脉冲信号发生器的制作课程设计一.docx
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脉冲信号发生器的制作课程设计一
脉冲信号发生器的制作课程设计
（一）
脉冲信号发生器用２2０Ｖ/50XX的工频交流电供电.
（注：
直流电源部分仅完成设计即可,不需制作,用实验室稳压电源调试）XX
按照以上技术完成要求设计出电路，绘制电路图，对设计的电路用Mulｔｉsim2021或OｒCＡD／PspiceAＤ9。
２进行必要的仿真，仿真通过后购买元器件，用万用板焊接电路,然后对制作的电路完成调试，撰写设计报告，通过答辩。
XX
课程设计总结报告要求:
XX
题目
任务书
XXXX
概述（简要说明本设计的基本内容）XX
技术性能指标XX
分析技术要求,选择技术方案,确定原理方框图，分析工作原理XX
单元电路的设计（工作原理、元器件的选择、有关仿真波形和实测波形）XX
总电路原理图（图纸大小自定,但要符合标准，可手工绘制，亦可用相关CＡD软件如Protel、Ｍultisiｍ、OrCAＤ/ＰspicｅAD等绘制）XX
附录（元器件明细表、需要专门说明或论述的问题、）XX
１0、总结及体会
11、制作的电路XX
三、设计进度：
XX
１、三周 （2021．12。
8-—2021.1２．26XX
２、进度：
（1）第一周熟悉题目，分析要求,查找资料，选择方案，优化方案,确定原理方框图。
（２）第二周 单元电路设计，选择元器件，进行必要的仿真，确定电路原理图，画出电路原理图，购买元器件.XX
（3）第三周焊接电路，调试,通过测试,技术总结、完成训练报告,答辩.
目 录
一 、摘要……………………………………………………
（1）
二 、技术性能指标…………………………………………
（2）XX
三、方案选择和确定………………………………………（3）
四、单元电路的设计………………………………………（5）
五、实验仿真………………………………………………（1３）
六、电路板安装调试………………………………………（14）XX
七 、附录………………………………………（18）
八、总结及体会……………………………………………（20）XX
摘要XX
信号发生电路是一种不需要外加激励就能将直流能源转化成具有一定频率和一定幅度一定波形的交流能量输出电路,又成为振荡器或波形发生器.通过与波形变换电路相结合，它能产生**种波形，能满足现代通信，自动控制，热加工.音XX系统和数字系统等对**种信号的要求．
本次课程设计的任务是设计并制作一个脉冲信号发生器，整体设计通过四个主要模块完成，每一个模块完成一个功能．采用文氏桥式电路产生一个１KXX正弦波信号,通过由５5５定时器连接成的施密特触发器，变换成同频率的方波,再经一个由同步二进制计数器７4LＳ１６1接成的十进制计数器将１KXX脉冲转换成1００XX输出，进行第一次频率变换．最后经锁相环,实现1０0倍频目的．整个系统由２２0V交流供电,测试结果通示波器观察即可.XX
在此过程中，我们对组合逻辑电路、时序逻辑电路数、数字集成电路、小规模的门电路的功能及其有了进一步的了解和掌握,达到了更加熟练的应用这些器件的目的。
XX
通过本次训练基本掌握数字电路的设计的基本方法，学会器件的选择和应用。
并且通过对电路的设计、仿真、制作（焊接）、安装、调试，熟悉电子电路的实验环节、步骤和调试方法,提高自己的动手XX能力以及发现问题、分析问题、解决问题的能力。
XX
XX
文氏振荡电路施密特触发器计数器锁相环
技术性 能指 标
脉冲信号发生器的技术性能指标如下:
１要求输出１KXX正弦波信号;
2由该1KXX脉冲信号产生100XX脉冲信号；XX
３由该100XX脉冲信号产生10KXX脉冲信号；XX
４信号发生器用２２0V/５0XX的工频交流电供电；XX
5设计完成后，绘制成电路图，并且必须通过Muｌtｉｓ**rCAD／ＰsｐｉcｅAD9。
2的仿真
分 析技 术要求XX
通过任务要求书,我们的设计大致分为四种模块:
正弦波产生部分,正弦波变方波部分，分频部分，倍频部分。
我们可以用文氏桥式振荡电路产生正弦信号,利用555连成的施密特触发器进行波形变换,得到同频率的方波,再用计数器和锁相环,实现分频和倍频的目的，最后通过开关、导线、电源以及一些基本门电路将几个模块分别相连就可以得到要求的电路设计。
其中电源由2２０V交流电电经过降压、整流和滤波电路变为±12伏,9伏,５伏直流电提供。
XX
&XXXX
脉冲信号发生器的制作课程设计
（一）（２）
ｎｂsｐ； 从而可以得到原理方框图,概括如下所示：
XX
方案的选择和确定
（一）正弦波的产生
信号发生电路因不需要外加输入信号就有稳定的输出信号称为自激振荡电路，要产生振荡必须同时满相位条件和幅值条件
正弦波的产生有多种方法（通过已学的知识和查阅相关的资料得出如下结论）:
ＤDFS数字频率合成
DDＦS由相位累加器，正弦查找表，DＡC和低通滤波器组成。
参考时钟是一个稳定的晶振，相位累加器类似计数器,在每个时钟脉冲到来时,就输出一个相位增量即把频率控制字FＳW的数据变成相位抽样来确定输出频率,相位增量随指令的不同而不同，用在数据寻址时，正弦查找表就把存储的值转换成正弦波幅度的数字量，DAC把数字量转换成模拟量低通滤波平滑并滤掉带外杂散后得到所需的波形
用FPGＡ实现只要在FPGＡ内建立一个正弦查找表,然后在外部时钟驱动下,读取正弦数据表中的数据，再送到高速DAC中进行数摸转换就可以得到正弦信号.
