模擬與數(shù)字電路實(shí)驗(yàn).ppt

1,電子線路實(shí)驗(yàn)課件,電子線路實(shí)驗(yàn)室,2,實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備及常規(guī)儀器設(shè)備使用,分立元件及負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì),測(cè)量放大器,晶體管輸出特性曲線測(cè)試電路,模擬乘法器及調(diào)幅與檢波電路,LC三點(diǎn)式振蕩器,數(shù)字電路的FPGA應(yīng)用實(shí)驗(yàn),脈沖電路及其應(yīng)用,綜合實(shí)驗(yàn),鎖相環(huán)及頻率調(diào)制與解調(diào)電路,運(yùn)放基本應(yīng)用電路,3,實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備及常規(guī)儀器設(shè)備使用,實(shí)驗(yàn)室規(guī)則講解,本學(xué)期實(shí)驗(yàn)安排及教學(xué)要求,實(shí)驗(yàn)室教師聯(lián)系方式： 宋萬(wàn)年： 65643658 孔慶生： 65643231 王 勇： 65643658 ,4,水平系統(tǒng) 垂直系統(tǒng) 掃描系統(tǒng) 觸發(fā)系統(tǒng) 顯示系統(tǒng),1、普通示波器的組成：,示波器基礎(chǔ)知識(shí)及使用簡(jiǎn)介,5,2、示波器的刻度,水平刻度,垂直刻度,觸發(fā)電平,刻度格線,6,3、示波器的觸發(fā),觸發(fā)電路的作用就是保證每次時(shí)基在屏幕上掃描的時(shí)候，都從輸入信號(hào)上與定義的觸發(fā)點(diǎn)相同的點(diǎn)開(kāi)始，這樣每一次掃描的波形就同步的，從而顯示穩(wěn)定的波形，見(jiàn)圖b；沒(méi)有觸發(fā)電路在屏幕上看到的將會(huì)是具有隨機(jī)起點(diǎn)的很多波形雜亂重疊的圖象，見(jiàn)圖a 。 觸發(fā)是使用示波器最麻煩的一點(diǎn)，示波器提供了許多觸發(fā)方式，可根據(jù)測(cè)量問(wèn)題加以應(yīng)用。 作為數(shù)字示波器來(lái)說(shuō)，觸發(fā)實(shí)際上參與了確定波形的存儲(chǔ)起點(diǎn)。,不正常觸發(fā),正常觸發(fā),a,b,7,4、觸發(fā)釋抑（Hold off）,有些信號(hào)具有多個(gè)可能的觸發(fā)點(diǎn)，如右圖數(shù)字信號(hào)。 該信號(hào)雖然在較長(zhǎng)的時(shí)間周期內(nèi)是重復(fù)的，但是在短時(shí)間內(nèi)情況則不然，這樣一來(lái)，正常觸發(fā)掃描出的波形出現(xiàn)混迭。 為解決這個(gè)問(wèn)題，采用了觸發(fā)隔離功能，即在各次掃描之間加入延遲時(shí)基，使得掃描的每次觸發(fā)總是從相同的信號(hào)沿開(kāi)始。從而得到穩(wěn)定的波形顯示。 另一方面，觸發(fā)隔離的使用顯然在波形捕獲方面遭到了損失。,8,Tektronix TDS 210,SAVE/RECALL,MEASURE,ACQUIRE,AUTOSET,UTILITY,CURSOR,DISPLAY,HARDECOPY,RUN/STOP,POSITION,POSITION,POSITION,VERTICAL,HORIZONTAL,TRIGGER,MATH MENU,CURSOR 1,CURSOR 2,CH1 MENU,CH2 MENU,HORIZONTAL MENU,LEVEL,HOLDOFF,TRIGGER MENU,SET LEVEL TO 50%,FORCE TRIGGER,TRIGGER VIEW,VOLT/DIV,VOLT/DIV,SEC/DIV,5V,2mv,5V,2mv,5s,5ns,CH1,CH2,EXT TRIG,!,300V CAT 11,5、數(shù)字示波器TDS210使用簡(jiǎn)介,9,顯示區(qū)：顯示區(qū)除了進(jìn)行波形顯示外，還包括許多有關(guān)波形和儀器控制所設(shè)定值,Tek,T,Tri,Trigd,M Pos： -8.200uS,CH1,耦 合,直 流,帶寬限制,關(guān),60MHz,伏/格,粗調(diào),探頭,X1,反相,關(guān)閉,Ch1 500mV M5.00uS Ch1 -160mV,獲取方式，通過(guò)ACQUIRE設(shè)置,觸發(fā)狀態(tài)，觸發(fā)方式通過(guò)TRIGGER設(shè)置,觸發(fā)水平位置，可用HORIZONTAL POSITION設(shè)置，讀數(shù)顯示觸發(fā)水平位置與屏幕中心線的時(shí)間偏差,菜單區(qū)，通過(guò)CH1或其它按鈕控制,觸發(fā)電平通過(guò)TRIGGER LEVEL控制,觸發(fā)電平的數(shù)據(jù),觸發(fā)類型，圖示為上升沿通過(guò)TRIGGER MENU 控制,視窗時(shí)基設(shè)定值,水平標(biāo)尺系數(shù),垂直標(biāo)尺系數(shù),1,波形的接地基準(zhǔn)點(diǎn),10,POSITION,POSITION,VERTICAL,MATH MENU,CURSOR 1,CURSOR 2,CH1 MENU,CH2 MENU,VOLT/DIV,VOLT/DIV,5V,2mv,5V,垂直按鈕及波形輸入菜單：,耦 合,直 流,關(guān),粗調(diào),探頭,X1,反相,關(guān)閉,帶寬限制,伏/格,耦合方式：直流通過(guò)輸入信號(hào)的交流和直流成分；交流阻擋輸入信號(hào)的直流成分；接地則斷開(kāi)輸入信號(hào),帶寬限制：開(kāi)20MHz限制帶寬，以減少噪音；,伏/格：用于選擇垂直靈敏度。,探頭：根據(jù)探極衰減系數(shù)選取其中一個(gè)值，以保證垂直標(biāo)尺讀數(shù)準(zhǔn)確,反相：輸入信號(hào)要否反相,控制菜單的選擇按鍵,用于在垂直方向定位波形,打開(kāi)或關(guān)閉通道顯示并顯示通道輸入菜單,顯示波形數(shù)學(xué)操作菜單，如波形加、減、FFT等,選擇垂直方向標(biāo)尺系數(shù),操作,FFT,CH1,窗口,Haming,FFT縮放,X1,11,水平控制按鈕及觸發(fā)控制按鈕：,POSITION,VERTICAL,TRIGGER,HORIZONTAL MENU,LEVEL,HOLDOFF,TRIGGER MENU,SET LEVEL TO 50%,FORCE TRIGGER,TRIGGER VIEW,SEC/DIV,5s,5ns,調(diào)整所有通道的水平位置,水平菜單,主時(shí)基,視窗設(shè)定,觸發(fā)鈕,電平,釋抑 500ns,視窗擴(kuò)展,改變水平標(biāo)尺系數(shù),這個(gè)按鈕具有雙重作用，作為邊沿觸發(fā)電平控制按鈕，它設(shè)定觸發(fā)信號(hào)必須通過(guò)的振幅；作為釋抑（通過(guò)HORIZONTAL MENU 選擇觸發(fā)和釋抑）控制鈕，它設(shè)定接收下一個(gè)觸發(fā)事件之前的時(shí)間值。,觸發(fā)功能菜單,視頻,邊沿,上升,自動(dòng),斜率,耦合,交流,觸發(fā)方式,觸發(fā)電平設(shè)定在觸發(fā)信號(hào)幅值的垂直中點(diǎn),強(qiáng)行觸發(fā)，不管是否有足夠的觸發(fā)信號(hào)，都會(huì)自動(dòng)獲取,觸發(fā)源觀察，顯示觸發(fā)源波形,12,MEASURE,ACQUIRE,AUTOSET,UTILITY,CURSOR,DISPLAY,HARDECOPY,RUN/STOP,SAVE/RECALL,儲(chǔ)存/調(diào)出,獲?。