电子实践报告 周期脉冲信号占空比测量系统

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1、《电子技术实践》实践报告题目：周期脉冲信号占空比测量系统目录一、课程设计成绩评定表……………………………………………………..二、设计任务书……………………………………………….…….………….三、设计框图及电路系统概述…………………………………………………四、各单元电路的设计方案及原理说明………………………………………五、调试过程及结果分析………………………………………………………六、器件清单……………………………………………………………………七、参考文献……………………………………………………………………

2、一、课程设计成绩评定表二、设计任务书1、所有任务(1)收集相关芯片手册(2)设计一个100Hz可调占空比的脉冲信号源，用于充当被测信号(3)设计有源低通滤波器（butterwor型，截至频率100Hz2-4阶）(4)设计闸门电路，用于提取被测信号的一个正脉冲(5)设计一个10KHz方波信号，用于充当基准信号(6)设计2位十进制数字计数器，用于记录闸门内通过的基准信号脉冲个数(7)用2位LED数码管显示被测信号占空比，可手动清零(8)外部供电电压+5V、-5V2、实验进度表6月18日星期二1、做出一个100Hz

3、可调占空比的脉冲信号源，查验相关芯片手册，闸门电路的原理和仿真，并分析结果。2、做出有源低通滤波器的电路仿真，查验相关芯片手册，并记录相关结果。6月19日星期三1、设计一个10KHz方波信号，查验相关芯片手册，闸门电路的原理和仿真，并分析结果。2、做出2位LED数码管显示被测信号占空比和设计2位十进制数字计数器，查验相关芯片手册，并记录相关结果。6月20日星期四1、答辩2、分析几个模块的仿真，把几个模块整合。6月21日星期五验收6月24日星期一1、根据电路图焊接电路板，焊接具体步骤。2、先焊出闸门电路的电路板

4、。6月25日星期二1、根据电路图焊接有源低通滤波器的电路板。2、焊接2位十进制数字计数器的电路板。6月26日星期三1、根据电路图焊接LED数码管显示电路2、组合模块，调试电路，记录结果。6月27日星期四验收6月28日星期五交报告三、设计框图及电路系统概述占空比：周期脉冲信号高电平持续时间占该信号周期的百分比。已知被测脉冲信号周期（频率100Hz），由被测信号高电平的上下沿提供闸门，记录的基准信号通过闸门的脉冲个数，即可计算出闸门的持续时间，既被测信号的占空比。本系统中，被测信号为100Hz占空比可调脉冲信号；

5、基准信号为10KHz时钟信号。周期脉冲信号占空比测量系统结构如图3-1所示。100Hz方波振荡器10KHz基准信号滤波器电压比较器闸门电路7段译码电路LED显示器10进制计数器图3-1周期脉冲信号占空比测量系统结构框图四、各单元电路的设计方案及原理说明1、闸门电路闸门电路需要提供一个控制计数器计数的脉冲信号。闸门信号的提取：被测信号为周期性信号，因此在测量过程中仅需要提取出一个脉冲的高电平作为闸门信号即可，提取过程中，利用按键J1实现提取过程的开始。利用组合时序逻辑电路构建的闸门电路原理图如图4-1-1所示。

6、组合时序逻辑电路构建的闸门电路原理图闸门电路原理简述：T触发器由D触发器加与门构成，用于检测信号的上升沿。当D触发器的Q非端与D端相连时，CLK端信号来个上升沿，Q端输出信号电平翻转。电路中输入信号与D触发器的Q端经过与门连接到D触发器CLK端，当Q端初始状态为逻辑‘1’时，输入信号来个上升沿，Q端输出信号电平翻转为逻辑‘0’，并将保持，不再受输入信号影响。为了测量方便，加入按键开关J1，当按键开关打开时，将D触发器Q端强制为逻辑‘1’，测量时，需要将按键开由两个T触发器构成。U6A构成的T触发器用于测量输入

7、信号上升沿，U6B构成的T触发器用于测量输入信号下降沿。当开关闭合时，当开关打开时，闸门电路仿真结果组合时序逻辑电路构建的闸门电路仿真结果如图4-1-2所示。第一路信号为被测信号第二路信号为开关J1在打开状态下闭合后，从被测信号中提取的闸门信号第三路信号为提取闸门信号的上升沿信号第四路信号为提取闸门信号的下降沿信号闸门电路中相关信号的时序关系，见图4-1-3示波器中显示了4路信号波形，由上至下分别为通道A，通道B，通道C，通道D。右图为放大的波形。通道A：被测信号。频率固定为100Hz，占空比近似为50%通道

8、B：基准信号。频率固定为10KHz，时钟信号通道C：闸门时间范围内通过的基准信号通道D：闸门脉冲信号2、时钟振荡器2.1功能图4-2-1芯片管脚名称利用NE555芯片搭建方波振荡器，555芯片管脚名称对照见图4-2-1。555振荡器电路图如图4-2-2所示，其中输出方波频率100Hz是由R2、R3、C2决定的，占空比由R2、R3决定的。电路仿真结果如图4-2-3所示。在测量100Hz方波信号占空比过