用简单的振荡电路XX
包括：
ＬＣ振荡电路,RC振荡电路和石英晶振:
ＬＣ和石英晶振电路产生的正弦信号频率较高。
由于在本设计中，正弦信号的产生不是最终目的,只是其中一部分，而且要通过简单中小规模器件手工焊接实现。
所以前两种方法虽然很好,但对于本设计不好实现.又因为要求得到的正弦信号频率为1XX，不高,所以用RC振荡电路实现．XX
（二）波形变换
此设计要将正弦波变为 同频方波,想到可以用施密特触发器或过零比较器实现，两种方法都比较好实现,由于本学期刚学完数电,希望在XX中用一下，所以选用施密特来实现。
用555连成的如下图；
（三）分频倍频
计数器的一个功能就是实现分频,本设计中要求实现十分频，可以选用十进制的计数器74ＬS１60也可以用任意进制的计数器连成十进制的计数器．考虑到市场上1６0不好买且成本高,所以选用十六进制７４LＳ16１接成十进制来实现.
倍频电路通过查阅一些资料，选用锁相环来实现。
综上所述,确定下总体方案原理方框图如下：
单元电路的设计XX
文式桥式振荡电路
１。
工作原理XX
RＣ振荡电路在没有外加输入信号情况下,依靠自激振荡产生正弦波，频率一般在200KXX以下。
通常连接方式有：
桥式，移相，双Ｔ式三种．本设计采用文式桥式电路实现,电路图如下所示：
在此电路中 反馈信号代替输入信号,引入正反馈；要确定振荡频率,引入外加的选频网络。
XX
起振条件
为：
｜AF｜XX1 平衡条件为｜AF｜=1， AXXB=2N
在Rf回路中串联两个二极管,利用电流增大时二极管动态电阻小,电流减小时二极管动态电阻增大的特点，加入非线性环节，从而使输出电压稳定XX
２．参数计算XX
（１）确定频率:
按要求要产生1KXX正弦波，所以由可知
rc然后先将电容确定下来，参考电容标称值,选为1μｆ=1所以按标称值选与它最接近的值,故选为160XX
（2）满足起振条件XX
Rf 先确定，另则RfXX
为稳定幅值加入反并的二极管,1=1.5,2=９.1
（3）器件的选择XX
器件的选择原则：
明确对所需器件的要求，按要求选择.XX
运放:
书上和仿真时运放都是理想情况,增益无穷大，实际中不可能实现，选择时,时选增益稍大的如ＲC4558,像74１就因增益不够大振荡不起来.
二极管:
一般承受反压都可达到50故本设计不用考虑耐压问题，选择开关特性好一些的即可,如1N4１４8.XX
（二）施密特触发电路XX
用５5５连接成，引脚少,在焊接调试时减少隐患连接图如下所示:
XX
在施密特的输入端加入正弦波,根据电路的电压传输特性，可对应得出同频矩形波.改变 XX ,－就可以调整输出的脉宽
（三）计数器XX
用十六进制计数器连成十进制计数器有两种方法:
反馈置数法和反馈清零法。
由于本设计需要用进位端连输出，所以选择用置数法.１6１引脚图和反馈置数法连十进制的图如下所示：
（四）锁相环XX
PＬＬ锁相环构成的倍频器
CDXX6工作原理如下：
XX
输入信号Ui从１4脚输入后，经放大器
Ａ１进行放大、整形后加到相比较器Ⅰ、Ⅱ的输入端,图1XX
开关K拨至２脚，则比较器Ⅰ将从3脚输入的比较信号UoXX
与输入信号Ui作相位比较，从相位比较器输出的误差电压XX
UΨ则反映出两者的相位差.ＵΨ经Ｒ3、Ｒ4及C2滤波后得XX
到一控制电压Uｄ加至压控振荡器VCO的输入端9脚，调整
VCO的振荡频率f2，使ｆ2迅速XX近信号频率f1。
VCＯ的输XX
出又经除法器再进入相位比较器Ⅰ，继续与Ui进行相位比
较,最后使得f2＝f1，两者的相位差为一定值,实现了相位
锁定。
若开关K拨至13脚，则相位比较器Ⅱ工作，过程与
上述相同，不再赘述。
下面介绍CDXX6典型应用电路。
图3是用CDXX６的VＣO组成的方波发生器,当其９脚输入端固定接电源时,电路即起基本方波振荡器的作用。
振荡器的充、放电电容Ｃ1接在6脚与7脚之间,调节电阻R1阻值即可调整振荡器振荡频率，振荡方波信号从４脚输出。
