五用途三態(tài)音頻邏輯筆模電課設(shè)報(bào)告綜述

五用途三態(tài)音頻邏輯筆-模電課設(shè)報(bào)告綜述五用途三態(tài)音頻邏輯筆-模電課設(shè)報(bào)告綜述31/31五用途三態(tài)音頻邏輯筆-模電課設(shè)報(bào)告綜述課程設(shè)計(jì)說明書課程設(shè)計(jì)名稱：模擬電路課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目：五用途三態(tài)音頻邏輯筆學(xué)院名稱：南昌航空大學(xué)信息工程學(xué)院專業(yè)：通信工程班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：評(píng)分：教師：2013年3月13日模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2012－2013學(xué)年第2學(xué)期第1周－3周題目五用途三態(tài)音頻邏輯筆內(nèi)容及要求進(jìn)度安排第1周：查閱資料，到機(jī)房學(xué)習(xí)仿真軟件，確定方案，達(dá)成原理圖設(shè)計(jì)及仿真；第2周：領(lǐng)元器件、儀器設(shè)備，制作、焊接、調(diào)試電路，達(dá)成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；第3周：檢查設(shè)計(jì)結(jié)果、撰寫課設(shè)報(bào)告。學(xué)生姓名：指導(dǎo)時(shí)間：周一、周三、周四下午指導(dǎo)地址：E樓311室任務(wù)下達(dá)2013年2月25日任務(wù)達(dá)成2013年3月15日核查方式1.評(píng)閱□2.爭辯□3.實(shí)質(zhì)操作□4.其√√它□指導(dǎo)教師系（部）主任注：1、此表一組一表二份，課程設(shè)計(jì)小組組長一份；任課教師授課時(shí)自帶一份備查。2、課程設(shè)計(jì)結(jié)束后與“課程設(shè)計(jì)小結(jié)”、“學(xué)生成績單”一并交院教務(wù)檔。綱要邏輯筆是采用不同樣顏色的指示燈為表示數(shù)字電平的高低的儀器.它是測(cè)量數(shù)字電路子種較簡略的工具.使用邏輯筆可快速測(cè)量出數(shù)字電路中有故障的芯片。邏輯筆上一般有二三只信號(hào)指示燈,紅燈一般表示高電平,綠燈一般表示低電平.黃燈表示所測(cè)信號(hào)為脈沖信號(hào)。此次設(shè)計(jì)的電路主要由多諧振蕩器、四雙向開關(guān)CD4066(IC1)與一些阻容元件組成的門電路等組成。主要參照器件:555芯片CD4066芯片目錄序言1第一章系統(tǒng)設(shè)計(jì)21.1設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求解析21.2單元電路設(shè)計(jì)2第二章系統(tǒng)工作原理62.1系統(tǒng)原理圖以以下圖62.2系統(tǒng)工作原理6第三章仿真與安裝調(diào)試83.1仿真83.2安裝與調(diào)試10結(jié)論:11參照文件12附錄一主要元件參數(shù)131、三極管3DG6132、555芯片13附錄二元器件清單16序言對(duì)學(xué)生大學(xué)整個(gè)階段知識(shí)積累的總結(jié)是畢業(yè)設(shè)計(jì)，而對(duì)一門課程的階段性總結(jié)手段就是課程設(shè)計(jì)。若是學(xué)生經(jīng)過的是一個(gè)完滿的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，不但能夠提升學(xué)習(xí)興趣，總結(jié)所學(xué)知識(shí)，更重要的是能夠?qū)W(xué)過的知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的整合，是一個(gè)有效的知識(shí)的在提升，再豐富的過程，此次課程設(shè)計(jì)其目的在于加深對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)課基本知識(shí)的理解，是將理論與實(shí)踐相結(jié)合的環(huán)節(jié)，是真切鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力的環(huán)節(jié)。是提升大學(xué)生的著手能力的一個(gè)環(huán)節(jié)。