脉冲信号发生器

电子技术综合训练

设计报告

题目：脉冲信号发生器

姓名：xxx

学号：xxxxxxx

班级：xx 电气及其自动化xx

同组成员：xxx

指导教师：xxx

日期：2011年1月4日

脉冲信号发生器的原理主要分为四部分，即正弦波的产生，方波的变换，分频电路和倍频电路，并由这四部分最终产生三种不同频率的信号，其要点在于电路的线路连接及焊接。通过设计体会理论与实际结合的重要性.

关键字：正弦发生多谐振荡器降频电路锁相环

一、设计任务和要求 (5)

1.1设计任务 (5)

1.2设计要求 (5)

二、系统设计 (6)

2.1系统要求 (6)

2.2方案设计 (6)

2.3系统工作原理 (7)

三、单元电路设计 (8)

3.1 RC正弦发生器 (8)

3.1.1电路结构及工作原理 (9)

3.1.2电路仿真 (9)

3.1.3元器件的选择及参数确定 (9)

3.2 555定时器组成的多谐振荡器 (9)

3.2.1电路结构及工作原理 (9)

3.2.2电路仿真 (11)

3.3 74LS161计数器降频电路 (11)

3.3.1电路结构及工作原理 (11)

3.3.2电路仿真 (11)

3.3.3元器件的选择及参数确定 (11)

3.4 锁相环升频电路 (13)

3.4.1电路结构及工作原理 (13)

3.4.2元器件的选择及参数确定 (15)

四、系统仿真 (17)

五、电路安装、调试与测试 (18)

5.1电路安装 (17)

5.2电路调试 (17)

5.3系统功能及性能测试 (17)

5.3.1测试方法设计 (18)

5.3.2测试结果及分析 (18)

结论 (19)

参考文献 (20)

总结、体会和建议 (21)

附录 (22)

一、设计任务和要求

1.1设计任务

设计并制作一个脉冲信号发生器。

1.2设计要求

1、能够输出1KHZ正弦波信号；

2、由该1KHZ正弦信号产生100HZ脉冲信号；

3、由100HZ脉冲信号产生10KHZ脉冲信号；

4、输出信号能够在这三种信号中通过电子开关进行选择，电子开关由按键控制，并且能够对选择的信号用发光二极管指示；

5、按照要求，设计电路原理图，用multisim进行仿真，用万用板焊接元器件，完成调试、测试，撰写设计报告。

二、系统设计

2.1系统要求

运用所学到的数电模电知识查找到的资料结合实际，设计原理图，焊接元器件，要求满足课设课题要求。

2.2方案设计

先由文氏振荡电路产生1kHZ正弦波信号。再通过555组成的多谐振荡器产生1kHZ矩形波，此为第一路输出。经过74LS161计数器降频可以产生100HZ 的矩形波，此为第二路输出。100HZ的矩形波由HEF4046BP和HEF4518BP组成的锁相环升频电路变成10KHZ，此为第三路输出。用两个开关控制1kHZ正弦信号，100HZ方波信号，10kHZ方波信号。

系统原理图：

2.3系统工作原理

产生预期1kHZ正弦波信号，再将正弦波转换为同频率的方波，然后降频到100HZ，最终升频到10kHZ，每一步的信号产生都有各种可选方案，比如正弦波的产生就有：利用ICL8038产生正弦波，石英晶体正弦振荡器电路，电感三点式振荡电路。方波转换电路有：利用施密特触发器，利用滞回比较器，利用555组成的单稳态及多谐振荡器。由于电路设计中要求用100HZ的脉冲信号产生10KHZ的脉冲信号，因此，我们想到了用锁相环CD4046和两个十进制计数器74LS160构成频率变化100倍的变频电路

根据每一部分的设计方案，我们最终选择的方案为：RC振荡电路、多谐振荡器、74LS161计数器设计的同步十进制加法计数器降频电路和锁相环升频电路。

原理方框图如下：

三、单元电路设计

3.1 RC正弦发生器

3.1.1电路结构及工作原理

正弦波振荡的平衡条件为AF=1。正弦波振荡电路必须由四部分组成，分别为放大电路、选频网络、正反馈网络和稳幅环节。当f=f。时Uf与Uo同相，此时F=1∕3。从而A=Au=3，即可构成正弦波振荡电路。

根据起振条件和幅值平衡条件

Au=Uo∕Up=1+R4∕R3≥3

所以R4的取值略大于2R3

若使产生正弦波的频率为1khz，则电阻电感的值为：R1=R2=480欧C1=C2=0.33uf

3.1.2电路仿真

3.1.3元器件的选择及参数确定

C=C1=C2=330nf，R1=R2=480Ω，R3=1.47kΩ，R4=700Ω

3.2 555定时器组成的多谐振荡器

3.2.1电路结构及工作原理

通电源后，当Vc上升到2Vcc/3时，使V o为低电平，同时放电三极管T导通，此时电容C通过R2和T放电，Vc下降。当Vc下降到Vc/3时，V0翻转为高电平。电容器C放电所需的时间为

Tl=R7Cln2≈0.7R7C

当放电结束，T截止，Vcc将通过R1、R2向电容器C充电，Vc由Vcc/3上升到2Vcc/3所需时间为

Th=（R5+R7）Cln2≈0.7（R5+R7）C

其震荡频率为

f=1/(Tl+Tp) ≈1.43/（R5+2R7）C

3.2.2电路仿真

元器件的选择及参数确定

C3=40nf,C4=100nf,C5=10nf.R5=R7=10kΩ

3.3 74LS161计数器降频电路

3.3.1电路结构及工作原理

将1kHZ的脉冲降频为100HZ的脉冲信号需要利用十进制计数器将频率降低，其中1kHZ的脉冲作为计数器CLK信号，十进制计数器的进位信号作为输出脉冲，则输出脉冲频率为100hz。

故采用的方法有利用十六进制计数器74LS161和与非门构成的十进制计数器。