電子線(xiàn)路課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、下載可編輯電子技術(shù)應(yīng)用課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告改通用示波器為簡(jiǎn)易邏輯分析儀班 級(jí)： 1403011學(xué) 號(hào)：姓 名：于夢(mèng)鴿地 點(diǎn)： E 樓區(qū) 308批 次：第四批.專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯時(shí) 間：11.16 11.201. 任務(wù)要求通過(guò)擴(kuò)展示波器的功能實(shí)現(xiàn)對(duì)邏輯信號(hào)的分析，將分析結(jié)果以0,1邏輯字符的形式在示波器上進(jìn)行顯示。2.方案論證2.1 系統(tǒng)總體方案示波器工作原理被測(cè)信號(hào)經(jīng)垂直放大器后加到示波器的垂直 Y 軸的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)使電子射線(xiàn)的垂直偏轉(zhuǎn)距離正比于輸入信號(hào)的瞬時(shí)值 。在示波管的水平 X 軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)上加以隨時(shí)間線(xiàn)性變化的信號(hào)使電子射線(xiàn)在水平偏轉(zhuǎn)正比于時(shí)間 ，那么在示波管的屏幕上就得到輸入信號(hào)的時(shí)間

2、波形。 由于水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)所加線(xiàn)性變化的信號(hào)不可能無(wú)限增長(zhǎng) ，熒光屏的尺寸也有限 ，故實(shí)際線(xiàn)性變化的信號(hào)掃描信號(hào)是一鋸齒波，這樣就能使輸入信號(hào)的時(shí)間波形在熒光屏上反復(fù)出現(xiàn) 。當(dāng)鋸齒波的重復(fù)周期等于輸入信號(hào)周期或輸入信號(hào)周期的整數(shù)倍時(shí)每次重復(fù)出現(xiàn)的波形正好完全重合同步 ，就可看到穩(wěn)定的波形。對(duì)于雙蹤示波器則是由一個(gè)電子開(kāi)關(guān)來(lái)控制 Y 軸偏移電壓使其在第一個(gè)掃描周用內(nèi)接通第一路信號(hào) ，在第二個(gè)掃描周期接通第二路.專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯信號(hào)在兩個(gè)掃描周期可以加入不同的偏移電壓交替進(jìn)行。這樣在屏幕上就可同時(shí)看到兩個(gè)波形。示波器功能擴(kuò)展若要示波器能夠同時(shí)觀(guān)察多個(gè)波形。只需在每個(gè)波形加入Y軸放大器垂直放

3、大器的同時(shí)加一偏移電壓，然后調(diào)節(jié)掃描周明便能得到穩(wěn)定的多個(gè)波形 。邏輯電路中只有 “0”、l“”兩個(gè)狀態(tài) 。在示波器上要顯示出 “0”、“l(fā)”邏輯字符 ，可根據(jù)顯示李沙育圖形的原理將兩個(gè)頻率相同并有一定相位差 60，90 的正弦波 ，分別加到 Y軸和 X 軸輸入端示波器就可顯示字符 “0”若只有 Y 軸加信號(hào)X 軸不加信號(hào)就可顯示字符 “1”。若在 Y 軸和 X 軸加或不加信號(hào)的同時(shí)加上一定的偏移電壓就可把 “0”、1“”字符顯示在熒光屏的不同位置上。邏輯信號(hào)和正弦波可分別由方波和正弦波振蕩電路產(chǎn)生。示波器顯示邏輯字符功能擴(kuò)展框圖：.專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯2.2 單元電路與器件選擇脈沖波形

4、的產(chǎn)生與整形555 集成定時(shí)器是一種模擬電路和數(shù)字電路結(jié)合的中規(guī)模集成電路 。而多諧振蕩器也稱(chēng)無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 ，它沒(méi)有穩(wěn)定狀態(tài) ，同時(shí)不需要外加脈沖信號(hào)就能輸出一定頻率的矩形脈沖 。通過(guò)使用 555 定時(shí)器組成多諧振蕩器可以十分容易的獲得符合要求的方波信號(hào)。正弦波振蕩電路可以選用單運(yùn)放741 實(shí)現(xiàn)此類(lèi)電路 。分頻電路為了在示波器上實(shí)現(xiàn)四行十六列字符的顯示選用74LS93 模 2 模8 計(jì)數(shù)器配合適當(dāng)阻值電阻在方波的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)四階梯、十六階梯波的輸出 。.專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯移相器根據(jù)顯示李沙育圖形的原理將兩個(gè)頻率相同并有一定相位差60，90的正弦波分別加到Y(jié)軸和 X 軸輸入端 ，示波器就可

5、顯示字符 “0”，若只有 Y 軸加信號(hào) X 軸不加信號(hào) 就可顯示字符“1”。若在 Y 軸和 X 軸加或不加信號(hào)的同時(shí)加上一定的偏移電壓就可把 “0”、1“”字符顯示在熒光屏的不同位置上 。因此正弦波產(chǎn)生后需要選取一路進(jìn)行恰當(dāng)?shù)囊葡?。通過(guò)調(diào)整此部分電路的電容 ；大小便能實(shí)現(xiàn) 。具體電路見(jiàn)總圖 。數(shù)據(jù)選擇與電子開(kāi)關(guān)74LS153 是雙四選一數(shù)據(jù)選擇器用于由四路輸入中選擇一路進(jìn)行輸出 。根據(jù)三極管3DG6的工作原理配合已選輸入可以控制 X 軸信號(hào)的有無(wú)從而實(shí)現(xiàn)李薩育圖的顯示。移相器和電子開(kāi)關(guān)如下：.專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯3.理路分析與計(jì)算3.1 內(nèi)時(shí)鐘頻率計(jì)算由 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器