1第一章系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求解析設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：設(shè)計(jì)并制作五用途三態(tài)音頻邏輯筆測(cè)量數(shù)字信號(hào)的電平，高電平發(fā)出1300Hz信號(hào)，低電平發(fā)出700Hz信號(hào)，沒有接觸無聲。解析：由以上要求可知該音頻邏輯筆有兩點(diǎn)要求：1.檢測(cè)電平的高低2.發(fā)出兩種音頻信號(hào)由此，該音頻邏輯筆最少有兩個(gè)模塊即電平檢測(cè)系統(tǒng)和音頻發(fā)聲系統(tǒng)。高電平發(fā)出1300Hz信號(hào)，低電平發(fā)出700Hz信號(hào)，沒有接觸無聲。1.2單元電路設(shè)計(jì)1.2.1電平檢測(cè)系統(tǒng)電平檢測(cè)系統(tǒng)是用來控制音頻發(fā)聲系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)的，其作用相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)，控制部分電路的通斷，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，即使音頻發(fā)聲系統(tǒng)發(fā)出1300HZ或是700HZ的音頻信號(hào)。在查閱相關(guān)資料后，決定采用CD4066芯片。實(shí)現(xiàn)電平檢測(cè)這一功能的主要芯片是CD4066，它是四雙向模擬開關(guān)，主要用作模擬或數(shù)字信號(hào)的多路傳輸并且CD4066的四個(gè)雙向開關(guān)相互獨(dú)立，每個(gè)開關(guān)有一個(gè)控制信號(hào)端，開關(guān)能夠相互獨(dú)立的斷開，互不影響，能夠除掉開關(guān)晶體管閾值電壓隨輸入信號(hào)的變化，在整個(gè)工作信號(hào)范圍內(nèi)導(dǎo)通阻抗都較低。與單通道開關(guān)對(duì)照，擁有輸入信號(hào)峰值電壓范圍等于電源電壓以及在輸入信號(hào)范圍內(nèi)導(dǎo)通阻抗比較牢固等優(yōu)點(diǎn)。因此采用CD4066。當(dāng)CD4066模擬開關(guān)的電源電壓采用雙電源時(shí)，比方VDD=﹢5V，VSS=﹣5V（均對(duì)地0V而言），則輸入電壓對(duì)稱于0V的正、負(fù)信號(hào)電壓（﹢5V～﹣25V）均能傳輸。這時(shí)要求控制信號(hào)C=“1”為+5V，C=“0”為-5V，否則只能傳輸正極性的信號(hào)電壓。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖以以下圖所示：圖1.3CD4066內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖CD4066的引腳功能如圖1.2所示。每個(gè)封裝內(nèi)部有4個(gè)獨(dú)立的模擬開關(guān)，每個(gè)模擬開關(guān)有輸入、輸出、控制三個(gè)端子，其中輸入端和輸出端可互換。當(dāng)控制端加高電平時(shí)，開關(guān)導(dǎo)通；當(dāng)控制端加低電平時(shí)開關(guān)截止。模擬開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，導(dǎo)通電阻為幾十歐姆；模擬開關(guān)截止時(shí)，表現(xiàn)很高的阻抗，能夠看作為開路。模擬開關(guān)可傳輸數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)。31.2.2音頻發(fā)生系統(tǒng)音頻發(fā)聲系統(tǒng)是用來發(fā)出連續(xù)的音頻信號(hào)的，因此考慮能夠用NE555組成無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器輸出連續(xù)的特定頻率的方波來驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，實(shí)現(xiàn)此功能。圖555組成無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路圖NE555組成無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器時(shí)可輸出連續(xù)的特定頻率的方波。電阻R1接在VCC與放電引腳(引腳7)之間，另一個(gè)電阻(R2)接在引腳7與觸發(fā)引腳（引腳2）之間，引腳2與閾值引腳（引腳6）短接。