电工电子实验报告-南邮课程设计

目录

第一章技术指标 (2)

1.1 系统功能要求 (2)

1.2 系统结构要求 (2)

1.3 电气指标 (2)

1.4 设计条件 (2)

第二章整体方案设计 (2)

2.1 整体方案 (2)

2.2 整体原理及方框图 (2)

第三章单元电路设计 (4)

3.1 频率控制电路设计 (4)

3.2 计数器设计（256） (5)

3.3 存储器及正弦函数表 (6)

3.4 D/A（II）正弦波产生电路 (7)

3.5幅度控制 (8)

3.6 阻抗控制 (9)

3.7整体电路图 (9)

3.7 整体元件清单（理论值） (9)

第四章测设与调整（数据） (11)

4.1 频率控制电路调测 (11)

4.2 地址计数器电路调测如下： (11)

4.3 存贮器电路调测（R=1千欧） (11)

4.4 数字幅度电路调测 (11)

4.5 波形扩展 (11)

4.6 整体指标测试 (12)

第五章设计小结 (13)

5.1电子电路课程设计的意义 (13)

5.2 设计任务完成情况 (13)

5.3 问题及改进 (13)

5.4 心得体会 (14)

附录 (15)

参考文献 (15)

主要芯片介绍： (15)

第一章技术指标

1.1 系统功能要求

数控正弦函数信号发生器的功能是，用数字电路技术产生正弦波信号。正弦波输出信号的频率和电压幅度均由数字式开关控制。

1.2 系统结构要求

数控正弦波信号发生器的结构要求如图（1）所示，其中正弦波发生器采用数字电路产生正弦信号，频率选择开关用于选择输出信号的频率，幅度选择开关用于选择输出信号电压幅度。频率选择开关和幅度选择开关均应采用数字电路。

1.3 电气指标

输出信号波形：正弦波

输出信号频率范围：1kHz~5kHz

输出信号最大电压：2.8V (峰峰值)

输出阻抗：50Ω

幅度选择档位：5档

波形可选择：方形，正弦波，三角波，斜波

输出频率最小步长：20Hz

1.4 设计条件

电源条件：+5V,-5V

•可供选择器件如下：

•型号名称及功能数量

•DAC0832 8位D/C转换电路 2

•MC4046 锁相电路 1

•28C64B EEPROM存储器 1

•T4LS393 双16进制计数器 1

•MC4051 四模拟开关 1

•TL084 运算放大器 1

•8路开关双制直插式微型开关 2

•MC4060 与晶振为频率器 1

•CD7474 双D型触发器 3

•CD7404 六反向器 1

•74139 译码器 2

•LED 二极管12

•单开关开关 3

•晶振32768k 1

•其他若干电阻，电容

第二章整体方案设计

2.1 整体方案

事先对正弦波进行取样，把各个取样点的取样值存入存储器构成正弦函数表（可以存入一个周期完整信号，也可以存入半个周期或1/4周期）。通过数字频率控制电路对正弦函数表的读取，再把读出的取样值取出还原成原始的正弦信号。

2.2 整体原理及方框图

通过频率控制开关改变频率控制电路的输出频率，由此改变计数器（地址发生器）的循环计数速度，进而改变从存储器取出样值的速度，经D/A变换后输出正弦波信号。再由幅度控制开关控制输出信号的电压幅度。

数字式频率选择开关控制D/A变换的数据。D/A（I）,其转换输出一直流电压控制锁相环中的压控振荡器输出频率，压控振荡器输出频率作为地址代数器输入。地址代数器产生256个地址依次从贮存器中取出正弦信号的样值。该样值经D/A（II）变换，输出一正弦波。幅度开关控制衰减电路使幅度变化。放大电路可满足输出信号的幅度及输出阻抗的要求。

图（2）

第三章单元电路设计

3.1 频率控制电路设计

频率控制电路含频率开关D/A（I）和压控振荡器，如图（3）所示。输出的正弦信号频率要求为1kHz~5kHz，则模28计数器输入时钟信号的频率范围为256kHz~1280kHz，即第一部分电路产生的方波频率范围的下限应小于256kHz，上限应为1280kHz。据此可得理论值：

5.7

,

2

1=

=

Ω

=

Ω

30

k

,

PF

R

C

1

R100

k

图（3）

•压控振荡器的压控特性与VDD、R1、R2、C1取值大小有关。VDD一定时，只与R1、R2、C1有关，如果不接R2，振荡器的频率为0Hz~fmax,

这时fMAX由下式计算：

•fMAX=1/[R1(C1+32PF)] ，频率与电压VDD的关系如图：

•如使用R2，振荡器的频率由fmin~fmax,可由下式计算：

•fMin=1/[R2(C1+32PF)]

•fMax=1/[R2(C1+32PF)]+ 1/[R1(C1+32PF)]，频率与电压VDD的关系如图：

3.2 计数器设计（256）

8

M计数器（74LS393）级联扩展而成，设计如图所

=

M计数器，可由42

2

=

示：