五用途三態(tài)音頻邏輯筆模電課設(shè)報(bào)告

1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課程設(shè)計(jì)名稱：課程設(shè)計(jì)名稱： 模擬電路模擬電路 課程設(shè)計(jì)題目：課程設(shè)計(jì)題目： 五用途三態(tài)音頻邏輯筆五用途三態(tài)音頻邏輯筆 學(xué)學(xué) 院院 名名 稱：稱： 南昌航空大學(xué)信息工程學(xué)院南昌航空大學(xué)信息工程學(xué)院 專業(yè)：專業(yè)： 通信工程通信工程 班級(jí)：班級(jí)： 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 姓名：姓名： 評(píng)分：評(píng)分： 教師：教師： 20201313 年年 3 3 月月 1010 日日 模擬電路 課課程程設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)任任務(wù)務(wù)書(shū)書(shū)2020121220201313 學(xué)年第學(xué)年第 2 2 學(xué)期學(xué)期第第 1 1 周周 3 3 周周 注：1、此表一組一表二份，課程設(shè)計(jì)小組組長(zhǎng)一份；任課教師授課時(shí)自帶一份備查。2、課

2、程設(shè)計(jì)結(jié)束后與“課程設(shè)計(jì)小結(jié)” 、 “學(xué)生成績(jī)單”一并交院教務(wù)存檔。題目題目五用途三態(tài)音頻邏輯筆五用途三態(tài)音頻邏輯筆內(nèi)容及要求內(nèi)容及要求測(cè)量數(shù)字信號(hào)的電平，高電平發(fā)出測(cè)量數(shù)字信號(hào)的電平，高電平發(fā)出 1300hz 信號(hào)。信號(hào)。低電平發(fā)出低電平發(fā)出 700hz 信號(hào)，沒(méi)有接觸無(wú)聲。信號(hào)，沒(méi)有接觸無(wú)聲。進(jìn)度安排進(jìn)度安排第第 1 1 周：查閱資料，到機(jī)房學(xué)習(xí)仿真軟件，確定方案，完成原理圖設(shè)計(jì)及仿真；周：查閱資料，到機(jī)房學(xué)習(xí)仿真軟件，確定方案，完成原理圖設(shè)計(jì)及仿真；第第 2 2 周：領(lǐng)元器件、儀器設(shè)備，制作、焊接、調(diào)試電路，完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；周：領(lǐng)元器件、儀器設(shè)備，制作、焊接、調(diào)試電路，完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；第

3、第 3 3 周：檢查設(shè)計(jì)結(jié)果、撰寫(xiě)課設(shè)報(bào)告。周：檢查設(shè)計(jì)結(jié)果、撰寫(xiě)課設(shè)報(bào)告。學(xué)生姓名： 指導(dǎo)時(shí)間：周一、周三、周四下午指導(dǎo)地點(diǎn)：e 樓 311 室任務(wù)下達(dá)2013 年 2 月 25 日任務(wù)完成2013 年 3 月 15 日考核方式1.評(píng)閱 2.答辯 3.實(shí)際操作 4.其它指導(dǎo)教師 系（部）主任 摘 要邏輯筆是采用不同顏色的指示燈為表示數(shù)字電平的高低的儀器.它是測(cè)量數(shù)字電路子種較簡(jiǎn)便的工具.使用邏輯筆可快速測(cè)量出數(shù)字電路中有故障的芯片.邏輯筆上一般有二三只信號(hào)指示燈,紅燈一般表示高電平,綠燈一般表示低電平.黃燈表示所測(cè)信號(hào)為脈沖信號(hào)。此次設(shè)計(jì)的五用途三態(tài)音頻邏輯筆，電路主要由多諧振蕩器、四雙向開(kāi)

4、關(guān) cd4066 與一些阻容元件構(gòu)成的門電路等組成。其中多諧 振蕩器由 555 和 r7、r8、r9、c1 構(gòu)成，其振蕩頻率受 ic1-3 的通斷狀態(tài)控制。關(guān)鍵字:ne555 cd4066 前前 言言.1第一章第一章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì).21.1 課程設(shè)計(jì)的要求.21.2 總體電路的設(shè)計(jì).21.3 555 無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧電路的設(shè)計(jì)：.3第二章第二章 系統(tǒng)組成及工作原理系統(tǒng)組成及工作原理.42.1 系統(tǒng)原理圖.42.2 系統(tǒng)工作原理.42.3 cd4066 原理.5第三章第三章 電路安裝與調(diào)試電路安裝與調(diào)試.73.1 電路的安裝.73.2 電路的調(diào)試.7第四章第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論.8參考文獻(xiàn)參考文

