電子技術(shù)課程設(shè)計報告--低頻正弦信號發(fā)生器

1、<p><b>　　電子技術(shù)課程設(shè)計</b></p><p>　　課題名稱 : 低頻正弦信號發(fā)生器</p><p>　　班 級 : </p><p>　　姓 名 : </p><p><b>　　指導(dǎo)教師 : </b></p><p>　　日

2、 期 : 2012年12月27號</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　此次課程設(shè)計，我們組所選的題目是低頻正弦信號發(fā)生器，它的要求如下：1.信號頻率范圍20HZ～20kHZ；2.輸出信號電壓幅度5；3.輸出信號頻率數(shù)字顯示；4.輸出電壓幅度數(shù)字顯示。根據(jù)題目的要求，我們根據(jù)所學(xué)的知識初步判斷，這是一個數(shù)字電子技術(shù)與模擬電子技術(shù)相結(jié)合的題目，

3、中間必然會用到數(shù)模之間的轉(zhuǎn)換，很明顯，我們要用的是A/D轉(zhuǎn)換。于是我們組就先將題目大致分成四個模塊：正弦波的產(chǎn)生、正弦波幅值的調(diào)節(jié)、頻率數(shù)字顯示和幅度數(shù)字顯示。并根據(jù)手中已有的數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)教材，在網(wǎng)上和圖書館中尋找我們需要的資料。當(dāng)資料收集的差不多的時候，就著手進行開始電路圖的設(shè)計與仿真。在工作的過程中，我們又發(fā)現(xiàn)所收集的資料與具體的操作中有出入，中途又幾次在網(wǎng)上和圖書館中收集我們所欠缺的資料，最終經(jīng)過一周多的時間完成了此

4、次任務(wù)，也從中學(xué)到了很多。由于時間倉促和我們水平的有限，其中不免會有不太合理的地方，請諒解。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　前言………………………………………………………………………2</p><p>　　摘要………………………………………………………………………4</p><p>　　系

5、統(tǒng)概述……………………………………………………………5</p><p>　　單元電路設(shè)計………………………………………………………8</p><p>　　正弦波的產(chǎn)生模塊 ……………………………………………8</p><p>　　正弦波的幅值調(diào)節(jié)模塊 ………………………………………13</p><p>　　正弦波的的頻率數(shù)字顯示模塊……………

6、……………………14</p><p>　　正弦波的幅值數(shù)字顯示模塊 ………………………………… 18</p><p>　　參考文獻……………………………………………………………22</p><p>　　鳴謝…………………………………………………………………22</p><p>　　元器件明細表………………………………………………………22&l

7、t;/p><p>　　收獲體會與存在問題………………………………………………23</p><p>　　評語…………………………………………………………………25</p><p><b>　　低頻正弦信號發(fā)生器</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　

8、正弦信號發(fā)生器是信號中最常見的一種，它能輸出一個幅度可調(diào)、頻率可調(diào)的正弦信號在這些信號發(fā)生器中，又以低頻正弦信號發(fā)生器最為常用，在科學(xué)研究及生產(chǎn)實踐中均有著廣泛應(yīng)用。 </p><p>　　由數(shù)字電路構(gòu)成的低頻信號發(fā)生器，多是由一些芯片組成，其低頻性能比模擬信號發(fā)生器好得多，并且體積較小，輸出的信號諧波較少，頻率和振幅相對比較穩(wěn)定。本文借助555定時器產(chǎn)生方波，再借助濾波電路，產(chǎn)生頻率可調(diào)且輸出穩(wěn)定的正弦波。&l

9、t;/p><p>　　在產(chǎn)生了穩(wěn)定可調(diào)的正弦波之后，本組借助A/D轉(zhuǎn)換，用一些芯片，將正弦波信號的幅值通過數(shù)碼管顯示出來，完成幅顯的功能。并且用一種數(shù)字電路中常用的十進制計數(shù)器芯片74LS160將正弦波的頻率通過數(shù)碼管顯示出來，完成頻顯的功能。</p><p>　　關(guān)鍵詞 低頻 555定時器 正弦信號 濾波 頻顯 幅顯</p><p><b>