河腥?、峰值檢測(cè)和平均值幾種獲取方式,測(cè)量：有5種測(cè)量并且同時(shí)顯示四種測(cè)量結(jié)果,輔助功能,自動(dòng)設(shè)置：自動(dòng)設(shè)定、調(diào)節(jié)各種控制值，以產(chǎn)生適宜觀察的輸入信號(hào)波形。有時(shí)需要輔助手工調(diào)整，特別在顯示各種調(diào)制波形時(shí)。,出現(xiàn)測(cè)量光標(biāo)和光標(biāo)功能菜單,選擇波形顯示方式和改變顯示對(duì)比度,啟動(dòng)打印操作,啟動(dòng)和停止波形獲取,實(shí)例：1、將通道1的探頭連接到信號(hào)源。2、按下自動(dòng)設(shè)置按鈕。3、手動(dòng)調(diào)整垂直、水平、觸發(fā)三類控制按鈕，使波形顯示達(dá)到最佳。4、進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量：按下MEASURE按鈕顯示測(cè)量菜單，按下頂部菜單選擇信源，按下CH1進(jìn)行測(cè)量，再按下頂部菜單選擇類型，按下第一個(gè)CH1菜單以選擇頻率，按下第二個(gè)CH1菜單選擇周期，按下第三個(gè)CH1菜單選擇峰峰值。也可以多次按下CH1菜單，進(jìn)行頻率、平均值等的測(cè)量。,13,實(shí)驗(yàn)板說(shuō)明：電源正極輸出端在最左邊的8孔插座輸出（由于該類插座插孔較面包板插孔粗，可以將導(dǎo)線彎成S型插入比較牢靠），電源接地端已經(jīng)與面包板最下一排插孔相連。其它插座的使用注意事項(xiàng)結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)再講解。,14,實(shí)驗(yàn)一：分立元件及負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì),一、實(shí)驗(yàn)原理：本實(shí)驗(yàn)的原理在本單元實(shí)驗(yàn)講義開(kāi)始的原理部分作了詳細(xì)闡述，請(qǐng)自行參閱有關(guān)部分。實(shí)驗(yàn)前要求預(yù)習(xí)有關(guān)放大電路的基本概念和主要元器件參數(shù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及電路性能指標(biāo)的測(cè)試方法，預(yù)習(xí)時(shí)三極管放大倍數(shù)暫時(shí)定為60。 IC不要超過(guò)30mA，功率不要超過(guò)400mW，VCEO =30V。 二、基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1、放大器的設(shè)計(jì) 放大器指標(biāo)為：電壓增益KV=40，輸入阻抗Ri 3k，輸出阻抗Ro100，不失真輸出動(dòng)態(tài)范圍Vopp 4V，低半功率點(diǎn)頻率fL 100Hz。 已知：負(fù)載阻抗RL=1k；直流偏置電源電壓Ec=12V；晶體管參數(shù)60 。,15,*設(shè)計(jì)提示： （1） 根據(jù)給定的放大器指標(biāo)，輸出電阻比較小，所以輸出級(jí)應(yīng)采用射極跟隨器或引入電壓負(fù)反饋，而射極跟隨器無(wú)電壓增益，故采用兩級(jí)放大電路的設(shè)計(jì)，輸入級(jí)采用電壓增益較大的共發(fā)射極放大電路，由于射極跟隨器輸入電阻比較大，避免了負(fù)載效應(yīng)，從而放大倍數(shù)比單級(jí)共發(fā)射極放大電路要大的多。由于要求輸入電阻比較大，應(yīng)在輸入端應(yīng)引入串聯(lián)反饋，由于要求的增益并不大，兩級(jí)放大電路可以滿足增益要求，故電路初步設(shè)計(jì)方案如下頁(yè)電路圖所示。 （2）低半功率點(diǎn)頻率fL 100Hz設(shè)計(jì)主要考慮電路中電容的取值，由于Ce兩端的交流等效電阻最小，對(duì)應(yīng)的時(shí)間常數(shù)最小，故fL主要取決于Ce的取值。 （3）Q1、Q2級(jí)電路都采用分壓偏置方式，二級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)電流ICQ1、ICQ2及靜態(tài)工作點(diǎn)電壓VCEQ1、VCEQ2具有較好的穩(wěn)定性。,16,17,（4）偏置電阻設(shè)計(jì)要考慮靜態(tài)工作點(diǎn)接近放大區(qū)的中部（交流負(fù)載線的中部），同時(shí)要兼顧交流指標(biāo)。工程上一般取VEQ1 =0.2VCC 或 VEQ1 =（13V），Rb11、Rb12取值應(yīng)考慮放大器的穩(wěn)定性和輸入電阻的要求。 （5）設(shè)計(jì)可以從輸出級(jí)開(kāi)始，首先靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)該在交流負(fù)載線的中點(diǎn)，因此根據(jù)輸出電壓擺幅要求可初步確定輸出級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)，由于實(shí)驗(yàn)要求給出的電壓擺幅并不是最大擺幅，考慮到飽和壓降和負(fù)載影響，電壓擺幅應(yīng)留有一定的余量，在電源電壓12V的情況下，電壓擺幅取6V左右，由此初步確定靜態(tài)工作點(diǎn)VceQ2為3-5V左右，而RL=1K，則：IOPP=4-8mA； 而 IOPP=EC/RLIOPP ； ICQ2= 0.5IOPP ICQ2的值應(yīng)根據(jù)上述推斷和三極管極限參數(shù)(9011：IC不要超過(guò)30mA，功率不要超過(guò)400mW，VCEO =30V）綜合而定。,18,（6）交流電壓放大倍數(shù)主要與 RC1 、后級(jí)的輸入阻抗以及負(fù)反饋電阻Re11 有關(guān)，需要注意的是由于RC1 本身也是直流負(fù)載電阻，增大RC1可以提高增益但容易使三極管進(jìn)入飽和區(qū)，另一方面增大RC1 也會(huì)使輸出電阻增大，因此RC1的取值應(yīng)首先考慮滿足增益要求，同時(shí)兼顧靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓擺幅和輸出電阻的要求。 （7）由于輸出級(jí)是射級(jí)跟隨器，因此輸入級(jí)的設(shè)計(jì)仍然要考慮電壓擺幅的要求，其靜態(tài)工作點(diǎn)仍應(yīng)該在其交流負(fù)載線的中點(diǎn)，由此初步確定輸入級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)VceQ1為3-5V左右可以根據(jù)（6）初步確定RC1的大小，由此確定三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)，并計(jì)算增益、輸出電阻等指標(biāo)是否符合要求。 （8） Q1的Re11為交流負(fù)反饋電阻，能夠提高輸入電阻，改善非線性失真，展寬通頻帶，太小負(fù)反饋?zhàn)饔貌幻黠@，太大放大器增益下降明顯。,19,2、放大器的PSPICE仿真 軟件模擬仿真設(shè)計(jì)放大電路，進(jìn)行瞬態(tài)分析，根據(jù)靜態(tài)工作電和輸出波形失真情況，修改電阻、電容的設(shè)計(jì)數(shù)值（注意電阻電容數(shù)值應(yīng)取系列值），調(diào)試電路工作正常并以滿足放大器設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求。