5、獻(xiàn).9前前 言言科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。以前的三次工業(yè)革命就使我們的社會(huì)發(fā)生了翻天覆地的變化，使我們由手工時(shí)代進(jìn)入了現(xiàn)代的電器時(shí)代。同時(shí)科技在國(guó)家的國(guó)防事業(yè)中發(fā)揮了重要的作用，只有科技發(fā)展了才能使一個(gè)國(guó)家變得強(qiáng)大。而作為二十一世紀(jì)的主義，作為一名大學(xué)生，不僅僅要將理論知識(shí)學(xué)會(huì)，更為重要的是要將所學(xué)的知識(shí)用于實(shí)際生活之中，使理論與實(shí)踐能夠聯(lián)系起來(lái)。電子課設(shè)是電子技術(shù)學(xué)習(xí)中非常這哦那個(gè)要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是將理論與實(shí)踐相結(jié)合的環(huán)節(jié)，是真正鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力的環(huán)節(jié)。 五用途三態(tài)音頻邏輯筆有五大用途：一是用作三態(tài)聲頻邏輯筆二是將探針短接，可作為聲響式信號(hào)校對(duì)器。三是可作為音頻信號(hào)發(fā)生器，由 ck2 輸出 700

6、khz 或 1300khz 的音頻信號(hào)。四是作為 555 時(shí)基塊的檢測(cè)儀。五是當(dāng)揚(yáng)聲器取代壓電蜂鳴器 htd 時(shí)，可作為門笛使用。第一章第一章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.11.1 課程設(shè)計(jì)的要求課程設(shè)計(jì)的要求：1、 測(cè)量數(shù)字信號(hào)的電平，高電平發(fā)出 1300hz 的信號(hào)2、 低電平發(fā)出 700hz 的信號(hào)，沒(méi)有接觸無(wú)聲。3、 電路板布局合理，美觀整潔注：可使用實(shí)驗(yàn)室電源。1.21.2 總體電路的設(shè)計(jì)總體電路的設(shè)計(jì)： 本次系統(tǒng)電路主要由 cd4066 四雙向模擬開(kāi)關(guān)及 555 芯片兩大部分組成，仿真電路圖如下圖所示 圖 1.1 仿真電路圖1.31.3 555555 無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧電路的設(shè)計(jì)無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧電路的設(shè)

7、計(jì)：ne555 構(gòu)成無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器時(shí)可輸出連續(xù)的特定頻率的方波。電阻 r1接在 vcc與放電引腳(引腳 7)之間，另一個(gè)電阻(r2)接在引腳 7 與觸發(fā)引腳（引腳 2）之間，引腳 2 與閾值引腳（引腳 6）短接。工作時(shí)電容通過(guò) r1與 r2充電至 2/3 vcc，然后輸出電壓翻轉(zhuǎn)，電容通過(guò) r2放電至 1/3 vcc，之后電容重新充電，輸出電壓再次翻轉(zhuǎn)。 圖 1.2 555 構(gòu)成無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路圖無(wú)穩(wěn)態(tài)模式下 555 定時(shí)器輸出波形的頻率由 r1、r2與 c 決定：=1/ln(2)*c*(r1+2r2) 輸出高電平時(shí)由下式給出： high=ln(2)*(r1+r2)*c輸出低電平時(shí)由下式

8、給出： low=ln(2)*r2*c第二章第二章 系統(tǒng)組成及工作原理系統(tǒng)組成及工作原理 2.12.1 系統(tǒng)原理系統(tǒng)原理圖圖 圖 2.1 系統(tǒng)原理圖2.22.2 系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)工作原理如圖 2.1 為五用途三態(tài)聲頻邏輯筆電路。該電路主要由一片 555和一塊四向開(kāi)關(guān) cd4066 及少量外圍元件組成。r3 和 d1、d2 兩個(gè)二極管的作用是分壓限流，保證三極管的正常工作。ck1 即為探針，使用時(shí)應(yīng)與被測(cè)電壓相連接。當(dāng)正探針接觸高電平“1”時(shí)，負(fù)探針與被測(cè)電路“地”連結(jié)，則 vt1 導(dǎo)通，由于三極管發(fā)射極接地，導(dǎo)通后，其基極也相當(dāng)于接地為低電平，因此 ic1-2 的控制端為低電平，其截止，ic1-

