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多路信号显示转换器.pdf

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文档编号：56684604

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1、课程设计任务书1设计目的：1）综合运用所学线路原理图；4）学会说明书的和书写。的理论知识，掌握一般电子线路分析和设计的基本方法和步骤；2）培养一定的独立分析问题、解决问题的能力；3）实规范整理践利用 EDA软件绘制电子图2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：设计一个多路信号显示转换器,与单踪示波器配合使用,同时显示多路被测信号,其技术指标如下:1)同时显示八路数字信号波形且清晰稳定。2)被测信号上限频率不小于2000Hz。3设计工作任务及工作量的要求1）分析设计任务，查阅相关资料；2）确定系统方案，设计各模块电路，计算参数，分析其特性，使其满足题目要求；3）

2、利用 PROTEL或其他软件绘制所设计系统的原理图；4）按格式要求撰写课程设计说明书。4设计成果形式及要求：1）课程设计说明书一份；2）电子文档一份。-2-课程设计任务书4主要参考文献：1 毕满清主编电子技术实验与课程设计.第 3 版.北京：机械工业出版社，2005 2 陈晓文主编电子线路课程设计.第 1 版.北京：电子工业出版社，2004 5设计成果形式及要求：1)用计算机仿真软件制图或仿真；2)课程说明书用计算机打印，并装订；6工作计划及进度：2007年 1 月 15日 1月 16 日分析设计任务书，查阅相关资料及设计手册；2007年 1 月 17日 1月 20 日确定系统方案

3、，组成模块框图，设计各模块电路；2007年 1 月 21日 1月 23 日分析电路各参数及其特性并绘制电子线路原理图；2007年 1 月 24日 1月 25 日按格式要求撰写课程设计说明书；2007年 1 月 26 日成绩考核；系主任审查意见：签字：年月日.文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I

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10、的分析.22.3 选择开关时需要重点注意以下指标.43 心得体会.6 4 结语.6 参考文献.7 致谢.8 文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:C

11、S4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3

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17、要在荧光屏上能同时显示几个波形。为了实现这一目的,通常采用双扫描示波显示、多线显示或多踪显示。本文介绍的将单踪示波器改为多踪显示的一种装置,制作简单,与原有的示波器一起使用,既节约了开支,又提高了实验技术水平。2 典型电路设计与分析转换电路由 NE555 时基振荡器、74LS169 组成的计数器和 MAX309 多路开关等芯片构成,通过1个Y通道能同时显示多踪信号,电路简单、稳定、可靠,波形显示效果好,便于对信号进行分析和研究,其电路如图 1所示。本电路采用 555芯片作为振荡器,其3脚输出的方波作为切换电路的控制信号,控制信号直接接在 16进制的计数器上作为多路开关的选通信号。MAX309

18、为双回路开关芯片,一路为直流通道,另一路为信号通道,两路信号通过力日战器后在示波器水平位置上同时显示四路不同的信号。由于输入信号为交流信号,故使用双电源供电,除保证交流信号正常传输外,同时也扩大了引号输出的动态范围。文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6

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25、关芯片与运放进行供电。IC2(NE555)接成多谐振荡器的形式，产生 35kHz的方波作为 16进制计数器 IC3(74LS169)的时基信号。取 74LS169 的低两位Qa、Qb，连接到 IC4(MAX309)的A0、A1端作为多路开关的选通信号。MAX309 为双回路的模拟开关芯片。其中一路是由2K、1K、1K、1K组成的电阻分压网络，分别取出3V、2V、1V、0V的直流电压作为信号所要显示波形的直流分量，使其在示波器的不同位置上显示出来。另一路则为信号源的四个输入端，通过Qa、Qb 对四路开关的控制，分别对回路信号进行选通(两路选通信号同步进行)。信号由多路开关输出后再由运放电路 IC