10、　　技術(shù)要求</b></p><p><b>　　1、輸出為正弦信號</b></p><p>　　2、輸出正弦信號頻率為20HZ—20kHZ可調(diào)</p><p>　　3、數(shù)碼管顯示正弦信號幅值-5v--+5v可調(diào)</p><p>　　4、數(shù)碼管顯示正弦信號頻率</p><p><

11、b>　　一、系統(tǒng)概述</b></p><p>　　正弦信號發(fā)生器又稱正弦波振蕩器，產(chǎn)生其信號的振蕩器種類繁多，下面介紹三種切實可行的方案。</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　直接數(shù)字合成頻率合成器（又稱DDS）使用集成芯片AT89C52作為產(chǎn)生20HZ～器等部分實現(xiàn)調(diào)頻、調(diào)幅，ASK、PSK等功

12、能，系統(tǒng)采用自動增益控制電路，通過啟動DDS電路，把內(nèi)存緩存區(qū)的數(shù)據(jù)送到DDS后輸出相應(yīng)的頻率，使輸出信號峰．峰值穩(wěn)定在5 V左右，并送到20kHZ正弦信號的核心部件，并且運用DDS電路、8位數(shù)碼管顯示、功率放大LED(發(fā)光二極管)顯示器進行顯示。該系統(tǒng)輸出穩(wěn)定度和精度極高，適用于通信系統(tǒng)和高精度儀器。DDS以穩(wěn)定度高的參考時鐘為參考源，通過精密的相位累加器和DSP(數(shù)字信號處理器，DDS系統(tǒng)的一個顯著特點是在DSP控制下能精確快速地處

13、理頻率和相位)、高速D／A變換器產(chǎn)生所需的數(shù)字波形(通常是正弦波形)，經(jīng)過模擬濾波器后，得到最終的頻譜純凈、頻率和相位都可以編程控制且穩(wěn)定性很好的模擬正弦波形，此正弦波能夠直接作為基準信號源。下圖是整個系統(tǒng)的流程圖：</p><p>　　圖1 方案一原理方框</p><p>　　但是直接數(shù)字頻率合成式(DDS)信號發(fā)生器，其電路實現(xiàn)起來不是很容易，需用的集成芯片較復(fù)雜，且需要其他外圍器件

14、，因而其成本較高．它所使用硬件描述語言實現(xiàn)脈寬輸出簡化編程復(fù)雜度，其輸出顯示需要LED數(shù)碼管與單片機合作使用，對于我們剛學(xué)完匯編語言的大學(xué)生來說，實現(xiàn)起來甚是困難。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　基于正弦脈寬凋制(SPWM)理論．提出適合于數(shù)字電路實現(xiàn)的，抗干擾性強，可靠性較高的一種正弦信號發(fā)生器構(gòu)想，它的總體構(gòu)思是利用可編程邏輯器

15、件(PLD)產(chǎn)生正弦調(diào)制的脈寬信號，然后通過三相PWM 逆變電路實現(xiàn)濾波從而產(chǎn)生精確的正弦信號．其優(yōu)點在于使用可編程邏輯器件，使得整個電路控制靈活(可以在線編程)，而且可實現(xiàn)的輸出頻率范圍廣；采用脈寬調(diào)制形式使得能夠?qū)敵鲭妷悍群皖l率連續(xù)調(diào)節(jié)；濾波方法簡單有效．與常規(guī)的用模擬電路方式實現(xiàn)的信號發(fā)生器和查表式的信號發(fā)生器相比，它的輸出頻率穩(wěn)定、精度高、范圍廣。</p><p>　　脈沖寬度調(diào)制(Pulse Wid

