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1、北京邮电大学电子电路综合实验报告示波器功能扩展电路的设计学院:电子工程学院班级:学号:班内序号:姓名:目录摘要关键字3实验目的3实验仪器与器件3实验任务要求3设计思路和总体结构框图3分块电路原理4总体结构框图与电路原理总结6实现功能说明以及主要测试数据7故障及问题分析9总结和心得体会9PROTEL绘制的原理图11面包板与PCB板11所有元器件及测试仪表清单12参考文献13课题名称:示波器功能扩展电路的设计与实现摘要:木实验是示波器功能扩展电路,可同时用一路通道检测分离4路信号。电路分为五个基本分块电路——(1)555定时器作多谐
2、振荡器产生时钟信号,时钟电路产牛方波;(2)地址产生电路:计数器74LS169产生方波的二分频与四分频信号;(3)位移电路:CD4052—路为直流通道,另一路为信号通道,两路信号通过衰减器示在示波器水平位置上同时显示四路不同的信号;(4)放人调整和加法器电路:集成运放用于信号衰减放大与加法,将交流信号叠加到直流信号上实现纵向分离。关键词:选通电路、信号叠加、交流放大,多踪显示。一、实验目的:1.了解掌握555定时器的用作多谢振荡器的方法。2.了解运算放大器组成的加法器实际应用。3.学习模拟多路选择器的工作原理和使用方法。4.复习
3、巩固示波器原理和使用的相关知识。5.提高独立设计电路和验证试验的能力二、实验仪器与器件:1.直流稳压电源2.函数信号发生器3.示波器4.晶体管毫伏表5.万用表6.芯片:NE555定时器;集成运算放大器LF353;计数器74LS169;多路模拟开关CD4052;7.电阻电容导线若干&面包板三、实验任务要求设计制作一个示波器功能拓展电路,能够实现将普通双踪示波器改装成为多踪示波器进行多路信号测试。1.基本要求:(1)能够实现川示波器一路探头输入稳定显示四路被测波形;(2)输入信号幅度为0〜10V,频率不低于5OOHz;(3)系统电源
4、DC+-5Vo2.提高要求:(1)四路被测信号波形的大小可分别调整;(2)用CPLD设计示波器功能拓展电路的数字系统部分;(3)英他示波器功能拓展的设计和解决方案。四、设计思路和总体结构框图电路由NE555(时钟产生电路)作为时钟电路,74LS169(地址产生电路)组成的计数器作为地址产生电路,为CD4052(阶梯波产生电路)提供地址,CD4052内有两个四选一模拟开关,一个是作为位移电路产生将不同的四路输入信号在垂直方向上分开的阶梯波信号,另一个在不同的时刻选通所观察的信号Z—通过,LF353(直流量叠加与信号放大电路)内有两
5、个运算放人器,一个是对选通的被测信号进行放人或衰减,另一个则是将放人或衰减示的被测信号于不同的直流虽叠加,以显示在示波器荧光屏上的不同位置,这样就实现了用一个通道看四路波形的功能。实验原理框图车俞岀si输入多路被测倍号加法器电跆NE555-1时钟产生益irwftOli地址产生电环74LS169十5X7GNDLDvccENPhNTRCO-CLKQAQ»QCQDGND)M74LSlt»9AN五、分块电路原理分别包括对应器件在电路屮产生的作川,电路原理图和实物连接图。1•时钟产生电路:RSTVCC1HR厂仙disc^
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7、T方波信号由NE555及其电阻,电容和电位器等器件组成,电位器的阻值nJ以改变,实际上就是一个滑动变阻器,通过调节电路中的阻值比可以改变方波信号的占空比,从而改变方波的波形。振荡周期与R1,R2,C1有关,而震荡信号的占空比是仅与RLR2的比值有关。1•地址产生电路:此部分电路主要是用来产生输入信号的二分频与四分频信号,产生的信号可表示为阶梯波产生电路输入的信号。1•阶梯波产生电路GND阶梯波产生电路。vccxYVEEKARXOXIX2X3YOYIY2Y3GND16四分频信号二分频信号由9,1()端口导入的二分频信号和四分频信号
8、经过CD4052BC产生四路阶梯波,产生的原理:若上图分别为输入的两路二分频和四分频信号,则冇图可以看出,在二分频信号的一个周期内,四分频信号经过了两个周期,若高点位为1,低电位为0,则二分频的信号是1,0,四分频信号是1,0,1,0,则由A,B输入的两路信号可以分为11,10,01,00四种组合信号。CD4052BC实际上是两个四路数据选择器,由A,B控制选择哪一路信号,其中四路直流信号分别为()V,1V,2V,3V,四路交流信号由外接的信号发生器输入,又由于A,B输入的信号在不断地改变,所以选样出來的信号也是按照时间顺序进入
9、下一电路的,但由于频率很人,所以信号看起來是同吋输入的,也因此当电路中没有交流输入吋,可以看到四路标准的阶梯波。两个四路信号选择器分别由X,Y输出,又在下一级电路中输出,每一路信号都可以看作是特定的一路直流与特定的交流的叠加,由于直流脉冲的频率远人于交流信号,可