進(jìn)行交流分析測(cè)量帶寬和增益、交流輸入電阻、輸出電阻。 3、放大器的實(shí)際電路安裝制作 (1)用晶體管特性測(cè)試儀測(cè)量所用晶體管的參數(shù)，記錄晶體管的實(shí)際值。根據(jù)測(cè)量值修改軟件模擬仿真時(shí)三極管放大倍數(shù)，重新調(diào)試電路工作正常并以滿足放大器設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求。 (2)按軟件模擬仿真設(shè)計(jì)放大電路安裝一個(gè)放大器。要求元件排列合理、布線整齊、電接觸可靠。注意電源極性。,20,4、放大器參數(shù)測(cè)試 (1)用逐級(jí)調(diào)試的方法排除故障，用示波器測(cè)量放大器的直流工作點(diǎn)，并與設(shè)計(jì)值、仿真值比較。調(diào)試電路的電阻、電容值，使放大器電路正常工作。 (2)測(cè)量不失真輸出信號(hào)峰峰值Vopp，及對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)峰峰值Vipp，并與設(shè)計(jì)值、仿真值比較。 (3)測(cè)量帶寬和增益、交流輸入電阻、輸出電阻，并與設(shè)計(jì)值、仿真值比較。 5、寄生反饋及消除： 在一般多級(jí)放大器中，總會(huì)產(chǎn)生各種類型的寄生反饋。寄生反饋的類型和消除辦法在講義中有詳細(xì)的講解，這里主要強(qiáng)調(diào)電源退耦的重要性。退耦元件的數(shù)量力求減少，接入位置要選擇得當(dāng)。例如，對(duì)于如下圖所示電路，一般只要接入C1即可。如果C1仍不能消除寄生振蕩，再考慮接入R2、C3。,21,22,C的接入位置應(yīng)根據(jù)線路板的具體結(jié)構(gòu)正確選擇。例如，若放大器的電源Ec和放大器接線相距較遠(yuǎn)，兩者之間是通過(guò)較長(zhǎng)的導(dǎo)線連接的，對(duì)高頻信號(hào)而言，這根導(dǎo)線就等效于一個(gè)電感，如圖1-10所示。此時(shí)，C1就應(yīng)接在靠近放大器的一側(cè)(圖中實(shí)線)，而不應(yīng)接在靠近Ec一側(cè)(圖中虛線)。因?yàn)閷?duì)高頻信號(hào)而言，連接導(dǎo)線的感抗ZL=jL已相當(dāng)可觀，輸出電流Io又會(huì)在ZL上建立新的反饋電壓VfL，等效于加大了電源的內(nèi)阻。,23,三、提高實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 放大器指標(biāo)為：電壓增益KV=50，輸入阻抗Ri 3k，輸出阻抗Ro100，不失真輸出動(dòng)態(tài)范圍Vopp 6V，低半功率點(diǎn)頻率fL 100Hz。 已知：負(fù)載阻抗RL=1k；直流偏置電源電壓Ec=12V；晶體管參數(shù)60， 根據(jù)放大器指標(biāo)的要求，設(shè)計(jì)方案，確定電路中所有電阻、電容的設(shè)計(jì)數(shù)值，并進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)量驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。,24,實(shí)驗(yàn)二：運(yùn)算放大器基本應(yīng)用電路,一、實(shí)驗(yàn)原理：本實(shí)驗(yàn)的原理在本單元實(shí)驗(yàn)講義開(kāi)始的原理部分作了詳細(xì)闡述，請(qǐng)自行參閱有關(guān)部分。實(shí)驗(yàn)前要求預(yù)習(xí)有關(guān)運(yùn)算放大器基本使用及調(diào)試方法、運(yùn)放應(yīng)用電路及電路性能指標(biāo)的測(cè)試方法。 二、基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1、同相和反相比例運(yùn)算電路設(shè)計(jì)與測(cè)試： 放大器電壓增益KV=10，要求測(cè)量不失真輸出動(dòng)態(tài)范圍Vopp 和放大器的幅頻特性。 直流電源電壓VCC=+8V， VSS=-8V 。 2、運(yùn)放積分電路和微分電路設(shè)計(jì)與測(cè)試： 運(yùn)放積分電路：輸入矩形波Vopp =5V，調(diào)節(jié)積分電路時(shí)間常 數(shù)，記錄不同時(shí)間常數(shù)對(duì)輸出三角波的影響。 運(yùn)放微分電路：輸入三角波Vopp =5V，調(diào)節(jié)微分電路時(shí)間常 數(shù)，記錄不同時(shí)間常數(shù)對(duì)輸出矩形波的影響。,25,三、設(shè)計(jì)及調(diào)試注意事項(xiàng)； 1、注意運(yùn)放電源不能反接：對(duì)應(yīng)左邊電路接線圖如右所示：,3、輸入500Hz的正弦波，設(shè)計(jì)遲滯比較器上、下門(mén)限為+0.7V、- 0.7V，輸出矩形波。如果上下門(mén)限為0V、 - 0.7V，電路又當(dāng)如何改變？,26,2、積分電路電容兩端并接電阻可以減小輸出端的直流漂移， 微分電路在輸入端串接電阻可抑制高頻干擾和自激。 3、考慮運(yùn)放的負(fù)載能力和功耗（最大500mW），運(yùn)放的負(fù)載電 阻不可過(guò)小。,27,一、實(shí)驗(yàn)原理：本實(shí)驗(yàn)的原理在本單元實(shí)驗(yàn)講義開(kāi)始的原理部分作了詳細(xì)闡述，請(qǐng)自行參閱有關(guān)部分。實(shí)驗(yàn)前要求預(yù)習(xí)有關(guān)測(cè)量放大器和有源濾波器設(shè)計(jì)的基本概念和和主要元器件參數(shù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及電路性能指標(biāo)的測(cè)試方法。 二、基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、當(dāng)輸入信號(hào)的峰-峰值Vspp=1mV時(shí)，輸出信號(hào)的 峰-峰值 Vopp=1V。 2、輸入阻抗Ri1M 3、頻率特性：f（-3dB）=2Hz-2kHz 4、共模抑制比 CMRR70dB,實(shí)驗(yàn)三、測(cè)量放大器,28,29,三、設(shè)計(jì)及調(diào)試注意事項(xiàng)； 1、設(shè)計(jì)時(shí)考慮電路的實(shí)際性能，從減少噪聲和提高共模抑制比的角度，一般第一級(jí)增益要大一些?？紤]運(yùn)放的負(fù)載能力，運(yùn)放負(fù)載電阻的選取不能太小。R的選取和輸入阻抗的要求及運(yùn)放的偏置電流有關(guān)。調(diào)試時(shí)可分級(jí)調(diào)試。 2、實(shí)驗(yàn)中的輸入信號(hào)Vs應(yīng)是浮空的交流信號(hào)，而我們用來(lái)調(diào)試的信號(hào)源一端接地，由于信號(hào)源內(nèi)阻趨于零，又往往有直流電平輸出，故輸入端的接法可如圖2-7所示（下頁(yè)圖）。圖中C1是隔直電容，對(duì)低頻特性有影響，故不能取得太小，C2使另一端交流接地，又不影響直流平衡。 3、 在測(cè)量濾波器的幅頻特性時(shí)，可以用示波器測(cè)量放大器的幅頻特性的方法測(cè)量，用示波器直接觀察截止頻率處的波形衰減情況，也可以利用相位法來(lái)測(cè)量，如圖2-8所示，在fL處Vo和Vi相差900，此時(shí)測(cè)得的是一正橢圓。