电路综合实习报告.

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1、 电路综合实习报告姓 名：谢子荣学 号：20121003447班 级：075124小组成员：谢子荣、关亚军指导老师：郝国成，张晓峰，闻兆海，王国洪， 吴让仲，李杏梅，王巍 中国地质大学（武汉）机械与电子信息学院 通信工程目录 技能要求.2一、 函数发生器设计1、实习内容及要求.3 2、设计方案.33、调试过程与结果.74、测试数据记录.9二、多功能数字钟设计1、实习内容及要求.92、设计方案.103、调试过程与结果.15三、自动量程转换电压表1、实习内容及要求.162、设计方案.173、调试过程与结果.234、测试数据记录.25四、实习总结.25 【技能要求】1、 能使用EDA（电子设计自动化

2、）软件进行电路绘制，如应用Protel软件绘制详细电路原理图。 2、 会查阅相关参考文献3、 能够阅读英文器件数据手册，进行单元电路设计。 4、 在万用板上完成电路的焊接工作。学习和熟悉在万用板上进行电路焊接的方法和技术。5、 掌握某些常用芯片的功能及引脚图6、 具备元器件检测能力。7、 具有装配、调试和指标测量的能力。能使用电子仪器（如直流电源，万用表，信号发生器，示波器等）对电路进行测试，能根据要求调试出较好的性能。8、 掌握模拟电路、数字电路、单片机原理等课程的基本知识。9、 会进行C语言和汇编语言编程。10、 具备一定的分析、总结能力，写出一份较为完备的实习报告 一、 函数发生器设计1

3、、实习内容及要求：任务：一个电路同时产生正弦波、三角波、方波。 要求：1） 正弦波幅度不小于1V； 三角波不小于5V； 方波不小于14V； 2） 频率可调，范围分为三段：10HZ100HZ；100HZ1KHZ；1KHZ10KHZ。主要性要求能：1）输出信号的幅度准确稳定2）输出信号的频率准确较稳定2、设计方案1)功能模块方波三角波产生电路 方波-三角波电路上图所示为产生方波-三角波电路。工作原理如下：若a点短开，运算放大器A1与R1、R2及R3、RP1组成电压比较器，C1为加速电容，可加速比较器的翻转。 由图分析可知比较器有两个门限电压运放A2与R4、RP2、C2及R5组成反相积分器，其输入信

4、号为方波Uo1时，则输出积分器的电压为当Uo1=+VCC时当Uo1=-VEE时可见积分器输入方波时，输出是一个上升速率与下降速率相等的三角波，其波形如图所示。A点闭合，即比较器与积分器首尾相连，形成闭环电路，则自动产生方波-三角波。 方波-三角波的频率为： 由上分析可知：（1）电位器RP2在调整方波-三角波的输出频率时，不会影响输出波形的幅度。（2）方波的输出幅度应等于电源电压。三角波的输出幅度应不超过电源电压。电位器RP1可实现幅度上午微调，但会影响波形的频率。正弦波产生电路三角波正弦波的变换主要有差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高、抗干扰能力强等优点。特别是做直流放大器

5、时，可以有效的抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性的非线性。（1） 传输特性曲线越对称，线性区越窄越好；（2）三角波的幅度Um应正好使晶体管接近饱和区或截止区。图2.3.2.2b为三角波正弦波的变换的电路。其中RP1调节三极管的幅度，RP2调整电路的对称性，其并联电阻RE2用来减少差分放大器的线性区。电容C1、C2、C3为隔直电容，C4为滤波电容，以减少滤波分量，改善输出波形。比较器A1与积分器A2的元件参数计算如下：由于因此取R3=10k,则R3+RP1=30 k，取R3=20k, RP1为47 k的电位器。取平衡电阻R1=R2/（R3+

6、RP1）10 k。因为当1Hzf10Hz时，取C2=1F，则R4+RP2=（757.5）k，取5.1 k，RP2为100 k电位器。当 19Hzf100Hz，取C2=0.01F以实现频率波段的转换，R4、RP2的值不变。取平衡电阻R5=10 k。三角波正弦波变换电路的参数选择原则是：隔直电容C3、C4、C5要取得大，因为输出频率较低，取C3=C4=C5=470F，滤波电容C6一般为几十皮法至0.1F。RE2=100与RP4=100，相并联，以减少差分放大器的线性区。差分放大器的静态工作点可通过观测传输特性曲线，调整RP4及电阻R确定。2）总电路图（multisim仿真）3）引脚图 LM7414

