电子技术课程设计报告_3.docx

电子技术课程设计报告电子技术课程设计报告标准化管理处编码BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N目录秒表数码显示电路数字秒表电路设计音频小信号前置放大电路设计信号发生器设计频率计设计红外线控制自动水龙头一、课程设计的目的1、熟悉电子技术的运用，把握数字电子技术和模拟电子技术的实际运用2、熟练把握Multisim的操作，用来仿真模拟的电子线路并得到运行结果，以待进一步改良3、将所学到的知识与实际更好地结合，熟练的在实际中运用二、课程设计的要求秒表数码显示电路数字秒表电路设计。利用外部提供1MHz时钟，完成059小时59分59秒范围内的计时，通过按键设置计时起点与终点，计时精度为10ms。音频小信号前置放大电路设计设计音频小信号前置放大电路，并用适宜软件模拟，。详细要求如下：1放大倍数Au1000；2通频带20Hz20KHz；3放大电路的输入电阻RI1M，输出电阻RO6004绘制频响扫描曲线。讲明：设计方案和器件根据题目要求自行选择，但要求在通用器件范围内。测试条件：技术指标在输入正弦波信号峰峰值Vpp=10mv的条件进行测试信号发生器设计设计一个能够输出正弦波、三角波和矩形波的信号源电路，电路形式自行选择。输出信号的频率可通过开关进行设定，详细要求如下：1输出信号的频率范围为100Hz2kHz，频率稳定度较高，2步进为100Hz。要求输出是正弦波信号，信号无明显失真。3三角波和矩形波占空比连续可调。4利用软件示波器测量出其输出频率的上限和下限及其输出电压的范围。频率计设计设计一个能够测量正弦波信号频率的电路。详细要求如下：1测频范围为19999Hz，精度为1Hz。2用数码管显示测频结果。3当信号频率超过规定的频段时，设有超量程显示。测试条件：在输入信号峰值为的情况下测试。参考元器件：74HC160/161，74HC138，74HC00，74HC573，74HC393、TL082，CD4511，CD4060晶振等。红外线控制自动水龙头设计电路及软件模拟。技术要求：1、用红外线检测，当有人手靠近10cm水龙头时，自动出水；2、人手远离水龙头时停止出水；3、水龙头采用由电子阀门控制的水龙头。三、课程设计的内容秒表数码显示电路数字秒表电路设计。数字式秒表，必须有数字显示。按设计要求，须用数码管来做显示器。题目要求最大记数值为99分秒，那则需要六个数码管。要求计数分辨率为秒，那么我们需要相应频率的信号发生器。分频电路有多种选择方案，能够使用专用的分频器，可以通过触发器进行分频，还能够用计数器分频，本次设计中用10进制计数器74HC160对1MKz进行分频，由于是取10000分之一，所以使用了4个计数器，尽管用74HC160较多，有点浪费，但其在电路中的连接方式较为简单。74HC160是同步十进制加法计数器，它有异步清零、同步置数等功能。设计六进制加法计数器：使用74LS160芯片实现六进制加法计数器：74160从0000状态开场计数，当输入第6个CP脉冲上升沿时，输出Q3Q2Q1Q00110，此时=0，反应给端CR一个清零信号，立即便Q3Q2Q1Q0返回0000状态，接着,CR端的清零信号也随之消失，74160重新从0000状态开场新的计数周期。反应归零逻辑为代码中为1的Q相与非。设计60进制加法计数器将两个74ls160串联，并在0101处得到清零信号设计100进制加法计数100进制计数器完好电路：音频小信号前置放大电路设计。1采用分立式元件前置放大级：以单端输入双端输出且带恒流源的的差动放大电路作为第一级，以双端输入单端输出的差动放大电路作为第二级。优点：双端输出的差动放大电路利用其电路的高度对称性以及局部沟通负反应能够很好的将共模干扰信号屏蔽。之后利用单端输出的差动放大电路将双端浮地输出转化为单端输出。中间级：采用带射极旁路电容的共射放大电路。