6、 R1，R2 和 C 是外接定時(shí)元件電路中將高電平觸發(fā)端 6 腳和低電平觸發(fā)端 2 腳并接后接到 R2 和C 的連接處 ，將放電端 7 腳接到 R1，R2 的連接處 。由于接通電源瞬間 ，電容 C 來(lái)不及充電 ，電容器兩端電壓 uc 為低電平小于 1/3Vcc ，故高電平觸發(fā)端與低電平觸發(fā)端均為低電平 輸出 uo 為高電平 ，放電管 VT 截止 。這時(shí)電源經(jīng) R1，R2 對(duì)電容 C 充電使電壓 uc 按指數(shù)規(guī)律上升 ；當(dāng) uc 上升到 2/3Vcc 時(shí)輸出 uo 為低電平 ，放電管 VT 導(dǎo)通，把 uc 從 1/3Vcc 上升到 2/3Vcc 這段時(shí)間內(nèi)電路的狀態(tài)稱(chēng)為第一暫穩(wěn)態(tài) ，其維持時(shí)間

7、TPH 的長(zhǎng)短與電容的充電時(shí)間有關(guān) 。充電時(shí)間常數(shù) T 充= （R1+R2 ）C。由于放電管 VT 導(dǎo)通，電容 C 通過(guò)電阻 R2 和放電管放電 ，電路進(jìn)人第二暫穩(wěn)態(tài) .其維持時(shí)間 TPL 的長(zhǎng)短與電 容的放電時(shí)間有關(guān)放電時(shí)間常數(shù) T 放 R2C0 隨著 C 的放電，uc 下降，當(dāng) uc 下降到.專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯1/3Vcc 時(shí)，輸出 uo 。 為高電平 ，放電管 VT 截止，Vcc 再次對(duì)電容 c 充電，電路又翻轉(zhuǎn)到第一暫穩(wěn)態(tài) 。不難理解 ，接通電源后 電路就在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間來(lái)回翻轉(zhuǎn) ，則輸出可得矩形波 。電路一旦起振后 uc 電壓總是在 1/32/3Vcc之間變化 。T1 =R1

8、+R2Cln2 0.7R1+R2CT2=R2C ln2 0.7 R2CT = T1 + T2 0.7（R1+2R2 ）C可以通過(guò)調(diào)整 R1,R2,C使頻率小于 100KHZ 。3.2 正弦波頻率計(jì)算正弦波振蕩電路組成部件，放大電路 ，放大作用 ，正反饋網(wǎng)絡(luò)滿(mǎn)足相位條件 ，選頻網(wǎng)絡(luò)確定 f0，保證電路產(chǎn)生正弦波振蕩 ；非線(xiàn)性環(huán)節(jié) （穩(wěn)幅環(huán)節(jié) ）：穩(wěn)幅。4.詳細(xì)電路設(shè)計(jì).專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯5.調(diào)試步驟和測(cè)試結(jié)果通過(guò)計(jì)算確定滿(mǎn)足頻率范圍的內(nèi)時(shí)鐘脈沖振蕩電路和正弦波振蕩電路的電阻電容值 ；連接電路輸出方波和正弦波 。逐級(jí)連接逐級(jí)調(diào)試 ，以確保每級(jí)電路的正確性 。當(dāng)后級(jí)輸出有誤時(shí)，便能夠迅速確定

9、錯(cuò)誤所在 。電路連接時(shí) ，模電地和數(shù)電地應(yīng)該分開(kāi) ，并在+5V 與地、-5V與地之間并聯(lián)大電容以減少毛刺和干擾 。示波器的 Y 軸輸出為四階方波與正弦波的疊加 。在 X 軸輸出的六十四階波則顯示出方波和正弦波與方波疊加兩種狀態(tài) 。當(dāng)為方波，表明在 X 軸無(wú)正弦波 ，即示波器顯示為 “1” 當(dāng)為方波與正弦.專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯波的疊加則在示波器上顯示為 “0”。而三極管 C 極的輸出則為 74LS153 依次選擇的數(shù)據(jù)的邏輯表示 。當(dāng)數(shù)據(jù)為 1，對(duì)應(yīng) C 極輸出幅度較低 ，此極與 X 軸輸入的正弦波疊加后表示此時(shí) X軸無(wú)正弦波輸入 ，示波器顯示為 “1”。當(dāng)數(shù)據(jù)為 0，對(duì)應(yīng) C 極輸出幅度

10、較高 ，X 軸有正弦波輸入 ，示波器顯示為 “0”。調(diào)試后在示波器上顯示出如下編碼：6. 所用器件1. 六反相器74LS042. 2-8 進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS933. 雙 4 選 l 數(shù)據(jù)選擇器74LS1534. 晶體三極管 3DG6 、3DK2 5.555 定時(shí)器5. 電阻器、電容器、電位器所用設(shè)備1.雙蹤示波器2. 三用表3. 直流穩(wěn)壓電源.專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯4. 接插板需要記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) ,見(jiàn)附錄7.總結(jié)這一周的電子技術(shù)應(yīng)用課程設(shè)計(jì)我收獲很大 ，學(xué)到了很多實(shí)用的知識(shí) ,更重要的是做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程 ,思考問(wèn)題的方法 ,這與做任何事都是通用的。第一次在面包板上進(jìn)行實(shí)驗(yàn) ，既新奇又充滿(mǎn)了挑戰(zhàn) 。首先要了解各個(gè)芯片的功能 ，認(rèn)真仔細(xì)地進(jìn)行獨(dú)立分析與設(shè)計(jì) ，考慮排版布局，插錯(cuò)一根線(xiàn)