数显多波形信号源设计毕业设计论文

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1、数显多波形信号源设计摘要：本设计使用函数发生器（ICL8038），3数字BCD计数器（MC14553B），锁存、译码、驱动BCD-7段集成电路（CD4543B），二进制计数、分频、振荡集成电路（CD4060），驱动、十进制计数集成电路（CD4017BC），数码显示管等电子器件，设计一款功能全面的信号源,满足日常维修和测量。基于这一设想，本信号源设计具有如下的性能指标：（1）可以输出的波形方波、三角波和正弦波。（2）信号源的输出特性：正弦波幅度为0～+5V，输出阻抗约为2KΩ；方波的幅度为0～+5V，输出阻抗约为1KΩ；三角波输出幅度为0～+3V，输出阻

2、抗约为1KΩ；三角波幅度为0～+3V，输出阻抗约为2KΩ；三种波形均设计为对称输出，波形失真在1%以下。（3）输出频率范围：频率可调范围设计为1Hz~100KHz，为提高测量和显示精度，将设置如下几个频率档：1Hz～10Hz、10Hz～100Hz、100Hz～1KHz、1～10KHz、10KHz～100KHz。（4）数字显示频率：显示分辨率为1Hz。[关键字]MC14553B；ICL8038；正弦波；方波；三角波目录第1章绪论11.1信号发生器的发展1第2章信号源22.1认识信号发生器22.2认识数字频率计4第3章信号发生模块63.1信号发生器（ICL

3、8038）63.1.1ICL8038的管脚及功能63.1.2CL8038的原理框图及工作原理63.1.3波形的调节83.2信号源量程选择设计103.3信号源电路工作原理11第4章时基电路124.1二制进计数、分频、振荡集成电路（CD4060）124.1.1CD4060的管脚及功能134.1.2CD4060的逻辑电路图144.1.3CD4060的功能表154.1.4CD4060的外接振荡电路154.2驱动、十进制计数集成电路（CD4017BC）164.2.1CD4017BC的管脚及功能图164.2.2CD4017BC的逻辑电路图174.2.3CD4017

4、BC原理简述184.2.4CD4017BC的时序图19第5章计数译码显示单元205.13数字BCD计数器（MC14553）205.1.1MC14553的管脚及功能205.1.2MC14553的扩展模块图215.1.3MCI4553的时序图225.2锁存、译码、驱动BCD-7段集成电路（CD4543B）235.2.1CD4543B的管脚及功能235.2.2CD4543B的逻辑电路图245.2.3CD4543B真值表25第6章频率计误差分析266.1频率计的误差分析266.2标准频率误差276.3结　论276.4产品分析286.5产品调试与使用286.6调

5、试中遇到的问题及解决方案28小结31致谢32参考文献33附录1：数显多波形信号源原理图34附录2：数显多波形信号源PCB图35第1章绪论1.1信号发生器的发展在70年代前，信号发生器主要有正弦波和脉冲波两类，而函数信号发生器介于两者之间能够提供正弦波、锯齿波、方波、脉冲波等波形产生其他的波形还得采用复杂的电路和机电结合的方法，这个时期的信号发生器存在两大突出的问题：一是通过电位器等的调节来实现输出频率的调节；二是脉冲的占空比不可调节。在70年代后，微处理器的出现，可以利用处理器、A/D转换器和D/A转换器，硬件和软件使信号发生器的功能扩大，产生更加复杂

6、的波形，这个时期信号发生器多以软件为主，实质上是采用微处理器对数/模转换器的程序控制，就可以得到各种简单的波形。在80年代后，数字技术日益成熟，信号发生器绝大部分不再使用机械驱动而采用数字电路，从一个频率基准由数字合成电路产生可变频信号。自从80年代以来各国都在研制DDS产品，并应用于信号发生器的设计。后来出现的专用DDS芯片极大的推动了DDS技术的发展，但专用DDS芯片价格昂贵，而且无法实现我们所需要的各种波形输出。90年代末出现了几种真正高性能的函数发生器；HP公司推出了型号为HP770S的信号模拟装置系统，它是由HP8770A任意波形数字化和HP

7、1770A波形发生软件组成，但是由于HP770S实际上也只能产生8种波形，而价格昂贵。不久以后，Analcgic公司推出了型号为Aata-2020的多波形合成器，Lecroy公司生产的型号为9100的任意波形发生器等。信号发生器技术发展至今，引导技术潮流的仍是外国的几大仪器公司，如日本横河、Agilent、Tektronix等.美国的FLUKE公司的FLUKE-25型函数发生器是现有的测试仪器中最具多样性功能的几种仪器之一，它和频率计数器组合在一起，在任何条件下都可以给出很高的波形质量，能给出低失真的正弦波和三角波，还能给出过冲很小的方波，其最高频率可

8、以达到5MHZ，最大输出幅度也达到10Vpp。国内也有不少公司已经有类似的仪器。如南京盛普仪器