优点：共射放大电路具有良好的优良的电压放大和电放逐大作用。输出级：采用共集组态的射极输出器电路。优点：共集组态的射极输出器具有高输入电阻和低输出电阻，能够很好地降低对前置级电路的负荷，并具有良好的带负载能力。2主体设计关于音频小信号前置放大电路设计，现主要分为两大部分。第一部分、高低通滤波电路考虑到音频放大电路需要放大的频率范围为20Hz-20kHz。因此决定在放大电路的前级加上滤波电路，将频率高于20kHz以及低于20Hz的信号滤去。滤波电路选用二阶压控电压源低通滤波电路和二阶压控电压源高通滤波电路。第二部分、放大部分电路采用两级NE5532放大电路。3电路设计低通滤波电路部分电路图理论计算：根据相关知识：该低通滤波电路的上限截止频率的平方与R1、R2、C1、C2的乘积成反比。代入数据算得上限截止频率为。之所以调到这个值是由于在将电路组合后能够在20kHz后将增益衰减到1000倍下面。高通滤波电路部分：理论计算：经过理论计算，该电路的下限截止频率约为20Hz。放大部分电路工作原理输入信号由C1左端进入，经C1滤波后一部分经1M电阻接地，这样能够保证输入电阻为1M。另一部分接入NE5532进行第一级放大，放大倍数由电阻R3和R4的倍数进行控制，第二级放大同理是由电阻R5和R6的倍数进行控制，其中R3=R4=10k,R5=R6=1500k，每一级都能够放大16倍，两级一共能够放大256倍左右，又由于滤波电路每级放大两倍，总共放大倍数到达1024倍，知足放大倍数到达1000倍的要求，两级放大之间的电容C2起到滤波作用，最后一级的输出经滤波电容C3后接600的电阻最后接地。这样输出电阻能够到达600。通频带由滤波电路控制在20Hz-20kHz之间，能够知足条件。完好电路完好电路10Hz运行结果完好电路20Hz运行结果完好电路20kHz运行结果完好电路30kHz运行结果信号发生器设计方波正弦波三角波图1方波、正弦波、三角波、信号器原理图555多谐振荡积分电路低通滤波器1.设计思路原理：首先由555定时器组成的多谐振荡器产生方波，然后由积分电路将方波转化为三角波，最后用低通滤波器将方波转化为正弦波，但这样的输出将造成负载的输出正弦波波形变形，由于负载的变动将拉动波形的崎变。2.各组成部分的工作原理：方波发生电路的工作原理如下列图方波发生电路利用555与外围元件构成多谐振荡器，来产生方波的原理。用555定时器组成的多谐振荡器如图2所示。接通电源后，电容C2被充电，当电容C2上端电压Vc升到2Vcc/3时使555第3脚V0为低电平，同时555内放电三极管T导通，此时电容C2通过R2、R3放电，Vc下降。当Vc下降到Vcc/3时，V0翻转为高电平。电容器C2放电所需的时间为：t=(R2+R3)C2ln2当放电结束时，T截止，Vcc将通过R1、R2、R3向电容器C2充电，Vc由Vcc/3上升到2Vcc/3所需的时间为：tH=(R1+R2+R3)C2ln2=(R1+R2+R3)C2当Vc上升到2Vcc/3时，电路又翻转为低电平。如此周而复始，于是，在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。其震荡频率为：f=1/tL+tH=(R1+2R2+2R3)C23.方波、三角波积分电路产生三角波RC积分电路是一种应用比拟广泛的模拟信号运算电路。在自动控制系统中，常用积分电路作为调节环节。此外，RC积分电路还能够用于延时、定时以及各种波形的产生或变换。由555定时器组成的多谐振荡器输出的方波经C4耦合输出，如图3所示为RC积分电路，再经R与C积分，构成接近三角波。其基本原理是电容的充放电原理。4.三角波正弦波转换电路的工作原理图4三角波产生正弦波原理图PS:此采用低通滤波的方法将三角波变换为正弦波。图中所需的元件数值大小由计算得出。5.整体设计电路构思整体函数发生器的设计电路如下：