9、3 的控制端為高電平，其導(dǎo)通，r7 短接，取r7=100k，r8=47k，r9=33k，c1=0.01uf,則振蕩頻率為： (1.4482 9)1frrc1.44 (470002 33000) 0.00000001 1274hz約為 1300hz 左右。當(dāng)正探針接觸低電平“0”時(shí)，ic1-4 的控制端為低電平，其阻斷，ic1-3 的控制端也為低電平，也阻斷，振蕩頻率為 (1.44782 9)1frrrc 1.44 (100000470002 33000) 0.00000001 676hz振蕩頻率約為 700hz 左右。當(dāng)探針未接觸任何電平時(shí)，ne555 和 cd4511 的使能端均為低電平，兩

10、個(gè)芯片都不工作，即音頻發(fā)聲系統(tǒng)不發(fā)出聲音?？梢?jiàn)，當(dāng)測(cè)量時(shí)發(fā)出高音，表明為高電平；若發(fā)出的聲音為低音，則為低電平；無(wú)聲時(shí)，表示未接觸上。并且電路正常工作時(shí)發(fā)光二極管會(huì)發(fā)光。2.32.3 cd4066cd4066 原理原理cd4066 是四雙向模擬開(kāi)關(guān)，主要用作模擬或數(shù)字信號(hào)的多路傳輸。引出端排列與 cc4016 一致，但具有比較低的導(dǎo)通阻抗。另外，導(dǎo)通阻抗在整個(gè)輸入信號(hào)范圍內(nèi)基本不變。cd4066 由四個(gè)相互獨(dú)立的雙向開(kāi)關(guān)組成，每個(gè)開(kāi)關(guān)有一個(gè)控制信號(hào)，開(kāi)關(guān)中的 p 和 n 器件在控制信號(hào)作用下同時(shí)開(kāi)關(guān)。這種結(jié)構(gòu)消除了開(kāi)關(guān)晶體管閾值電壓隨輸入信號(hào)的變化，因此在整個(gè)工作信號(hào)范圍內(nèi)導(dǎo)通阻抗比較低。與單

11、通道開(kāi)關(guān)相比，具有輸入信號(hào)峰值電壓范圍等于電源電壓以及在輸入信號(hào)范圍內(nèi)導(dǎo)通阻抗比較穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。但若應(yīng)用于采保電路，仍推薦cd4016。當(dāng)模擬開(kāi)關(guān)的電源電壓采用雙電源時(shí)，例如 =5v， =5v（均對(duì)地 0v 而言） ，則輸入電壓對(duì)稱于 0v 的正、負(fù)信號(hào)電壓（5v5v）均能傳輸。這時(shí)要求控制信號(hào) c=“1”為+5v，c=“0”為-5v，否則只能傳輸正極性的信號(hào)電壓。第三章第三章 電路安裝與調(diào)試電路安裝與調(diào)試3.13.1 電路的安裝電路的安裝電路安裝要注意的幾個(gè)方面：1、先裝矮后裝高，先裝小后裝大，先裝耐焊的等等。2、布線盡量使電源線和地線靠近實(shí)驗(yàn)板的周邊以起到屏蔽作用。3、最好分模塊安裝。4、此

12、外，焊接時(shí)要注意不要虛焊，假焊，漏焊，更不能出現(xiàn)過(guò)焊，應(yīng)為有些器件，不能耐高溫。3.23.2 電路的調(diào)試電路的調(diào)試連接電源，在 ck1 處輸入 2.1v 的高電平，觀察蜂鳴器是否發(fā)聲，并用示波器觀察 ck2 處的波形是否符合實(shí)驗(yàn)要求，若未達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求，用萬(wàn)用表測(cè)量 r7，r8，r9 端電壓看是否符合標(biāo)準(zhǔn)。在 ck1 處接入-0.3v 低電平，重復(fù) 1 操作。調(diào)試電路，直到達(dá)到目的為止。第四章第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論 本次課程設(shè)計(jì)，了解掌握了五用途三態(tài)音頻邏輯筆，該筆有五大用途：一是用作三態(tài)聲頻邏輯筆二是將探針短接，可作為聲響式信號(hào)校對(duì)器。三是可作為音頻信號(hào)發(fā)生器，由 ck2 輸出 700khz 或 1300khz 的音頻信號(hào)。四是作為 555 時(shí)基塊的檢測(cè)儀。五是當(dāng)揚(yáng)聲器取代壓電蜂鳴器 htd 時(shí)，可作為門笛使用。 實(shí)驗(yàn)還有很多不足之處，如電路排版不是很合理，元器件的選擇可以更加精確來(lái)減少誤差。還有此電路沒(méi)有開(kāi)關(guān)，電路元器件易損壞，cd4066的管腳太多給焊接帶來(lái)