qū)動小功率喇叭發(fā)聲，或者用一般集成電路后接由中功率三級管（3DG3AX310）組成的放大電路，再驅(qū)動小功率喇叭發(fā)聲。（4）整點(diǎn)報時控制電路音頻振蕩器：如圖3所示，報時的音頻信號Vs可以是正弦波或矩形波，一般為8001000HZ左右（柔和的音頻范圍），可以選用多種方案實(shí)現(xiàn)信號的產(chǎn)生。常用的顯示譯碼有74LS474LS2474LS2474LS2474LS4CD4511。一是驅(qū)動功率要足夠大，二是邏輯電平要匹配。（3）譯碼顯示電路譯碼器將計(jì)數(shù)器輸出的二十進(jìn)制碼譯成段碼，送顯示器顯示。從計(jì)數(shù)結(jié)果：00、00001112223可看出，時計(jì)數(shù)器的個位仍應(yīng)構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，但當(dāng)十位計(jì)到2，個位為4(或者5)時，即計(jì)到第二十四(或二十五)時，通過外加的置數(shù)反饋控制電路輸出一個信號（注意：該信號的電平應(yīng)視計(jì)數(shù)器的功能而定，有時需高電平，有時需低電平），將“時”計(jì)數(shù)器的十位計(jì)數(shù)器強(qiáng)制置為0000狀態(tài)，同時，將“時”的個位計(jì)數(shù)器強(qiáng)制置為0001狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)從24——01的二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)。六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器可以由兩塊十進(jìn)制計(jì)數(shù)器或雙十進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成，一塊組成十進(jìn)制，另一塊組成六進(jìn)制，組合起來就構(gòu)成六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器?！懊搿焙汀胺帧庇?jì)數(shù)器應(yīng)為六十進(jìn)制，而“時”計(jì)數(shù)器應(yīng)為二十四進(jìn)制。同時要求，此振蕩器還能產(chǎn)生的仿電臺報時用的1KHz的高頻信號和500Hz的低頻信號。振蕩電路一部分是由外接電子表石英晶體、電阻、電容與CD4060內(nèi)部的非門構(gòu)成的振蕩源，另外一部分是一定級數(shù)的分頻器。由于時鐘的時鐘脈沖要求穩(wěn)定度及頻率的精度非常準(zhǔn)確，所以通常選用晶振來構(gòu)成秒脈沖源。二、設(shè)計(jì)指導(dǎo)1． 主體電路（1）秒脈沖信號源 秒脈沖是數(shù)字鐘的核心。計(jì)時到整點(diǎn)時，通過報時控制電路進(jìn)行整點(diǎn)報時。秒計(jì)數(shù)器對秒脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)滿60后向分計(jì)數(shù)器進(jìn)位，分計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，當(dāng)分計(jì)數(shù)器計(jì)滿60后向小時計(jì)數(shù)器進(jìn)位，小時計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，當(dāng)小時計(jì)數(shù)器計(jì)満24時，秒、分計(jì)數(shù)器清零，小時計(jì)數(shù)器置1，這樣完成一個計(jì)數(shù)周期。 第四章 數(shù)字電路設(shè)計(jì)內(nèi)容及原理簡介設(shè)計(jì)題目一 整點(diǎn)報時數(shù)字時鐘設(shè)計(jì)要求：1．?dāng)?shù)碼顯示“時”“分”“秒”；2． 以24 小時為周期；3． 具有整點(diǎn)報時功能，從59分50秒開始報時，間隔1秒鐘報時一次，報時時間延續(xù)1秒鐘，共報時6次4． 前5次報時聲音用500Hz的低頻信號，最后一次的聲音用1KHz的高頻信號。（5）超期使用。有些數(shù)字系統(tǒng)有規(guī)定的使用條件和環(huán)境要求，如溫度、濕度、工作時間等。這類故障表現(xiàn)為時有時無，帶有一定的偶發(fā)性。 （3）接觸不良。在安裝中出現(xiàn)斷線、橋接（相近導(dǎo)線連在一起造成的短路）、漏線、插錯電子元器件（特別是集成電路的方向錯誤）、閑置輸入端處理不當(dāng)?shù)榷紩鸸收?。此外，大功率器件、電解電容、集成電路質(zhì)量一好也都會造成故障，為此，在使用前應(yīng)對所用元件進(jìn)行篩選和檢察。2．故障的原因（1）設(shè)計(jì)時忽視電子元器件的參數(shù)和工作條件。② 橋接故障 橋接故障是由兩根或多根信號線相互短路造成的。又如電路的某一點(diǎn)和電源短路，這時故障點(diǎn)的電平固定在1上。（2）邏輯故障 ① 固定電平故障 指某一點(diǎn)的邏輯電平為一固定電平值的故障。1．常見的故障（1）系統(tǒng)故障數(shù)字系統(tǒng)的故障是指一個或多個電子元器件的損壞、接觸不良、導(dǎo)線斷裂與短路、虛焊等原因造成功能錯誤的現(xiàn)象。因此，在實(shí)際運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障也不可避免的。檢查的依據(jù)：對于組合邏輯電路，以真值表為依據(jù)；對于時序邏輯電路，
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