16、th Modulation，PWM)是用載波信號調(diào)制相當(dāng)于基波的正弦信號，從而達到能夠調(diào)節(jié)輸出脈寬的方式．正弦信號脈寬調(diào)制，它是采用三角載波信號調(diào)制正弦信號．其傳統(tǒng)的實現(xiàn)方法，是讓三角波發(fā)生電路與正弦波發(fā)生電路通過一個比較器產(chǎn)生脈寬調(diào)制波．</p><p>　　但是，采用這種方式實現(xiàn)的脈寬信號大多采用模擬電路控制，由于采用大量的模擬元件組成電路，容易受溫度漂移影響，造成頻率和相位不穩(wěn)定．它的控制電路復(fù)雜，給安裝和

17、調(diào)試帶來不便。</p><p><b>　　方案三：</b></p><p>　　基于555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器能夠產(chǎn)生正弦信號，可以采用數(shù)字電路作為正弦信號發(fā)生器。這種方法是由555首先產(chǎn)生正弦信號波，然后使其通過兩個雙BCD加法計數(shù)器4518，進行4級級聯(lián)分頻，選出滿足要求的某一特定頻率，再通過后面的濾波電路和放大電路輸出信號。對于頻率和電壓的顯示，再分別設(shè)計電

18、路圖，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片使其變成能夠在數(shù)碼管上顯示的數(shù)字信號。這種設(shè)計電路的核心部件是555定時器，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器來改變信號的頻率，使其滿足要求，在20HZ～20kHZ變化，當(dāng)然也可以用另一個變阻器來使電壓達到5V。</p><p>　　圖2 方案三原理方框</p><p>　　對上述電路的實現(xiàn)以及調(diào)節(jié)方法都比較簡便可靠，并且產(chǎn)生的正弦信號誤差較小，與理論值相差不大，只是在顯示頻率和電壓

19、方面，由于其電路中用到的元件主要是模數(shù)轉(zhuǎn)換器，還附加另外的一些元件，使其連接變得很復(fù)雜，需認真看圖，并且MF10在我們經(jīng)常使用的仿真軟件Multisim中沒有，故有很多部分是不能進行仿真的，這不利于我們發(fā)現(xiàn)錯誤，就連連接的對錯我們都不是很清楚另。外還有一點，我們所學(xué)的芯片不多，A/D轉(zhuǎn)換我們學(xué)的就更少了，對于在短時間內(nèi)要對這么多的芯片進行重新學(xué)習(xí)是有一定難度的，況且我們沒辦法仿真的話，對錯就更不清楚了。雖然這種方法可行，但不是我們的首選

20、。我們選擇了方案四。</p><p>　　方案四：在數(shù)字電子技術(shù)書中，我們學(xué)習(xí)了利用555定時器產(chǎn)生方波的原理，基于熟悉的知識，我們決定用555定時器先產(chǎn)生頻率可調(diào)的方波，再利用模擬電子技術(shù)中所學(xué)的濾波電路搭建一個多階的濾波電路（我們采用的是三階可調(diào)濾波電路），利用方波產(chǎn)生頻率可調(diào)的正弦波。再利用數(shù)字電子技術(shù)所學(xué)的十進制計數(shù)器74LS160和數(shù)碼顯示DCD-HEX來完成頻率的顯示。由濾波電路產(chǎn)生的正弦波信號，經(jīng)過

21、一個放大器放大后，形成幅值在-5v--+5v可調(diào)的正弦波信號，最后在利用我們所沒有學(xué)過的A/D轉(zhuǎn)換裝置，經(jīng)過數(shù)碼顯示裝置，完成幅值顯示功能。其原理方框圖如下：</p><p>　　圖3 方案四原理方框</p><p>　　對我們來說，這些方法在我們的知識范圍內(nèi)，其原理和一些注意要點都為我們所熟悉，用到的一些芯片可以通過查閱參考書了解其作用和其原理以及管腳圖的連接，其中比較難的也許是模擬電路