,30,31,4、濾波器的設(shè)計(jì)：任何高階濾波器都可由一階和二階濾波器串聯(lián)而成，設(shè)計(jì)大致分為以下幾步 （1）、根據(jù)衰減要求確定濾波器的階數(shù)n。 （2）、選擇具體的電路形式。 （3）、根據(jù)電路的傳遞函數(shù)和查表2-1（見(jiàn)講義）后得到的濾波器的傳遞函數(shù)，建立起系數(shù)的恒等方程組。先定電容的序列值，再解方程組得到電路中其它元件的具體數(shù)值。 四、提高實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 設(shè)計(jì)一個(gè)二階帶阻濾波器，要求f0=50Hz，Q=5。,32,實(shí)驗(yàn)四、晶體管輸出特性曲線測(cè)試電路,一、實(shí)驗(yàn)原理：本實(shí)驗(yàn)的原理在本實(shí)驗(yàn)講義開(kāi)始的原理部分作了詳細(xì)闡述，請(qǐng)自行參閱有關(guān)部分。實(shí)驗(yàn)前要求預(yù)習(xí)有關(guān)矩形波、鋸齒波、階梯波電路設(shè)計(jì)的基本概念和主要元器件參數(shù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及電路性能指標(biāo)的測(cè)試方法。 二、基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 實(shí)驗(yàn)電路見(jiàn)下頁(yè)。 1、矩形波的f500Hz，占空比為5%。 2、階梯波的級(jí)數(shù)能從4-10變化，V為1V。 3、鋸齒波（0-10V）、階梯波從零值附近開(kāi)始。 4、各級(jí)輸出波形符合要求后接入被測(cè)三極管，觀察輸出特 性曲線。,33,34,三、設(shè)計(jì)提示： 1、R1、R2、R3、R4取值決定矩形波的振蕩周期，公式 為： T=（R1+R2）C1ln（1+2R3/R4） 而R1、R2的取值決定矩形波的占空比。 2、R5、C2構(gòu)成微分電路，其取值與尖脈沖的高度和寬度有 關(guān)也會(huì)影響后面階梯波的形狀，R6、C3取值與階梯波臺(tái)階 大小有關(guān)。 3、D3、D7主要考慮鋸齒波、階梯波從零值附近開(kāi)始而設(shè)置 的補(bǔ)償電壓，R11、R12是二極管限流電阻。 4、R9、R10的取值決定鋸齒波上升和下降的快慢。 5、R14的取值應(yīng)使被測(cè)三極管工作在放大區(qū)。,35,6、各電阻、電容的值的確定可以先定電容的序列值，再依據(jù) 相關(guān)公式計(jì)算電阻的值。 7、注意示波器的接地端接機(jī)殼，直流電源的公共端不與示 波器的接地端相連，避免被測(cè)三極管C、E短路。 四、提高實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1、改進(jìn)電路，使示波器顯示的輸出特性曲線無(wú)回掃線。 2、自行設(shè)計(jì)電路實(shí)現(xiàn)輸出特性曲線顯示更符合平時(shí)的習(xí)慣， 即X軸應(yīng)顯示Vce而不是-Vce。,36,實(shí)驗(yàn)五、模擬乘法器及調(diào)幅與檢波電路,一、實(shí)驗(yàn)原理： 本實(shí)驗(yàn)的原理在本實(shí)驗(yàn)講義開(kāi)始的原理部分作了詳細(xì)闡述，請(qǐng)自行參閱有關(guān)部分。實(shí)驗(yàn)前要求預(yù)習(xí)有關(guān)模擬乘法器、調(diào)幅與檢波以及正弦波發(fā)生器的基本概念和主要元器件參數(shù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及電路性能指標(biāo)的測(cè)試方法，分析下頁(yè)圖中模擬乘法器外接器件的作用及取值大小的出發(fā)點(diǎn)。 二、基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 實(shí)驗(yàn)電路見(jiàn)下頁(yè)。 1、利用運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)一正弦波發(fā)生器，振蕩頻率為 1KHz，參考電路如下頁(yè)圖。,37,2、調(diào)制電路測(cè)試：,38,39,（1）、按上圖接好調(diào)制部分電路（不插入集成塊），首先檢查各端點(diǎn)的直流電平，使電路正常無(wú)誤后插入集成塊，再檢查各點(diǎn)直流電平，并使電路工作正常。 （2）、在X1端加入載波信號(hào)（Vpp=100mV，fc=1MHz），先使Y1端的Vs信號(hào)幅度（fs=1kHz）為零，調(diào)節(jié)調(diào)幅級(jí)電位器，使輸出載波為零，然后逐漸增加Vs信號(hào)幅度，觀察輸出端雙邊帶抑制載波的調(diào)幅信號(hào)，并測(cè)出上述條件下，最大不失真的Vo1pp值及此時(shí)的Vs幅度值。 （3）、輸入載波信號(hào)（Vpp=100mV，fc=1MHz），調(diào)節(jié)調(diào)幅級(jí)電位器，使Vo1輸出中有載波，然后輸入fs=1kHz的調(diào)制信號(hào)，觀察輸出端的AM信號(hào)，并注意它與抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號(hào)的區(qū)別。調(diào)節(jié)Vs的大小與電位器的位置，使輸出端AM信號(hào)的Vo1pp值為1V，調(diào)制度為100%，測(cè)出此時(shí)的Vs幅度值。,40,3、檢波電路測(cè)試 ： （1）、按圖3-10接好檢波部分電路，檢查電路無(wú)誤，直流電平正常后，插入集成塊，檢查集成塊各引出腳直流電平，使電路工作正常。 （2）、在檢波器的X2輸入端輸入載波信號(hào)（Vpp=100mV，fc=1MHz），Y2端輸入信號(hào)為零，調(diào)節(jié)檢波級(jí)電位器，使輸出載波為零，既電路平衡。 （3）、在檢波器的Y2輸入端輸入fc=1MHz、fs=1kHz、Vpp=200mV、調(diào)制度為100%的AM信號(hào)，在X2輸入端輸入載波信號(hào)（Vpp=100mV，fc=1MHz），觀察輸出端解調(diào)出來(lái)的調(diào)制信號(hào)，調(diào)節(jié)W2電位器，使輸出Vos的幅度最大，失真最小，并測(cè)出此時(shí)的Vos值。 （4）、將Y2輸入端改為雙邊帶載波抑制的調(diào)幅信號(hào)，其余條件同上，重復(fù)上述內(nèi)容，并測(cè)出最大不失真Vos值。,41,三、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)： 1、正弦波振蕩器可采用文氏電橋振蕩器，需要加二極管穩(wěn)幅電路。 2、觀察是否有載漏，應(yīng)將水平掃描檔設(shè)置在每格1.0uS左右。 3、模擬乘法器工作不正常，應(yīng)用示波器直流檔觀察各管腳 靜態(tài)工作點(diǎn)，各管腳靜態(tài)工作點(diǎn)參考值如下(僅做參考， 由于器件參數(shù)不一致，在參考值上下允許小的波動(dòng)）： （1）-0.4v (2) -1.12v (3) -1.12v (4) -0.4v (5) -7v (6) 8.8v (8) 6 v (10) 6v (12) 8.8v (14) -8v 4、觀察包絡(luò)時(shí)，可將水平掃描設(shè)為每格250uS左右。,42,實(shí)驗(yàn)六、LC三點(diǎn)式振蕩器,一、實(shí)驗(yàn)原理： 本實(shí)驗(yàn)的原理在本實(shí)驗(yàn)講義開(kāi)始的原理部分作了詳細(xì)闡述，請(qǐng)自行參閱有關(guān)部分。