数字电路课程设计阶梯波信号发生器

《数字电路课程设计》

说明书

题目：阶梯波信号发生器

专业：电子信息科学与技术

班级：------

学号：------

姓名：------

目录

1、设计题目 (3)

2.设计目的: (3)

3.设计要求 (3)

4.设计方案 (3)

5.设计原理 (4)

5.1预置数功能实现 (4)

5.2时钟信号发生器 (4)

5.3 D/A转换器 (6)

5．4整体电路图 (7)

6、心得体会 (7)

7.参考文献 (7)

正文

1、设计题目

设计一个阶梯信号发生器

2.设计目的:

1）.了解D/A转换电路的工作原理。

2）.掌握用集成运算放大器设计D/A转换电路。

3.设计要求

1）. 以集成计数器为主要器件，设计一个阶梯波发生器，要求输出如图所示波形。周期为

2ms。

2）.依据设计结果，创建实验电路。

3）.仿真、调试。

4.设计方案

1）由时钟信号发生器、计数器和D/A转换器组成电路。

2）时钟信号发生器的信号频率可调，可采用由555构成的多谐振荡器。

3）由74LS161反馈置零法确定方波的阶数。

4）D/A转换器将计数器的输出值转换为模拟电压。

5.设计原理

5.1预置数功能实现

如下图

5.2时钟信号发生器

时钟信号发生器可由振荡器构成，振荡器采用555构成的多谐振荡器，通过改变阻值实现振荡器频率可调。利用555定时器组成的多谐振荡器接通电源后，电容C1被充电，当电压上升到一定数值时里面集成的三极管导通，然后通过电阻和三极管放电，不断的充放电从而产生一定周期的脉冲，通过改变电路上器件的值可以微调脉冲周期。由所学知识知T= (R1+2R2)*C1,则f=1/T,通过直接按键盘字母F（增加R2的接入阻值）或者Shift+F（减小R2的接入阻值）来改变频率。

连线电路如下图：

确定阶梯波的周期

方波发生器由555占空比可调的方波发生器产生，由于电路中二极管1D 、

2D 的单向导电特性，使电容器C 的充放电回路分开，调节电位器，就可调节多谐振荡器的占空比。1R 、5R 和2D 向电容C 充电，充电时间为

0.7pH A t R C

≈ . 电

容器C 通过 1D 、3R 、5R 及555中的二极管T 放电，放电时间为0.7PL B t R C ≈,

因此振荡频率为

1pH pL

f t t =

+

电路输出波形的占空比为*100%A A B R q R R =

+ 振荡周期

1

T f =

5.3 D/A转换器

D/A转换器将计数器的输出值转换为模拟电压。QA、QB、QC、QD四个输入信号经过布线延时以后，高低电平变换不是同时发生的，因此在转换过程存在竞争冒险现象，这导致输出信号"OUT"出现了毛刺。

在此次设计中我采用低通滤波（R=1Kohm，C=0.05nF），把出现的尖顶脉冲滤除。

功能实现如下图所示：

连线电路如下图：

5．4整体电路图

VCC

4k¦¸

Key=A

6、心得体会

转眼间，断断续续为期一周的数字电路课程设计就结束了。通过这一周的课程设计，我拓宽了知识面，锻炼了能力，综合素质得到较大提高。同时，也与同伴培养了极好的默契，

在课程设计的过程中，由于对理论掌握的不熟练，以及操作过程中的失误，都会导致最后结果出不来。但是，我们通过不断的学习，讨论，请教，不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，虽然经过很多次的修改以及讨论才最终成功，但对我们而言以及及其优秀了，相信以后的我们会更加的熟练与学习。

在本次课程设计中我们明白了实际能力的培养对我们而言是至关重要的，我们必须从课堂走向实践。也是通过课程设计，让我们找出自身状况与实际需要的差距，并在以后的学习期间及时补充相关知识，培养一个良好的学习态度。

7.参考文献

1.康华光，电子技术基础（数字部分）第五版 高等教育出版社