按图示数值，振荡频率变化范围在20XX至2kXX。
图4是ＣＤXX6锁相环用于调频信号的解调电路。
如果由载频为10ｋXX组成的调频信号,用40０XX音频信号调制，假如调频信号的总振幅小于４00mV时，用CDXX6时则应经放大器放大后用交流耦合到锁相环的１4脚输入端环路的相位比较器采用比较器Ⅰ，因为需要锁相环系统中的中心频率ｆ0等于调频信号的载频，这样会引起压控振荡器输出与输入信号输入间产生不同的相位差，从而在压控振荡器输入端产生与输入信号频率变化相应的电压变化,这个电压变化经源跟随器隔离后在压控振荡器的解调输出端１0脚输出解调信号。
当ＶDD为1０V，R1为１０kXX，C１为100pF时，锁相环路的捕捉范围为±0。
4kXX。
解调器输出幅度取决于源跟随器外接电阻R3值的大小。
图5用CDXX６与ＢＣD加计数器ＣD45１8构成的10０倍频电路.刚开机时，f２可能不等于f１。
假定f2 f1，此时相位比较器Ⅱ输UΨ为高电平，经滤波后Ud逐渐升高使ＶCO输出频率f2迅速上升,f2增大值至f2=f１，如果此时Ui滞后U0,则相位比较器Ⅱ输出UΨ为低电平。
UΨ经滤波后得到的Ud信号开始下降,f２／N=f１,并且f2与f1的相位差ΔXX=０°,进这就迫使VＣO对f2进行微调，最后达到入锁定状态.如果此后f1又发生变化,锁相环能再次捕获ｆ1,使f2与ｆ１相位锁定。
XX
直流稳压电源电路XX
输出电压V0=1。
25（1XXRp/R1）,改变Ｒp的阻值就可以改变输
出电压,输出电压范围为1.２V~３.7Ｃ2用于抑制高频干扰；
C３作用是提高稳压电源纹质波抑制
XX
脉冲信号发生器的制作课程设计
（一）（４）
电路3０ 0例
中国电 力出 版社
电子 线路设 计．试验。
测 试
华中科技大学出版社XX
电子 线路设计指导XX
北京航空航天大学出版社
实用 电子电路2 00例
机械工业出版 社
总结和 体会XX
通过这次脉冲序列发生器及检测器的设计与制作的操作,让我学会了电路的一般设计方法，最重要的是让我学会了提出问题、分析问题、解决问题的电路设计方法.首先,拿到综合训练任务书,相当于给我们提出了一个问题,也就是让我们设计一个脉冲序列发生器，并设计了对给定脉冲序列的产生及检测。
再次,拿到问题我们不应该急于求找答案，而是应该静下心来分析问题。
要产生脉冲，我们首先应该想到的是通过由555构成的多谐振荡器来产生，而检测可以利用移位寄寄存器的移位来实现，由此我们想到了通过序列脉冲发生器产生一定的序列脉冲控制双向八位移位寄存器,以此来实现序列产生与检测，分析我们知道需要八位的序列的脉冲，因此我们还需要八进制（十六进制）计数器来完成脉冲的控制。
双向八位寄存器和八进制（十六进制）计数器都需要时钟信号源,由此我们还需要一个555多谐振荡器来产生时钟信号。
最后,经过电脑进行电路仿真,待仿真正确后，按照仿真电路图将**元器件连接成实际的电路,再通过安装和调试就可以制出训练要求的XX灯控制器.这样最终就XX了我们的XX灯控制器总体设计。
XX
在这次设计设计中,我们遇到很多麻烦，其中包括错误连线、焊接错误、错用器件等。
错误连线有少连线、多连线、未接地、未接高电平、短路、开路，通过逐一检查排除最后将线路连接正确;焊接错误有少焊、多焊、虚焊，通过检查排除最终焊接正确；错用器件只有一个,我们将反向器误接到十六进制计数器上导致最终电路功能不能实现，最后检查出后及时改正才得以调试成功。
XX
最后我觉得在电路设计中我们心态要稳，思路要清晰，切忌浮躁。
设计好了后,进行必要的仿真，待仿真成功后再进行连接,切忌直接连接电路;连接电路时，要注意规划布局，连线和焊接要准确，焊接时还要注意安全，切忌短路；电路连接完要进行仔细检查，不放过任何细节，切忌直接进行调试；待认真检查电路后再通过调试进一步调整和修改电路，最终达到符合要求的电路。
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