22、那塊，原理和調(diào)試仿真雖然難了點，但仍在我們的能力范圍，這種方法是一種比較適合我們設(shè)計產(chǎn)生正弦信號的方法。當(dāng)然，方案一、方案二和方案三在產(chǎn)生的信號也許比方案四更加精確，誤差更小，但是，其中用到的許多元件以及電路連接相當(dāng)復(fù)雜，特別是對于單片機的使用，對我們要求太高了。</p><p>　　綜合以上考慮，采用方案四比較適合。</p><p><b>　　二、單元電路設(shè)計 </b&

23、gt;</p><p>　　1、正弦波的產(chǎn)生模塊</p><p>　　本組正弦波的產(chǎn)生模塊又可以分成方波產(chǎn)生部分和正弦波產(chǎn)生部分兩個小模塊。先由方波產(chǎn)生部分產(chǎn)生頻率可調(diào)的方波，再通過正弦波產(chǎn)生部分（濾波網(wǎng)絡(luò)）產(chǎn)生正弦波。</p><p>　　1．1、方波產(chǎn)生部分</p><p>　　A、本組正弦波的產(chǎn)生采用的是以芯片555定時器為核心的電路。

24、有數(shù)字電子技術(shù)的基本知識可以知道，用555定時器可以構(gòu)成多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器等具有加上電源后，能夠產(chǎn)生一定的波形的電路。本組采用的就是用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器，經(jīng)過一定方式的電路連接，產(chǎn)生方波。</p><p>　　B、方波產(chǎn)生信號的接線電路圖及原理</p><p>　　圖6 方波產(chǎn)生信號的接線電路圖</p><p>　　為了讓占空比等于5

25、0%，則充電回路的時間T1和放電回路的時間T2必須相等，因此我們設(shè)計了圖6所示的電路。</p><p><b>　　計算可得</b></p><p>　　T1≈0.7R6C1</p><p>　　T2≈0.7R5C1</p><p>　　當(dāng)設(shè)定R5=R6時，就可以使T1=T2</p><p>　　

26、由于要求的輸出頻率為20HZ—20KHZ</p><p>　　F=1/T=1/(T1+T2)≈1/1.4R6C1</p><p>　　當(dāng)設(shè)定C1=1uF時</p><p><b>　　可以算出</b></p><p>　　R5=R6=35.7Ω～35.7ΚΩ </p><p>　　由于要求產(chǎn)生的信

27、號是頻率可調(diào)的，而且電路的特點又要求R5=R6，所以R5、R6在調(diào)節(jié)上就要求同步變化。</p><p>　　這樣輸出端3腳就可以得到一個占空比為50%的矩形波。</p><p>　　但是最后要得到正弦波，用這種矩形波是不行的，因為這種矩形波只有正值，沒有負值，經(jīng)濾波產(chǎn)生的波形不符合要求。于是，我們可以用圖6所示的那樣給輸出端加反電動勢，輸出矩形波向下平移，使0坐標軸正好位于矩形波的中間位置

28、，這樣通過改變R5、R6的阻值就可以形成輸出頻率在20HZ—20KHZ的方波。</p><p><b>　　C、電路的仿真結(jié)果</b></p><p>　　搭接好電路以后，經(jīng)過仿真，仿真結(jié)果正如我們設(shè)計的那樣，仿真結(jié)果如下圖</p><p>　　圖7 電路的仿真結(jié)果</p><p>　　1．2、正弦波產(chǎn)生模塊</p

29、><p>　　A、濾波網(wǎng)絡(luò)圖及原理</p><p><b>　　圖8 濾波網(wǎng)絡(luò)圖</b></p><p>　　本組采用的是三階有源低通濾波電路。為了簡單期間我們在這部分用方波信號發(fā)生器代替前面的方波發(fā)生電路。對于濾波電路，我們根據(jù)它的特性可以知道，低通濾波電路只允許頻率低于截止頻率的低頻信號通過，一般有源低通濾波電路的截止頻率是1MHZ，完全可以

