四位数字显示函数信号发生器的设计和制作.doc

《综合电子技术》 课 程 设 计 指 导 书 四位数字显示函数信号发生器 的设计和制作 杨栋 王尧编 三 江 大 学 电 气 工 程 与 自 动 化 学 院 二ΟΟ七年十二月 一、设计目的 　在《模拟电子技术》和《数字电子技术》课程学习和实验的基础上,通过《综合电子技术》课程设计,使学生在电子技术基础知识和设计、调试能力方面达到以下要求: 1.进一步加深理解电子线路基本功能单元的工作原理及其电路设计、参数选择方法； 2.学会绘制电路原理图、接线图，学会正确安装、调试并排除常见故障； 3.熟悉示波器、信号发生器、稳压电源及晶体管毫伏表的正确使用，重点要求学会使用示波器观测信号波形、幅值。 二、设计任务 设计一个能输出正弦波、锯齿波、矩形波等信号频率，并能数字显示（四位）频率的多波形函数发生器。 三、技术指标 该波形发生器的主要技术指标如下： 1.可输出正弦波、锯齿波（含三角波）、矩形波（含方波）等波形； 2.输出信号频率范围：1HZ~9999HZ并能四位数码显示。 四、系统框图和各功能单元介绍及要求 1. 系统框图：本设计为一具有四位数字显示频率的函数发生器，其系统框图如下： 2.各单元电路及要求： 电源部分 设计一组±1.2V～±20V可调直流稳压电源 信号源部分 正弦波信号源： 输出正弦电压频率f0=1KHZ、f0=10KHZ两档； 输出正弦电压V0(有效值)0.5V～5V可调； 输出直流偏移电压范围:0～±3V； 矩形波信号源 输出矩形波电压频率: 1KHZ、10KHZ两档； 输出矩形波电压幅值: ±5V； 输出矩形波电压直流偏移电压范围: 0～±3V； 锯齿波信号源 锯齿波频率: 1KHZ、10KHZ两档； 锯齿波电压幅值: ±4V； 可输出正反向锯齿波及三角波； 秒信号源：产生周期为一秒的方波信号，作为测控时基信号。 控制单位：产生一系列顺序脉冲，用作计数，保持，显示和复位控制，使频率计按时序正常工作。 偏移放大、整形电路：将输入正弦波、三角波等被测信号变换为方波脉冲序列，以便测量其频率。 计数闸门：用于产生一秒钟内的被测信号脉冲个数，便于后面电路计数显示。 计数、译码、驱动和显示电路：在控制电路产生的顺序脉冲控制下，周期性地计数和显示被测信号频率。 3.选做部分 1）频率显示时间延长； 2）加秒信号输出功能； 3）溢出指示。 五、设计要求 1．选择各部分电路结构，按上列指示要求，设计计算有关电路各参数，并最终选出元器件； 2．画出各部分电路原理图及接线图，列出各电路元器件的明细表。（注意电路图中各元器件统一编号）； 3．在原理图上标明各级电路预期的输出波形及测量值，并在接线图上选定测试点； 六、调试要求 1.列出各部分电路调试过程并自拟数据表格和所需测试的有关波形，做详细记录。 2.记录调试过程中出现的故障，经过分析并提出解决的办法。 3.各单元电路调试完毕后，联调观测产生信号波形和频率显示。 八、总结报告 总结报告必须包括以下内容： 1.系统方框图； 2.各部分的电原理图； 3.各部分的接线图，及元器件明细表； 4.各部分的测试记录（数据及波形）； 5.将测试结果与理论值进行比较，指出误差产生的原因； 6.列出测试过程中出现的主要故障及解决办法； 九、设计步骤 1.讲课：布置设计任务、要求；重点讲解各单元电路工作原理及设计进度。 2.设计电路、计算参数，选择元器件； 3.画原理图； 4.画接线图、列元器件明细表； 5.安装各单元电路； 6.测试各单元电路；分阶段验收； 7.写总结报告； 8.验收、答辩或卷面测试、评分。 十、参考电路 （一）正负输出（双路）可调直流稳压电源 *调试要点： 按图一电路在面包板上连线，正、负输出端均采用万用表进行测量，通过调节可变电阻器R102及R104，观察正、负输出的可调范围。其中LM317芯片的引脚2与引脚1之间的电压为1.25V，LM337芯片的引脚3与引脚1之间的电压为－1.25V。 （二）正弦波电压信号源 方案一： *调试要点：按图四电路在面包板上连线，调节可变电阻器R404，观察V04波形；调节可变电阻器R412和R409，观察V05波形；并分析原因。 方案二： 图 三 正 弦 波 电 压 信 号 源（方案二） *调试要点：按图五电路在面包板上连线，调节可变电阻器RP1，RP2，RP3，RP43观察V0波形；并分析原因。 方波、锯形波信号源 *调试要点：按图六电路在面包板上连线，调节可变电阻器R504，R506，观察V06和V07的波形；并分析原因。 （四）秒信号发生器 方案一：NE555多谐振器 电路中4011为四二输入与非门，3脚输出方波。 *调试要求： 按图二电路在面包板上正确连线，加电开始观测。调节是电位器Rp可改变灯闪的频率，即输出