實(shí)驗(yàn)前要求預(yù)習(xí)有關(guān)LC三點(diǎn)式振蕩器工作原理、Clapp、Seiler振蕩電路起振條件和影響頻率穩(wěn)定度的因素等基本概念。分析各元件的作用及取值大小的出發(fā)點(diǎn)。 二、基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1、Clapp振蕩器 實(shí)驗(yàn)電路見(jiàn)下頁(yè)。,43,44,1、調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn) 用示波器觀察VO電壓波形，調(diào)整電位器Rb1，使電路產(chǎn)生振蕩 測(cè)量停振時(shí)的靜態(tài)工作點(diǎn)電流ICQ 。 2、觀察電容比C2/C1對(duì)振蕩電壓峰峰值Vopp的影響 保持ICQ =2.5mA，C1=330pF。在C2=1000pF兩端并接不同電容(1000PF、2000pF、3000pF)，用示波器測(cè)量振蕩波形峰峰值Vopp 。 保持ICQ =2.5mA，C2=1000pF。在C1=330pF兩端并接不同電容(300pF、510pF、680pF、820pF)，用示波器測(cè)量振蕩波形峰峰值Vopp 。 3、測(cè)量振蕩電壓峰峰值Vopp和振蕩頻率之間的關(guān)系 保持ICQ =2.5mA，調(diào)節(jié)可變電容C，由大到小，用示波器測(cè)量振蕩波形峰峰值Vopp ，同時(shí)測(cè)量相應(yīng)的振蕩頻率f，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算波段覆蓋系數(shù)fmax/fmin。,45,4、測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)電流ICQ對(duì)振蕩電壓峰峰值Vopp的影響 調(diào)節(jié)C，使振蕩頻率調(diào)到最低，改變偏置電位器Rb1，使其阻值由大到小，測(cè)量相應(yīng)的直流工作點(diǎn)電流ICQ和振蕩電壓峰峰值Vopp。 5、觀察電源電壓變化對(duì)振蕩頻率穩(wěn)定度的影響 使ICQ恢復(fù)到2.5mA，振蕩頻率調(diào)到最低，改變電源電壓，分別測(cè)出Ec=12V和9V時(shí)的頻率值，并計(jì)算其頻率變化的相對(duì)值。然后在電感兩端極之間并接電阻10k，用來(lái)減小回路的品質(zhì)因數(shù)。改變電源電壓，分別測(cè)出Ec=12V和8V時(shí)的頻率值，并計(jì)算其頻率變化的相對(duì)值。并比較并接電阻10k前后兩次測(cè)量的結(jié)果。,46,2、Seiler振蕩電路 實(shí)驗(yàn)電路如下：,47,2、Seiler (1)調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn) 用示波器觀察Vo電壓波形，調(diào)整電位器Rb1，使電路產(chǎn)生振蕩。測(cè)量停振時(shí)的靜態(tài)工作點(diǎn)電流IcQ。 (2)觀察電容比C2/C1、C”對(duì)振蕩電壓峰峰值Vopp的影響 保持IcQ=2.5mA，C1=330pF。在C2=1000pF兩端并接不同電容(1000PF、2000pF、3000pF)，用示波器測(cè)量振蕩波形峰峰值Vopp。 保持IcQ=2.5mA，C1=330pF，C2=1000pF。在C” =100pF兩端并接不同電容(300pF、510pF、680pF、820pF)，用示波器測(cè)量振蕩波形峰峰值Vopp。 (3)測(cè)量振蕩電壓峰峰值Vopp和振蕩頻率之間的關(guān)系 保持IcQ=2.5mA，調(diào)節(jié)可變電容C，由大到小，用示波器測(cè)量振蕩波形峰峰值Vopp，同時(shí)測(cè)量相應(yīng)的振蕩頻率f，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算波段覆蓋系數(shù)fmax/fmin。,48,(4)測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)電流IcQ對(duì)振蕩電壓峰峰值Vopp的影響 調(diào)節(jié)C，使振蕩頻率調(diào)到最低，改變偏置電位器Rb1，使其阻值由大到小，測(cè)量相應(yīng)的直流工作點(diǎn)電流IcQ和振蕩電壓峰峰值Vopp。 (5)觀察電源電壓變化對(duì)振蕩頻率穩(wěn)定度的影響 使IcQ恢復(fù)到5mA，振蕩頻率調(diào)到最低，改變電源電壓，分別測(cè)出Ec=12V和9V時(shí)的頻率值，并計(jì)算其頻率變化的相對(duì)值。 然后在電感兩端極之間并接電阻10k，用來(lái)減小回路的品質(zhì)因數(shù)。改變電源電壓，分別測(cè)出Ec=12V和8V時(shí)的頻率值，并計(jì)算其頻率變化的相對(duì)值。并比較并接電阻10k前后兩次測(cè)量的結(jié)果。,49,三、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)： 電路不起振應(yīng)注意以下三點(diǎn)： （1）、用三極管輸出特性曲線測(cè)試儀檢測(cè)三極管好壞。 （2）、三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)是否正常。電容對(duì)直流開(kāi)路電感對(duì)直流短路。 （3）、振蕩電路是否有合適的交流通路。即電容電感是否 連接正常，旁路電容和耦合電容應(yīng)對(duì)交流短路。 四、選做實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 請(qǐng)將振蕩電路改為共基極電路（即Q1基極交流接地）， 并調(diào)試電路起振，重復(fù)必做部分實(shí)驗(yàn)步驟。,50,實(shí)驗(yàn)七、鎖相環(huán)及頻率調(diào)制與解調(diào)電路,一、實(shí)驗(yàn)原理： 本實(shí)驗(yàn)的原理在本實(shí)驗(yàn)講義開(kāi)始的原理部分作了詳細(xì)闡述，請(qǐng)自行參閱有關(guān)部分。實(shí)驗(yàn)前要求預(yù)習(xí)有關(guān)鎖相環(huán)工作原理、鎖相環(huán)同步與捕捉的基本概念以及基于鎖相環(huán)的頻率調(diào)制與解調(diào)電路圖610、611的主要元器件參數(shù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及電路性能指標(biāo)的測(cè)試方法。 二、基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 實(shí)驗(yàn)電路見(jiàn)下頁(yè)。 1、參照?qǐng)D610、611，用LM565模擬集成鎖相環(huán)構(gòu)成FM調(diào)制與解調(diào)電路，載波頻率fo250KHz，調(diào)制信號(hào)頻率為1KHz 。,51,圖610 FM調(diào)制電路,圖611 FM解制電路,52,2、鎖相環(huán)特性測(cè)試 用“調(diào)制電路VCO輸出”作信號(hào)源。（調(diào)節(jié)Rtz：，使VCO頻率變化。）按講義第四節(jié)所述方法，測(cè)試解調(diào)電路鎖相環(huán)的鎖定范圍與捕捉范圍（也可以用信號(hào)源輸出矩形波進(jìn)行鎖定范圍與捕捉范圍的測(cè)量，但應(yīng)注意輸出矩形波幅度不要過(guò)大）。 