30、滿足我們的設(shè)計要求。為了避免劃線變阻器的阻值過大，引起調(diào)節(jié)不方便我們采用了兩個小劃線變阻器相串聯(lián)，為了能夠更好的達到濾波效果，我們設(shè)定三組相串聯(lián)劃線變阻器的阻值相等且</p><p>　　C1=C2=C3=1uF</p><p>　　對于濾波電路適于通過的頻率</p><p>　　f=1/(2*3.14RC)</p><p>　　由于電容C的

31、值已經(jīng)選取為確定值，只需要通過選取濾波網(wǎng)絡(luò)中R的值，就可以達到選取所需要的頻率，并且使通過的頻率滿足課設(shè)的要求。</p><p>　　又由于一階低通有源濾波和二階低通有源濾波電路對于我們設(shè)計的電路濾波效果不是很好，三階低通有源濾波電路效果非常好，調(diào)節(jié)起來也不是很麻煩。所以我們選擇三階低通有源濾波網(wǎng)絡(luò)。</p><p><b>　　B、濾波仿真結(jié)果</b></p&

32、gt;<p>　　圖9 濾波仿真結(jié)果</p><p>　　C、隔離裝置圖及原理</p><p>　　圖10 隔離裝置圖</p><p>　　由于前面所得到的方波幅值很小，并且加上后面的濾波電路以后波形會發(fā)生嚴重的變形，故我們在這里加了一個放大倍數(shù)為4的反向比例器作為隔離裝置，使輸出的方波幅值為5V，因為反向比例器的輸入電阻非常大，理想情況下可以認為

33、是無窮大的。這時就可以得到如下方波：</p><p>　　圖11 5V方波波形圖</p><p>　　2、正弦波幅值的調(diào)節(jié)模塊</p><p>　　2．1、正弦波幅值調(diào)節(jié)電路圖及原理</p><p>　　圖13 正弦信號幅值調(diào)節(jié)電路圖</p><p>　　對于此正弦信號幅值調(diào)節(jié)電路，采用的是反相放大器，由于在前面的

34、濾波電路中數(shù)據(jù)設(shè)置的特殊性，使產(chǎn)生的正弦波信號的幅值遠遠小于5V，故我們才用了兩級放大裝置，當(dāng)頻率很小時調(diào)節(jié)第一級放大器，當(dāng)頻率很大時調(diào)節(jié)第二級放大器，這樣就可以實現(xiàn)正弦波信號在 -5V---+5V之間變化。</p><p>　　2．2、最終幅值為最大時的仿真結(jié)果</p><p>　　以輸出幅值為5V的方波發(fā)生器產(chǎn)生的方波信號代替前面電路所產(chǎn)生的方波，</p><p&g

35、t;　　并把信號送入濾波電路中其電路原理圖和仿真結(jié)果如下所示：</p><p>　　圖14 濾波放大電路</p><p>　　圖15 最終最大幅值的正弦波仿真結(jié)果圖</p><p>　　3、正弦波信號頻率數(shù)字顯示模塊</p><p>　　正弦波信號發(fā)生器的頻率數(shù)字顯示模塊是將正弦波信號發(fā)生器的輸出信號的頻率或與之相等的頻率通過我們設(shè)計的電

36、路，最終在數(shù)碼管上面顯示出來。</p><p>　　頻率計數(shù)，也就是計數(shù)1秒內(nèi)輸出多少個信號。本設(shè)計是通過計數(shù)和正弦波同頻率的方波數(shù)來達到計數(shù)正弦波頻率的目的。其中方波可由前面的方波來代替，因為它和正弦波是同頻率的，但是考慮到精確性我們把正弦波輸入一個由555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器中來產(chǎn)生和正弦波同頻率的方波，其電路圖如下所示：</p><p>　　圖16 同頻方波電路</p>