工作時(shí)電容經(jīng)過R1與R2充電至2/3VCC，爾后輸出電壓翻轉(zhuǎn)，電容經(jīng)過R2放電至1/3VCC，此后電容重新充電，輸出電壓再次翻轉(zhuǎn)。無穩(wěn)態(tài)模式下555準(zhǔn)時(shí)器輸出波形的頻率由R1、R2與C決定：1fln(2)C(R12R2)1-1）當(dāng)發(fā)出1300HZ的音頻信號(hào)時(shí)，取，(1.44R12R2)C1-2）1.44(47000233000)0.000000011274Hz約為1300HZ，基本吻合要求，該參數(shù)選擇合理。當(dāng)發(fā)出700HZ的音頻信號(hào)時(shí)，取，f(1.44R12R2)C41-3）1.44(1470002676Hz約為700HZ，基本吻合要求，該參數(shù)選擇合理.它的各個(gè)引腳功能以下：1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。8腳：外接電源VCC，雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.5~16V，CMOS型時(shí)基電路VCC的范圍為3~18V。一般用5V。3腳：輸出端Vo腳：低觸發(fā)端6腳：TH高觸發(fā)端4腳：是使能端。當(dāng)端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0，”該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01μF電容接地，以防引入攪亂。腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做準(zhǔn)時(shí)器時(shí)電容的放電。在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個(gè)比較器A1、A2基準(zhǔn)電壓分別為的情況下，555電路的功能表以下所示：表1-1555準(zhǔn)時(shí)器的功能表清零端高觸發(fā)端TH低觸發(fā)端Q放電管T功能0××0導(dǎo)通直接清零101x保持上一狀態(tài)保持上一狀態(tài)110x保持上一狀態(tài)保持上一狀態(tài)1001導(dǎo)通截止置1110清零5第二章系統(tǒng)工作原理2.1系統(tǒng)原理圖以以下圖圖2.1系統(tǒng)原理圖2.2系統(tǒng)工作原理如圖2.1為五用途三態(tài)聲頻邏輯筆電路。該電路主要由一片555和一塊四向開關(guān)CD4066及少量外面元件組成。R3和D1、D2兩個(gè)二極管的作用是分壓限流，保證三極管的正常工作。CK1即為探針，使用時(shí)應(yīng)與被測(cè)電壓相連接。當(dāng)正探針接觸高電平“1時(shí)”，負(fù)探針與被測(cè)電路“地”連接，則VT1導(dǎo)通，由于三極管發(fā)射極接地，導(dǎo)通后，其基極也相當(dāng)于接地為低電平，因此IC1-2的控制端為低電平，其截止，IC1-3的控制端為高電平，其導(dǎo)通，R7短接，取R7=100K，R8=47K，R9=33K，C1=0.01uF,則振蕩頻率為：f(1.44R82R9)C1（2-1）1.44(47000233000)61274Hz約為1300Hz左右。當(dāng)正探針接觸低電平“0時(shí)”，IC1-4的控制端為低電平，其阻斷，IC1-3的控制端也為低電平，也阻斷，振蕩頻率為f(1.44R7R82R9)C11.44(10000047000233000)0.000000011.44(100000470002676Hz振蕩頻率約為700Hz左右。當(dāng)探針未接觸任何電平時(shí)，NE555和CD4511的使能端均為低電平，兩個(gè)芯片都不工作，即音頻發(fā)聲系統(tǒng)不發(fā)生聲音，顯示系統(tǒng)也不顯示點(diǎn)電平高低?？梢?，當(dāng)測(cè)量時(shí)發(fā)出高音，表示為高電平；若發(fā)出的聲音為低音，則為低電平；無聲時(shí)，表示未接觸上。并且電路正常工作時(shí)發(fā)光二極管會(huì)發(fā)光7第三章仿真與安裝調(diào)試3.1仿真3.1.1仿真步驟在電路達(dá)成設(shè)計(jì)后，開始進(jìn)行仿真。（1）在MULTISIM7中，依照設(shè)計(jì)的電路圖進(jìn)行電路連接,注意檢查各個(gè)部分可否連接正確和連接端可否連接好。（2）檢查設(shè)計(jì)思路以及電路，依照設(shè)計(jì)框圖原理，查察仿真電路與原理圖可否吻合。若是不吻合則需要就將其逐個(gè)問題解決，直到所有問題都解決了為止。