3、用鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)調(diào)制電路 參照?qǐng)Dl10，實(shí)際是利用PLL內(nèi)部的VCO作調(diào)制電路(PLL不需要閉環(huán))，根據(jù)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)要求確定元件參數(shù)后安裝電路，C1的設(shè)置應(yīng)考慮滿足最大平坦度響應(yīng)要求，插查電路無(wú)誤后接通電源，并調(diào)整VCO的中心頻率f01為250KHz(fo可用頻率計(jì)或示波器測(cè)試)，加入的調(diào)制信號(hào)，在VCO輸出端觀察調(diào)頻輸出。若波形不正常，則調(diào)整電路，使工作正常。 4、用鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)解調(diào)電路 參照?qǐng)D111，根據(jù)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)要求，自行設(shè)計(jì)運(yùn)放差動(dòng)放大電路和二階有源低通濾波電路，確定元件參數(shù)后安裝電路。,53,在PLL開(kāi)環(huán)狀態(tài)，調(diào)整VCO的中心頻率，將調(diào)制電路VCO輸出與解調(diào)電路VCO輸出分別輸入示波器Y1，Y2通道。調(diào)整解調(diào)電路的，使之與調(diào)制電路的一致。 （判別二路信號(hào)頻率一致的方法可參照“同步范圍測(cè)試方法”一節(jié)），將解調(diào)電路閉環(huán)，觀察VCO輸出波形，確定電路工作正常后，將調(diào)頻信號(hào)接到解調(diào)電路輸入端。觀察PD輸出波形（7腳）是否正常。并調(diào)整之，插查差動(dòng)放大與二階低通濾波器工作正常后連到PD輸出端，分別觀察放大器和濾波器輸出端使電路工作都正常。當(dāng)調(diào)制信號(hào)頻率為1KHz時(shí)，測(cè)試解調(diào)輸出最大不失真及相應(yīng)的調(diào)制信號(hào)幅度（在調(diào)制電路輸入端測(cè)），改變調(diào)制信號(hào)頻率，測(cè)試解調(diào)輸出頻響特性。 三、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)： 1、565工作不正常，應(yīng)測(cè)試各管腳靜態(tài)電位是否正常。正負(fù)電源是否連接到位，6、7管腳輸出直流電平約4.5V左右。,54,2、鎖相環(huán)輸出振蕩信號(hào)頻率如果特別高（MHz數(shù)量級(jí)），可能是Ct沒(méi)有接好，鎖相環(huán)通過(guò)分布電容形成振蕩。 3、注意電源退耦的重要性。 4、兩個(gè)鎖相環(huán)應(yīng)分別都調(diào)至250KHz左右，然后閉環(huán)連接，兩者相位差調(diào)至/2，再加調(diào)制信號(hào)。 5、加調(diào)制信號(hào)后（幅度不要過(guò)大，一般為零點(diǎn)幾伏數(shù)量級(jí)），第一級(jí)鎖相環(huán)輸出為晃動(dòng)的矩形波。第二級(jí)鎖相環(huán)7腳輸出為粗線條的正弦波形狀。 6、由于第二級(jí)鎖相環(huán)7腳帶負(fù)載能力差，運(yùn)放減法電路的輸入電阻不能太小，一般為幾十K以上。 四、提高實(shí)驗(yàn)部分 1、寬帶AGC放大器的調(diào)試與測(cè)量，實(shí)驗(yàn)電路如下所示，分析下圖各元件的作用及取值大小的出發(fā)點(diǎn)。測(cè)量AGC的范圍。,55,即輸出VO幅度變化不超10時(shí)，輸入信號(hào)的范圍。輸入fc=5MHz的等幅波用示波器測(cè)出可控范圍(db)和起控信號(hào)大小。示波器的二個(gè)輸入端可分別觀察Vi及VO。,56,2、研究觀察AGC的F(S)時(shí)間常數(shù)對(duì)調(diào)制信號(hào)的影響。輸入fc=5MHz，調(diào)制信號(hào)頻率為1KHz。調(diào)制度M20%的調(diào)幅波，Vi幅度在可控范圍內(nèi)。觀察濾波電容分別為0.1uF及100uF時(shí)對(duì)調(diào)幅波VO(S)包絡(luò)的影響，并分析原因。,57,實(shí)驗(yàn)八、數(shù)字電路的FPGA應(yīng)用實(shí)驗(yàn),一、實(shí)驗(yàn)原理： 本實(shí)驗(yàn)的原理在本實(shí)驗(yàn)講義開(kāi)始的原理部分作了詳細(xì)闡述，請(qǐng)自行參閱有關(guān)部分。實(shí)驗(yàn)前要求預(yù)習(xí)有關(guān)FPGA的工作原理、基本概念以及FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟、設(shè)計(jì)方法、軟硬件環(huán)境，對(duì)數(shù)字電路常用小規(guī)模器件如各類門(mén)電路、觸發(fā)器和中規(guī)模器件如計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)選擇器等應(yīng)預(yù)習(xí)其原理和應(yīng)用方法。 二、基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1、試設(shè)計(jì)一個(gè)單價(jià)可予置的汽車侯時(shí)自動(dòng)計(jì)價(jià)系統(tǒng)，要求下載至一片XC 芯片內(nèi)，無(wú)外圍電路，而且可用DEMO板上三個(gè)數(shù)碼管(元、角、分)直接靜態(tài)顯示等候時(shí)間內(nèi)應(yīng)收費(fèi)用。等侯時(shí)間單價(jià)可通過(guò)DEMO板上微動(dòng)開(kāi)關(guān)于置(對(duì)內(nèi)賓，每分鐘0.02-030元；對(duì)外賓，每分鐘0040.60元，誤差士0.01元)。,58,要求系統(tǒng)具有啟仃和復(fù)位功能，一旦候時(shí)費(fèi)用超過(guò)999元，系統(tǒng)能自動(dòng)給出溢出報(bào)警顯示(小數(shù)點(diǎn)閃光)。 2、試設(shè)計(jì)一個(gè)單價(jià)可予置的汽車侯時(shí)自動(dòng)計(jì)價(jià)系統(tǒng)，要求下載至一片XC 芯片內(nèi)，無(wú)外圍電路，而且可用DEMO板上數(shù)碼管直接動(dòng)態(tài)顯示(元、角、分)等候時(shí)間內(nèi)應(yīng)收費(fèi)用。其它要求同上。 三、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)： 1、下面主要講解一下FPGA實(shí)驗(yàn)板使用注意事項(xiàng)（示意圖見(jiàn)下頁(yè)）： A、發(fā)光二極管是輸出高電平點(diǎn)亮，而片選為低電平選中，其中P57、P58、P59、P60管腳對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管片選端已經(jīng)接地，其它發(fā)光二極管片選P41低有效。 B、數(shù)碼管采用共陰極連接方式，輸出高電平點(diǎn)亮，而公共端為低電平選中，其中數(shù)碼管公共端已經(jīng)接地。數(shù)碼管公共,59,60,端為P35低有效。