37、<p>　　本設(shè)計中是用一個高電平為1秒，低電平為0.33秒的矩形波來控制頻率計數(shù)部分：當(dāng)為高電平時計數(shù)器計數(shù)頻率數(shù)，當(dāng)高電平結(jié)束下降沿到來時計數(shù)器的值被送入存儲器中并通過數(shù)碼管顯示出來，當(dāng)為低電平時對計數(shù)器清零，當(dāng)下一個高電平到來時又開始新一輪的計數(shù)，在計數(shù)階段存儲器中的值保持不變，也就是1.33秒數(shù)碼管的值改變一次。因此這部分包括時鐘分頻和頻率計數(shù)顯示部分。</p><p>　　3．1、時鐘分頻部

38、分</p><p>　　A、時鐘分頻電路圖及其原理</p><p>　　圖15 時鐘分頻電路圖</p><p>　　時鐘分頻電路是由一個555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器和四片74LS160組成，最終能夠產(chǎn)生周期為1.33s的脈沖。</p><p>　　555計數(shù)器產(chǎn)生的脈沖信號的周期不是太大，如果太大的話，對R1、R2和C1的要求比較高，比較難

39、以實現(xiàn)。為了產(chǎn)生比較精確的信號，我們設(shè)計的555計時器產(chǎn)生的信號的高電平為100us，低電平部分為33us.</p><p>　　由于555計時器產(chǎn)生的是周期為133us的脈沖，而74LS160為十進制計數(shù)器，每經(jīng)過一片74LS160，脈沖的周期就能夠擴大10倍，經(jīng)過四片該芯片之后，就能產(chǎn)生周期為1.33s的脈沖信號（其中低電平為1秒，高電平為0.33秒）。然后再通過一個非門就可以得到一個高電平為1秒低電平為0.

40、33秒的矩形波，這樣就得到了我們想要的信號了。其信號如下圖所示：</p><p>　　圖16 控制信號波形</p><p>　　（2）、正弦波信號發(fā)生器頻率數(shù)字顯示的電路圖及其原理</p><p>　　圖16 正弦波信號發(fā)生器頻率數(shù)字顯示的電路圖</p><p>　　在正弦波信號發(fā)生器頻率數(shù)字顯示的電路圖中，方波脈沖發(fā)生器A代表時鐘分頻電

41、路，它產(chǎn)生一個周期為2秒的方波，此電路中數(shù)碼管2秒變化一次。方波發(fā)生器B代表施密特觸發(fā)器產(chǎn)生的方波信號。此方波信號和正弦波同頻率。</p><p>　　而對于由10片74LS160組成的電路則可以分為兩個部分，第一個部分為U1及其右面的四個芯片為計數(shù)部分，它們的作用主要是在控制信號為高電平時接收方波信號的頻率脈沖并計數(shù)，當(dāng)控制信號的下降沿到來時，把U1的輸出置數(shù)給U2，并由數(shù)碼管顯示。當(dāng)控制信號為低電平時將各自的

42、數(shù)異步清零。第二部分為存儲部分，其作用主要是在下降沿到來時，接收第一部分傳來的數(shù)據(jù)并將其傳輸給數(shù)碼管進行顯示，它使用的是置數(shù)端有暫時存儲數(shù)據(jù)的作用，這樣可以在及時記錄數(shù)據(jù)并可以使數(shù)碼管進行顯示。</p><p>　?。?）正弦波信號發(fā)生器頻率數(shù)字顯示的電路仿真結(jié)果</p><p>　　圖17 正弦波信號發(fā)生器頻率數(shù)字顯示仿真結(jié)果</p><p>　　注：為了使數(shù)碼

43、管和74LS160芯片連接方便，右邊的數(shù)碼管為最高位，左邊為最低位，上面所顯示的頻率為19999HZ.</p><p>　　4、正弦波信號幅值數(shù)字顯示模塊</p><p>　　在設(shè)計任務(wù)中，要求輸出電壓幅值，由于正弦波輸出電路產(chǎn)生的信號為模擬信號，不能直接進行數(shù)字顯示，需要通過A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，驅(qū)動數(shù)碼管顯示電壓幅值。本電路用到的數(shù)字電壓顯示電路是以3 1/2位數(shù)字A/D轉(zhuǎn)換器

