数字积分器（数字电路）课程设计报告书.doc

数字电路课程设计报告书 课设名称：数字积分器 目录 一、设计任务与要求………………………………………………3 二、方案选择与原理………………………………………………4 （一）基本运算电路……………………………………………………4 1、运算放大器的主要技术参数……………………………………………………4 2、基本运算电路……………………………………………………………………6 3、积分电路…………………………………………………………………………7 （二）555构成的比较电路……………………………………………8 1、555简介………………………………………………………………………8 2、555芯片说明…………………………………………………………………8 3、555构成的电压频率转换电路………………………………………………11 三、整体实验方案…………………………………………………12 (一)V/F转换器………………………………………………………13 (二) 单稳电路(积分时间)…………………………………………15 (三)四位十六进制计数器…………………………………………16 （四）设计方案整体……………………………………………17 四：EDA仿真及调试………………………………………………18 五、面包板连线及电路调试………………………………………20 六、实验数据………………………………………………………22 七、心得体会………………………………………………………22 题目一：数字积分器 一．设计任务 （一）设计要求： 1、模拟输入信号0~10V, 积分时间1~10秒，步距1秒。 2、积分值为0000~9999。 3、误差小于1%±1LSB。 4、应具有微调措施，以便校正精度。 （二）设计方案 1、通过数字积分器，对输入模拟量进行积分，将积分值转化成数字量并显示。输入与输出的对应关系为：输入1V，转化为频率100HZ，计数器计数为100，积分为1S，积分十次，输出为1000. 输入模拟量的范围为0~10V，通过10次积分，输出积分值为0000~9999.误差要求小于1%±1LSB。数字积分器应具有微调措施，对于有元件参数引起的误差，以通过微调进行调节使其达到误差精度。微调的措施应尽可能使电路简单，便于调节，能提供微小调节，尽快达到要求。 2、方案选择 （三）所用元器件 组件：74LS00、74LS08、74LS161 μa741，NE555，3DK7，LM358 电阻: 100KΩ*2 10KΩ*2 300KΩ*1 51KΩ*1 2KΩ*1 电容：0.1μF*3 100μF*1 调零电位器：10KΩ 二、方案选择与原理 （一）基本运算电路 原理与说明： 1．运算放大器的主要技术参数 双输入、单输出运算放大器的符号如图1所示，各端子相对于地的电压及端子电流如图中所示。在实际中，运算放大器有上千种型号，描述其性能的技术参数如下： 图1 运算放大器的符号 图2运算放大器的输入失调电压 LM358管角图 （1）输入失调电压Uio 实际运放由于制造工艺问题，两个输入通路不可能完全匹配，当输入电压Ui为零时，输出电压Uo并不为零。这相当于在两输入通路完全匹配运放的输入端串有一电压源Uio，如图2所示。显然，当Ui =Uio时，输出电压Uo=0。Uio称为运放的输入失调电压。对超低失调运放，Uio可低于20?V。 输入失调电压的一种测试电路如图3所示，R=R1//Rf，可求得 按上式用电压表测得输出电压Uo后，可计算出输入失调电压Uio。 （2）输入失调电流Iio 运放输出电压为零时，两个输入端静态电流的差值定义为输入失调电流。 图3 测试失调电压的电路 （3）输入偏置电流Iib 运放输出电压为零时，两个输入端静态电流的平均值定义为输入偏置电流。 对双极型运放，可达纳安量级；对MOS运放，可达皮安量级。 图2.6-3 测试失调电压的电路 （4）开环电压增益A0 运放的电压传递函数与频率有关，在一定频率范围内近似为 式中：A0为直流增益；?0=2? f0为3dB角频率，f0通常在10Hz以下。 在无外部反馈条件下，给运放施加一小信号，使运放工作在线性区，且信号频率很低，低于运放的3dB带宽，输出信号电压与输入差分信号电压的比值称为开环电压增益。其值A0可超过100dB。 对设计良好的运放或内部补偿运放，开环电压增益与3dB带宽频率的乘积近似等于单位增益频率（增益为1时的频率），它是有源滤波器设计中一个很重要的参数。对?A741型运放，其典型值为1MHz。 （5）转换速率SR（也称压摆率） 在阶跃电压输入下，运放输出电压的最