而數(shù)碼管的四個(gè)數(shù)碼管陽(yáng)極連到一起，故應(yīng)輪流片選它們的公共端（P13、P14、P18、P19）實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。 C、DIP開(kāi)關(guān)on輸出低電平， off輸出高電平。 D、按鈕開(kāi)關(guān)按下為低電平。 F、點(diǎn)陣行接高電平、列接低電平點(diǎn)亮。 G、晶振輸出信號(hào)頻率為10MHz，通過(guò)庫(kù)里的TCK器件調(diào)用。 H、輸入輸出管腳應(yīng)注意連接IPAD、IBUF、OBUF、OPAD，并對(duì) IPAD、OPAD設(shè)置LOC屬性，來(lái)定位各個(gè)管腳，如LOC=P59。 2、設(shè)計(jì)電路應(yīng)采用模塊法，逐個(gè)模塊進(jìn)行功能仿真驗(yàn)證，最 后進(jìn)行綜合。,61,四、提高或選做實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 實(shí)驗(yàn)A 電梯樓層顯示控制器的FPGA設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)B 計(jì)數(shù)型控制器的FPGA設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)C 三位數(shù)字頻率計(jì)的FPGA設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)D 時(shí)鐘的FPGA設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)E 音樂(lè)的FPGA設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)F 交通燈的FPGA設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)G 點(diǎn)陣的FPGA設(shè)計(jì) 根據(jù)個(gè)人實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，任意選做其中一個(gè)或多個(gè)，實(shí)驗(yàn)要求見(jiàn)講義。,62,實(shí)驗(yàn)九、脈沖電路及其應(yīng)用,一、實(shí)驗(yàn)原理： 本實(shí)驗(yàn)的原理在本實(shí)驗(yàn)講義開(kāi)始的原理部分作了詳細(xì)闡述，請(qǐng)自行參閱有關(guān)部分。實(shí)驗(yàn)前要求預(yù)習(xí)有關(guān)晶體管的開(kāi)關(guān)特性（特別是加速電容的作用）、集成門(mén)電路組成脈沖單元電路的工作原理以及施密特門(mén)電路的特點(diǎn)，對(duì)門(mén)電路及觸發(fā)器的負(fù)載特性也應(yīng)該了解，特別應(yīng)注意器件的使用安全。 二、基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 試設(shè)計(jì)一個(gè)低頻脈沖信號(hào)發(fā)生器，要求在頻率為5-100kHz范圍內(nèi)能輸出脈寬為1-6uS、幅度0-12V可調(diào)，而且零電平起跳的脈沖波；同時(shí)還能輸出周期可調(diào)的方波、三角波和尖脈沖波，周期調(diào)節(jié)范圍為：20-400uS。脈沖波、方波、三角波和尖脈沖波之間的對(duì)應(yīng)時(shí)間關(guān)系如下圖所示：,63,三、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)： 1、實(shí)驗(yàn)前應(yīng)認(rèn)真查閱有關(guān)器件的說(shuō)明書(shū)，注意區(qū)分電源管腳 接地管腳、輸入輸出管腳，了解器件的負(fù)載特性、工作頻 率要求，實(shí)驗(yàn)中用到的門(mén)電路和觸發(fā)器以及其它中規(guī)模數(shù),64,字電路器件所用電源基本都是5V，因此一定要檢查好電源 輸出是否正確。 2、環(huán)行振蕩器不工作應(yīng)逐級(jí)檢查每個(gè)門(mén)電路的輸入輸出邏輯， 另外如果所用的門(mén)電路為T(mén)TL器件，則R不能太大，對(duì)74LS 系列門(mén)電路，R一般為幾K的數(shù)量級(jí)，這一點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)中可以 測(cè)量出來(lái)的。,65,3、積分型和微分型單穩(wěn)態(tài)電路具有不同的工作特性，其中 積分型單穩(wěn)態(tài)電路能夠?qū)挼恼}沖波轉(zhuǎn)換為負(fù)的窄脈 沖輸出，要求輸入觸發(fā)正脈沖寬度必須大于所需輸出脈、 沖的寬度，而且頻率不能太高。 微分型單穩(wěn)態(tài)能夠?qū)⒄呢?fù)脈沖波轉(zhuǎn)換為負(fù)的窄脈沖輸 出，多采用輸入觸發(fā)負(fù)脈沖寬度小于所需輸出脈沖的寬 度，而且頻率也不能太高。 4、利用三極管實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換的時(shí)候，應(yīng)注意基極限流電阻不 能太小，否則三極管進(jìn)入飽和區(qū)后會(huì)使前級(jí)門(mén)電路負(fù)載電 流過(guò)大，容易損壞器件。 5、如果三極管輸出脈沖不理想，應(yīng)考慮使用加速電容。,66,四、提高或選做實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1、 若希望頻率連續(xù)可調(diào)范圍增大為0.51000kHz，對(duì)環(huán)行振蕩器應(yīng)采取什么措施？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)電路實(shí)現(xiàn)。 2、 產(chǎn)生數(shù)字脈沖信號(hào)的另一種方法就是可以對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行整形，假設(shè)輸入信號(hào)是頻率為1kHz、峰峰值為5V的正弦波，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)電路實(shí)現(xiàn)將該正弦波轉(zhuǎn)換為頻率為500Hz、幅度為5V的方波，兩波形對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：,67,實(shí)驗(yàn)十、綜合實(shí)驗(yàn),本實(shí)驗(yàn)單元共安排8個(gè)實(shí)驗(yàn)題目供同學(xué)們選做，實(shí)驗(yàn)題目如下： 實(shí)驗(yàn)一：計(jì)數(shù)型控制器設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)二：智力競(jìng)賽搶答計(jì)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)三：數(shù)字信號(hào)三位數(shù)字頻率計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)四：六位ADC系統(tǒng)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)五：模擬信號(hào)六位頻率計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)六：直流數(shù)字電壓表 實(shí)驗(yàn)七：D類功放 實(shí)驗(yàn)八：IC_CARD設(shè)計(jì) 下面分別簡(jiǎn)要介紹一下設(shè)計(jì)要求及注意事項(xiàng)：,68,實(shí)驗(yàn)一：計(jì)數(shù)型控制器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求：試設(shè)計(jì)一控制器，要求控制器在開(kāi)機(jī)T秒后啟動(dòng)某節(jié)拍分配器開(kāi)始工作，而在節(jié)拍分配器運(yùn)轉(zhuǎn)N秒后自行停止，以后不斷重復(fù)執(zhí)行。