（3）單擊運(yùn)行按鈕運(yùn)行仿真。（4）依照仿真情況與課程設(shè)計(jì)任務(wù)比較，對(duì)于不能夠?qū)崿F(xiàn)的任務(wù)更正并調(diào)試程序，依照仿真結(jié)果對(duì)仿真電路進(jìn)行更正，將仿真軟件不能夠正確仿真的部分元件刪除，重新裝載并重新運(yùn)行調(diào)試仿真，直到實(shí)現(xiàn)能完好實(shí)現(xiàn)所要求的功能為止。（注意所選擇的芯片參數(shù)可否正確，電解電容的極性可否連接正確，在測(cè)試看看各管腳的電平可否吻合理論計(jì)算上達(dá)到的值，同時(shí)觀察各個(gè)集成器件的各個(gè)管腳的電平變化情況，以及數(shù)碼顯示器的顯示可否正確。）（5）進(jìn)一步改進(jìn)和簡化程序在進(jìn)行調(diào)試仿真。3.1.2仿真結(jié)果1.探針接高電平時(shí)，仿真電路圖即仿真結(jié)果以下：8圖三態(tài)筆仿真電路圖圖3.2示波器波形92.探針接高電平時(shí)，仿真電路圖即仿真結(jié)果以下：3.2安裝與調(diào)試3.2.1電平檢測(cè)系統(tǒng)與信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)的安裝與調(diào)試1.安裝：（1）拿到元器件后，分別對(duì)各個(gè)元件進(jìn)行值測(cè)量并對(duì)其功能利害進(jìn)行檢測(cè)。（2）確定各元件吻合要求后依照電路圖，對(duì)電路板進(jìn)行布局，布線，由于本次使用元件較少，電路較少，因此采用人工布線，將主要芯片CD4066和NE555先擺放到電路板上，確定地址，爾后依照電路圖將其周圍元件擺放上去，擺放時(shí)盡量使導(dǎo)線少交織。（3）布線達(dá)成后開始進(jìn)行焊接，采用拖焊法，先進(jìn)行CD4066和NE555的插槽焊接，爾后進(jìn)行電阻、電容、蜂鳴器等元件的焊接，最后進(jìn)行發(fā)光二極管，一般二極管和三極管的焊接。2.調(diào)試將正負(fù)電源與電路正確連通后，將探針分別與高低電平相連，若電路正常工作，則發(fā)LED燈會(huì)發(fā)光，并且探針接觸高電平和低電平時(shí)會(huì)發(fā)出不同樣的聲音，但是筆者對(duì)電路加電時(shí)并沒有看到預(yù)期的結(jié)果，LED燈亮但是蜂鳴器不響，發(fā)現(xiàn)芯片沒有裝上，在裝上芯片后，蜂鳴器素來響。去電后，先用萬用表檢測(cè)電路可否有短路、短路或是虛焊的情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)焊接正常。因此要加上正負(fù)電源，對(duì)電路進(jìn)行參數(shù)測(cè)量，經(jīng)過仔細(xì)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)二極管兩端管壓降不對(duì)，為，在更換二極管后壓降仍是0.3V，于是將一個(gè)發(fā)光二極管與電路中的二極管串通才使得壓降為。接電后將探針接高電平發(fā)出一種聲音，接低電平發(fā)出別的一種聲音，電路能正常工作。電平檢測(cè)系統(tǒng)與發(fā)聲系統(tǒng)調(diào)試達(dá)成。10結(jié)論:路的設(shè)計(jì)中就必定注意將電路模塊化。這樣才能有針對(duì)性的將問題解決。若是我過老師誠然比較11參照文件王港元.電工電子實(shí)踐指導(dǎo)（第二版）[M].南昌：江西科學(xué)技術(shù)初版社，2005.閻石，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)5版[M]，北京：高等教育初版社，2006。郝鴻安等.555集成電路合用大全[M].上海科學(xué)普及初版社.，1996.陳兆仁.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究與設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)初版社，2000.[5].杜龍林.用萬用表檢測(cè)電子元器件[M].2001。12附錄一主要元件參數(shù)1、三極管3DG62、555芯片準(zhǔn)時(shí)器是一種集成電路芯片，常被用于準(zhǔn)時(shí)器、脈沖發(fā)生器和振蕩電路。555可被作為電路中的延時(shí)器件、觸發(fā)器或起振元件。555準(zhǔn)時(shí)器于1971年由西格尼蒂克公司推出，由于其易用性、廉價(jià)的價(jià)格和優(yōu)異的可靠性，直到此刻天仍被廣泛