44、7107為核心進行模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換的。具體的功能介紹如下：</p><p>　　7107是一塊應(yīng)用非常廣泛的集成電路，它的工作原理采用雙積分原理：采擇階段——正向積分，測量階段——反向積分。它包含3 1/2位數(shù)字A/D轉(zhuǎn)換器，可直接驅(qū)動LED數(shù)碼管，內(nèi)部有時鐘發(fā)生器、分頻器、記數(shù)器、鎖存器，二---十進制計數(shù)器、譯碼器、驅(qū)動器等電路。內(nèi)部設(shè)有參考電壓、具有獨立模擬開關(guān)、邏輯控制、顯示驅(qū)動、自動調(diào)零功能等。

45、數(shù)字電壓表的構(gòu)成是它的一種典型應(yīng)用，在制作表時，數(shù)字顯示用的數(shù)碼管為共陽型，2K可調(diào)電阻最好選用多圈電阻，分壓電阻選用誤差較小的金屬膜電阻，為防止芯片輸出電流過大，超過功耗發(fā)熱，在每個字段上串電阻進行限流，以便防止功耗過大，起保護芯片的功能。整個數(shù)字電壓電路連接圖如圖13所示。</p><p>　　7107包含有40個管腳，具體的管腳圖和各引腳的功能如圖18所示。</p><p>　　圖1

46、8 7107的管腳圖 </p><p><b>　　重點注意的引腳：</b></p><p>　　①芯片第1腳是供電，正確電壓是 DC5V 。第 36 腳是基準電壓，正確數(shù)值是 100mV，第 26 引腳是負電源引腳，正確電壓數(shù)值是負的，在 －3V 至 －5V 都認為正常，本電路中的電壓為-5V，但是不能是正電壓，也不能是零電壓。芯片第 31 引腳是信號輸入引腳。在

47、一開始，可以把它接地，造成“0”信號輸入，以方便測試。</p><p>　?、谧⒁庑酒?27,28,29 引腳的元件數(shù)值，在本電路中用的是 0.22uF,47K,0.47uF 阻容網(wǎng)絡(luò)，這三個元件屬于芯片工作的積分網(wǎng)絡(luò)，不能使用磁片電容。芯片的 33 和 34 腳接的 104 電容也不能使用磁片電容。</p><p>　?、圩⒁饨拥匾_：芯片的電源地是 21 腳，模擬地是 32 腳，信號地

48、是 30 腳，基準地是 35 腳，通常使用情況下，這 4 個引腳都接地，在一些有特殊要求的應(yīng)用中（例如測量電阻或者比例測量），30 腳或 35 腳就可能不接地而是按照需要接到其他電壓上。</p><p>　　圖19 數(shù)字電壓表的電路圖 </p><p><b>　　5、結(jié)束語</b></p><p>　　本設(shè)計能夠很好的完成題目的要求，其最大

49、的特點是能夠在一定程度上避免溫漂等一些由模擬器件引起的輸出不穩(wěn)定。但是在改變頻率時過于復(fù)雜，并且要求較高，希望能在此基礎(chǔ)使用一些新型芯片來加以簡化和改進。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1. 林濤，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).重慶：重慶大學(xué)出版社，20022. 林濤，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).北京：清華大學(xué)出版社，20063. 高吉祥，全國大學(xué)生

50、電子設(shè)計競賽培訓(xùn)系列教程，北京：電子工業(yè)出版社4. 黃智偉，全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽電路設(shè)計，北京：北京航空航天大學(xué)出版社5、夏德鈐、翁貽方，自動控制理論6、黃培根、任清褒，Multisim 10計算機虛擬實驗室鳴謝</p><p>　　首先感謝鄧秋霞老師林薇老師的理論教學(xué)指導(dǎo)，感謝楚巖老師的答疑，才使得我們能大膽的去嘗試；其次感謝魯庭勇同學(xué)對我們一些細節(jié)問題的提醒和幫助；最后感謝我的隊友們的細心指導(dǎo)和幫助