T和N值可根據(jù)一組開(kāi)關(guān)的預(yù)置值進(jìn)行選擇，節(jié)拍分配器的輸出要求按下列程序工作：,69,計(jì)數(shù)型控制器設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)： 1、彩燈的循環(huán)顯示可移位寄存器74LS194實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)74LS194左移、右移和置數(shù)端子的控制?？刂破鞯脑O(shè)計(jì)可用74LS93實(shí)現(xiàn)。 2、起?？刂瓶赏ㄟ^(guò)兩個(gè)計(jì)數(shù)器控制T觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)鐘信號(hào)的閘門(mén)控制。 實(shí)驗(yàn)二：智力競(jìng)賽搶答計(jì)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求：搶答電路能允許三組同學(xué)同時(shí)參加競(jìng)賽，在宣布了題目后，只要三組同學(xué)要求答題（通過(guò)開(kāi)關(guān)）的時(shí)間差在100ns以上，電路應(yīng)能予以判別，一旦某組搶到了答題權(quán)利，其他兩組的搶答權(quán)利既自動(dòng)取消。電路能給出誰(shuí)首先搶到了答題權(quán)利的閃光顯示信號(hào)。搶答所用時(shí)間由計(jì)時(shí)電路告知，要求計(jì)時(shí)電路顯示時(shí)間精確到秒，最大顯示時(shí)間為3分鐘。一旦時(shí)間大于等于三分鐘，電路自動(dòng)停止計(jì)數(shù)，并取消所有同學(xué)的搶答權(quán)利。計(jì)時(shí)和搶答電路既受裁判控制，也受智力競(jìng)賽搶答獲勝者控制。,70,智力競(jìng)賽搶答計(jì)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)： 1、搶答器可以用鎖存器實(shí)現(xiàn)（封鎖使能端），也可以用觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)（封鎖時(shí)鐘信號(hào)），也可以直接用與非門(mén)互鎖實(shí)現(xiàn)。 2、計(jì)時(shí)系統(tǒng)可用計(jì)數(shù)器390和譯碼器249實(shí)現(xiàn)。 實(shí)驗(yàn)三：數(shù)字信號(hào)三位數(shù)字頻率計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)一個(gè)三位數(shù)字顯示頻率計(jì)系統(tǒng)，要求測(cè)頻范圍為0.199.9kHz，三位數(shù)字顯示末位為四舍五入顯示（誤差0.05 kHz）。當(dāng)被測(cè)頻率f99.9kHz時(shí)，電路應(yīng)能給出小數(shù)點(diǎn)閃光的溢出顯示。 數(shù)字信號(hào)三位數(shù)字頻率計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)： 1、該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是被測(cè)信號(hào)和采樣脈沖信號(hào)通過(guò)閘門(mén)形成采樣脈沖信號(hào)的計(jì)數(shù)顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可用555定時(shí)器或環(huán)行振蕩器形成采樣脈沖信號(hào)，計(jì)數(shù)顯示與搶答計(jì)時(shí)系統(tǒng)一樣。,71,2、該系統(tǒng)的另一個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)是計(jì)數(shù)器的鎖存清零問(wèn)題，閘門(mén)信號(hào)、鎖存信號(hào)和清零信號(hào)的關(guān)系如下：,注意：鎖存信號(hào)和清零信號(hào)的電平高低應(yīng)視具體鎖存器和計(jì)數(shù)器要求而改變，鎖存信號(hào)和清零信號(hào)的產(chǎn)生可用單穩(wěn)態(tài)器件74LS123實(shí)現(xiàn)。 實(shí)驗(yàn)四：六位ADC系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求：試設(shè)計(jì)一個(gè)逐次比較型六位ADC系統(tǒng)，要求能將03.2V的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出（以發(fā)光二極管的亮暗表示）。精度為6bit，分辨率為0.05V，轉(zhuǎn)換速度為15ms。,72,六位ADC系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)： 1、逐次比較型ADC系統(tǒng)組成下圖所示，由比較器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和數(shù)字系統(tǒng)三大部分構(gòu)成，本實(shí)驗(yàn)僅要求設(shè)計(jì)能滿足要求的數(shù)字系統(tǒng)部分。,DAC0832實(shí)現(xiàn)單極性二進(jìn)制數(shù)字到模擬電壓轉(zhuǎn)換的接線方法如下圖所示：,73,2、數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是六個(gè)觸發(fā)器依次置1并通過(guò)比較決定觸發(fā)器的1信號(hào)是否繼續(xù)保持，六位比較完成后，六個(gè)觸發(fā)器的狀態(tài)就是轉(zhuǎn)換結(jié)果。觸發(fā)器可用D也可以用JK，依次置1信號(hào)可用移位寄存器194實(shí)現(xiàn)。,74,實(shí)驗(yàn)五：模擬信號(hào)六位頻率計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求：輸入模擬信號(hào)幅度：大于200mV，測(cè)量頻率范圍：100Hz一20MHz的六位頻率計(jì)系統(tǒng)。 模擬信號(hào)六位頻率計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)： 1、實(shí)驗(yàn)原理請(qǐng)?jiān)敿?xì)閱讀實(shí)驗(yàn)講義，該實(shí)驗(yàn)主要有兩部分：信號(hào)放大整形、信號(hào)計(jì)數(shù)，放大整形可用uA733和高頻三極管實(shí)現(xiàn)，考慮信號(hào)抗干擾也可以考