2015年电子设计大赛综合测评题课程设计

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郑州轻工业学院

电子技术课程设计

题目: 2015年电赛测评试题

*名:***

专业班级:电信13-01 学号: ************ 院(系):电子信息工程学院

指导教师:曹卫锋谢泽会

完成时间: 2015年10月 29日

郑州轻工业学院

课程设计任务书

题目 2015年电子设计大赛综合测评试题

专业电信工程13-1 学号 541301030134 姓名王苗龙

主要内容、基本要求、主要参考资料等:

主要内容

1.阅读相关科技文献。

2.学习电子制图软件的使用。

3.学会整理和总结设计文档报告。

4.学习如何查找器件手册及相关参数。

技术要求

1、使用555时基电路产生频率20kHz-50kHz连续可调,输出电压幅度为1V的方波Ⅰ;

2、使用数字电路74LS74,产生频率5kHz-10kHz连续可调,输出电压幅度为1V的方波Ⅱ;

3、使用数字电路74LS74,产生频率5kHz-10kHz连续可调,输出电压幅度峰峰值为3V的三角波;

4、产生输出频率为20kHz-30kHz连续可调,输出电压幅度峰峰值为3V的正弦波Ⅰ;

5、产生输出频率为250kHz,输出电压幅度峰峰值为8V的正弦波Ⅱ;方波、三角波和正弦波的波形应无明显失真(使用示波器测量时)。频率误差不大于5%;通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%。

主要参考资料

1.何小艇,电子系统设计,浙江大学出版社,2010年8月

2.姚福安,电子电路设计与实践,山东科学技术出版社,2001年10月

3.王澄非,电路与数字逻辑设计实践,东南大学出版社,1999年10月

4.李银华,电子线路设计指导,北京航空航天大学出版社,2005年6月

5.康华光,电子技术基础,高教出版社,2006年1月

完成期限: 2015年10月30日

指导教师签章:

专业负责人签章:

2015 年 10月26日

2015年电子设计大赛综合测评试题

摘要

模拟电路中,多种波形产生电路属于信号的运算与处理电路,它主要由信号产生电路、信号运算电路、信号处理电路构成。555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件,可通过一定数目的电容、电阻构成多谐振荡器。74ls74是一种上升沿双D触发器芯片,可以对信号分频处理。LM324为四通道运放集成芯片,可以构成信号基本运算电路。本课程设计的基本目标:使用555多谐振荡器产生方波作为信号源,由74ls74对信号进行四分频处理,由LM324四运放芯片对信号分别独立进行积分运算、低通滤波运算,带通滤波运算从而得到所需波形。通过理论计算分析,最终实现规定的电路要求,并做成实物,经过反复检测,符合设计要求。

关键词:波形产生分频信号运算信号处理

目录

1 设计方案 0

1 设计方案 0

2 多波形产生电路设计 (2)

2.1 设计原理 (2)

2.2 整体流程框图 (1)

3 单元电路设计 (3)

3.1 555多谐振荡器 (2)

3.2 74ls74分频电路 (3)

3.3 积分电路 (4)

3.4 低通滤波器 (5)

3.5 带通滤波器 (6)

4 元件参数选择 (8)

4.1 555多谐振荡器 (8)

4.2 74ls74分频电路 (8)

4.3积分电路 (8)

4.4低通滤波器 (9)

4.5带通滤波器 (9)

5 结论 (10)

6 个人总结 (11)

参考文献 (12)

附录1 电路原理图及元件清单 (13)

附录2 PCB及实物照片 (14)

1 设计方案

1 设计方案

使用555和外围电路构成多谐振荡器,产生20kHz-50kHz的方波作为信号源,利用此方波作为基本信号。将基本信号通过电阻分压可得到电压幅度1V、20kHz-50kHz连续可调的方波I;将基本信号通过74ls74双D触发器进行四分频,然后电阻分压得到5kHz-10kHz连续可调电压幅度为1V的方波II;将方波II通过由LM324四通道运放构成的积分电路,得到5kHz-10kHz连续可调电压幅度峰峰值为3V的三角波;将方波I通过由LM324四通道运放构成的低通滤波器,得到20kHz-50kHz连续可调电压幅度峰峰值为3V的正弦波I;将基本信号固定频率,然后通过由LM324四通道运放构成的带通滤波器,得到250 kHz左右的正弦波,再通过由LM324四通道运放构成的低通滤波器,得到250k峰峰值8V的正弦波II。

2 多波形产生电路设计

2.1 设计原理

555多谐振荡器:电源接通时,555的3脚输出高电平,同时电源通过R1R2向电容c充电,当c上的电压到达555集成电路6脚的阀值电压(2/3电源电压)时,555的7脚把电容里的电放掉,3脚由高电平变成低电平。当电容的电压降到1/3电源电压时,3脚又变为高电平,同时电源再次经R1R2向电容充电。这样周而复始,形成振荡。

74ls74四分频:74LS74是个双D触发器,把其中的一个D触发器的Q非输出端接到D输入端,时钟信号输入端CLOCK接时钟输入信号,这样每来一次CLOCK 脉冲,D触发器的状态就会翻转一次,每两次CLOCK脉冲就会使D触发器输出一个完整的方波,这就实现了二分频。把同一片74LS74上的两路D触发器串联起来,其中一个D触发器的输出作为另一个D触发器的时钟信号,这就实现了四分频。

LM324:四通道运算放大器,与一定数目的电阻电容可以构成积分电路、低通滤波器、带通滤波器,从而实现信号的运算处理。

2.2 整体流程框图

图2-1 多波形产生器设计框图

如图2-1展示了此多波形产生电路的基本工作流程,经过仿真验证证明此电路的可行性。

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