51、。</p><p><b>　　元器件明細表，附圖</b></p><p>　　收獲與體會，存在的問題等</p><p>　　在這兩周的時間里我們終于順利完成了這次的課程設(shè)計任務(wù)，期間我學(xué)會了很多東西，也使我認識到了自己平時學(xué)習(xí)中存在的一些問題。</p><p>　　首先，這次課設(shè)使我認識到自己學(xué)習(xí)中存在的一些問題；1、

52、平時學(xué)習(xí)只是就課本而學(xué)習(xí)，雖然對一些原理略能看懂，但是也只是局限于解題，并沒有舉一反三的真正掌握所學(xué)的知識，不會靈活的運用。2、自己的知識面僅僅局限于課本，沒有去拓展，與實際嚴重脫節(jié)，例如：對一些典型的電路雖然可以從課本上找出來，可是在選擇元器件的值時我們遇到了很大的問題。</p><p>　　其次，在這次設(shè)計中，用到的很多芯片都是以前沒有學(xué)過的，理解和掌握其工作原理和作用顯得尤為重要。在理論課本中，書上會列出每

53、一個芯片的各個管腳的功能，當(dāng)用此芯片舉例說明其功能時，只是單純?yōu)橄蜃x者介紹其主要功能，或多或少的會忽略一些次要問題，求主而舍其次。在實際電路中，總是要求輸出非常精確的信號，但在電路運行過程中，總是存在這樣那樣的人為因素和系統(tǒng)誤差等一些干擾，如果按照課本連接那樣，誤差可定會很大。實際電路的連接并不像理論連接的那樣。在實際中，為減小誤差，總是在電路中串接或者并聯(lián)電容或者電感以及一些其他元件，使得電路的穩(wěn)態(tài)特性更好一些，輸出的信號更加接近要求

54、，所以實踐顯得尤為重要，通過多次的試驗，可以懂得一些次要元件的作用以及為什么要接在此，在無意識中，電路的經(jīng)驗積累就慢慢此形成。通過本次設(shè)計，我掌握了一些技巧，我想，這對我以后會有很大的幫助的。</p><p>　　再次，使我懂得了團隊合作和討論的重要性。一個人的能力畢竟是有限的，對一個問題不同的人有不同的看法，也許每個人的想法都不成熟，但是如果大家都說出自己的想法和看法，一起去討論，一起去分析，那么就會有一些新的

55、解決問題的點子。這一點我在本次課設(shè)中深有體會。</p><p>　　最后，這次也使我能對其他課程的一些知識能更好的理解，例如在設(shè)計濾波環(huán)節(jié)時，我們以《自動控制理論》上的方法來分析，也是自己對自控的知識有了進一步的理解。</p><p>　　雖然我們完成了本次課設(shè)任務(wù)，但是設(shè)計中仍然存在很大的問題：1、電路中用了不少的模擬器件，這在實際應(yīng)用中會有很大的溫漂現(xiàn)象，使工作不穩(wěn)定。2、在改變輸出頻

56、率時我們是采用同時改變5個劃線變阻器的值并且有兩個的值必須嚴格保證同步改變，這個在實際中很難做到，同時由于輸出頻率的變化范圍很廣，劃線變阻器的值變化范圍也很大從幾十歐姆到幾千歐姆，這使得電路中消耗的功率很大。3、在頻率顯示模塊中，由于要得到很精確的一秒的信號，這個用555定時器做有一定的難度，它的精確度很難達到要求；另外當(dāng)輸出頻率很大時，對用于檢測信號的74LS160芯片的靈敏度要求也將會很高。4、在電路開始運行時輸出的正弦信號很不穩(wěn)定