7、）元件清单名称型号数量直流稳压电源1台双踪示波器1台万用表1只运算放大器LM7412片电位器50K2只100K1只1001只电阻20K1只10k5只8K1只6.8K2只5.1K1只2k2只1001只电容470uF3只10uF1只1uF1只0.1uF2只001uF1只三极管90134只万用板1块导线1.若干3、 调试过程与结果 方波三角波的调试由于比较器A1与积分器A2组成正反馈闭环电路，同时输出方波与三角波，这两个单元电路可以同时安装。需要注意的是，安装电位器RP1与RP2之前，要先将其调整到设计值，如设计举例题中，应先使RP1=10K，RP2取（2.570）内的任一阻值,否则电路可能会不起振

8、.只要电路接线正确,上电后,U01的输出为方波,U02的输出为三角波,微调RP1,使三角波的输出幅度满足设计指标要求,调节RP2,则输出频率在对应波段内连续可变. 正弦波调试装调三角波-正弦波变换电路，其中差分放大器可利用课题三设计完成的电路。电路的调试步骤如下：经电容C4输入差模信号电压uid=500mV，fi=100Hz的正弦波。调节RP4及电阻R*，使传输特性曲线对称。再逐渐增大uid，直到传输特曲线形状如图3-73所示，记下此时对应的uid，即uidm值。移去信号源，再将C4左端接地，测量差分放大器的静态工作点I0、Uc1、Uc2、Uc3、Uc4。将RP3与C4连接，调节RP3使三角波

9、的输出幅度经RP3后输出等于uidm值，这时U03的输出波形应接近正弦波，调整C6大小可以改善输出波形。如果U03的波形出现如图1所示的几种正弦波失真，则应调整和修改电路参数，产生失真的原因及采取的相应措施有： 钟形失真，如图1.2（a）所示，传输特性曲线的线性区太宽，应减小RE2。波圆顶或平顶失真，如图1.2（b）如示，传输特性曲线对称性差，工作点Q偏上或偏下，应调整电阻R*。图1.2 几种波形的失真非线性失真 如图1.2（c）所示，三角波的线性度较差引起的非线性失真，主要受运放性能的影响。可在输出端加滤波网络（如C6=0.1mF）改善输出4、 测试数据记录在各个波形都不失真的情况下，得到下

10、列测试结果： （Vcc+=11.9V Vcc-=-11.8V） 二、多功能数字钟设计1、实习内容及要求1） 学习要求掌握数字电路系统的设计方法、装调技术及数字钟的功能扩展电路的设计。2 ）基本功能 准确计时； 以数字形式显示时、分、秒； 小时的计时要求为“24进制”，分、秒计时要求为60进制； 能够校正时间。 3 ）扩展功能 定时（闹时）控制，时间可自行设定； 仿广播电台整点报时； 报整点时数；2、设计方案1） 数字钟组成系统框图2） 设计总体思路和原理如上图所示，数字钟电路系统由主体电路和扩展电路两大部分组成。其中主体电路完成数字钟的基本功能，扩展电路完成数字钟的扩展功能：报时和定时功能。该

11、数字钟系统的工作原理是：振荡器产生稳定的高频脉冲信号,作为数字钟的时间基准,然后经过分频器输出标准秒脉冲。秒计数器满60后向分计数器进位,分计数器满60后向小时计数器进位,小时计数器按照“24翻1”规律计数。计数器的输出分别经译码器送显示器显示。计时出现误差时,可以用校时电路校时、校分。各扩展电路必须在主体电路正常运行的情况下才能进行功能扩展。3）主体部分设计1、 振荡电路（脉冲产生电路）由555定时器产生1KHZ的矩形波经过3片74LS90分频后产生1HZ的方波脉冲，将该脉冲输入到秒个位的时钟脉冲输入端，即可使计数器工作。2、计数器脉冲信号经过6级计数器，分别得到“秒”个位、十位，“分”个位

12、、十位以及“时”个位、十位的计时。“秒”、“分”计数器为60进制，小时为24进制。（1）60进制计数器数字钟的“分”和“秒”计数器均为模60的计数器，它们的个位都是十进制计数器，而十位则是六进制计数器，其计数规律为00-01-58-59-00。可选用74LS90作为“分”和“秒”的个位计数器，74LS92作为“分”和“秒”的十位计数器，其中，十位计数器将74LS92连接成模6计数器。（2）24进制计数器数字钟的“时”计数器为模24的计数器，其计数规律为00-01-22-23-00，即当数字钟运行到23时59分59秒时，在下一个秒脉冲作用下，数字钟显示00时00分00秒。同理，M=24102,应选用2片74LS90，将其连接成模24计数器作为“时”计数器。 模60计数器 模24计数器 （3） 显示电路 计数脉冲经过CD4511译码后变成7段显示码，使数码管显示相应数字，电路如下图所示：3、芯片引脚图 CD4511BE 74LS90