26、5(LF353)进行放大或衰减处理。信号通过改变反馈电阻 10K、10K、40K、60K、60K对其进行放大或衰减。用四路波段开关分别选择不同反馈电阻，实现不同增益的控制，最终完成与直流分量重叠相加后输出的目的。主要元器件：555震荡器 TCL7660 74LS169 1/2MAX309 2.1 电路调试用万用表测 ICL7660的5脚是否为-5V,如果输出正确,进行下一步的测量,用示波器观察 555输出的波形是否正确,其频率值是否与计算值相同,其次再用示波器观到计数器的 Qa、Qb 端的波形是否为 555时基信号的二分频、四分频,最后观察第一路开文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J

27、3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编

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30、码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J

31、3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编

32、码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J

33、3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8-6-关的输出是否为阶梯波信号,台阶数值分别为 0V、lV、2V、3V。然后分别接人 4路不同的信号,用示波器观察其最终输入波形是否在示波器水平位置显示出来,改变波段开关即可改变其幅值的大小。2.2 振荡电路与模拟开关电路的分析图2 555震荡器电路图NE555 时基振荡器输出频率的精度对由74LS169所组成计数器的可靠性影响较大，因此，必须给予重视。如图1所示，NE555 组成的时基振荡器产生的振荡

34、周期T=0.693(R1+2R2)C，振荡频率 f=1/T，即f=1.443/(R1+2R2)C，输出振荡频率波形的占空比 D=t1/T=(R1+R2)/(R1+2R2)文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y

35、3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B

36、4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y

37、3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B

38、4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y

39、3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B

40、4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8-7-图2 555时基振荡器图 3注：t1 为输出脉冲的持续时间t1=0.693(R1+R2)C 当R2R1 时，则 D约等于 50%，即输出振荡波形为方波。由上述有关公式的推导，得出以下结

41、论。振荡周期与电源电压 VDD 无关，主要取决于充电放电的总时间常数，即仅与 R1、R2和C的数值有关。文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4

42、Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9

43、 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4

44、Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9

45、 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4

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47、 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8-8-振荡信号的占空比与电容 C的大小无关，而仅与 R1、R2的大小比值有关。模拟开关和多路转换器的作用主要用于信号的切换，目前集成模拟电子开关在小信号领域已成为主导产品，与以往的机械触点式电子开关相比，集成电子开关有许多优点，例如，切换速率快、无抖动、耗

48、电省、体积小、工作可靠且容易控制等。但它也有若干缺点，如导通电阻较大，输入电流容量有限，动态范围小等。因而集成模拟开关主要使用在高速切换，要求系统体积小的场合。在较低的频段上(f10Hz)，则广泛采用双极晶体管工艺。2.3 选择开关时需要重点注意以下指标：通道数量。集成模拟开关通常包括多个通道，通道数量对传输信号的精度和开关切换速率有直接的影响，通道数量越多，寄生电容和泄漏电流就越大。泄漏电流。一个理想的开关要求导通时电阻为零，断开时电阻趋于无限大，漏电流为零，常规的 CMOS漏电流约 1nA。如果信号源内阻很高，传输信号是电流量时，就特别需要考虑模拟开关的泄漏电流，一般希望泄漏电流越小越好。

49、导通电阻。导通电阻会损失信号，使精度降低，尤其是当开关串联的负载为低阻抗时损失会更大。因此，导通电阻的一致性越好，系统在采集各路信号时由开关引起的误差也就越小。开关速度。指开关接通或断开的速度。对于需要传输快变化信号的场合，要求模拟开关的切换速度快，同时还应考虑与后级采样保持电路A/D转换器的速度相适应，从而以最优的性能价格比来选择器件。除上述指标外，芯片的电源电压范围也是一个重要参数，它与开关的导通电阻和切换速度等有直接关系，电源电压越高，切换速度越快，导通电阻越小，反之，导通电阻越大。文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V

50、4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G7B4F7F8文档编码:CS4Z2I7V4Y3 HU1W1J3M3H9 ZB6G

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4.3 金币

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