邏輯電平測(cè)試器

武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計(jì)(一)》課程設(shè)計(jì)說明書武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計(jì)(一)》課程設(shè)計(jì)說明書#音響驅(qū)動(dòng)電路R10為限流電阻。由于音響負(fù)載工作電壓較低且功率小，因此對(duì)驅(qū)動(dòng)三極管的耐壓等條件要求不高，選取9014作為驅(qū)動(dòng)管，可完全滿足本電路要求。同方案一。方案比較第一個(gè)不同之處在于：在邏輯判斷電路中，設(shè)置高低電平的電壓基準(zhǔn)，方案一采用分壓和二極管，而方案二均采用分壓。方案一的二極管比較好，因?yàn)楸容^穩(wěn)定并且實(shí)際找電阻的話未必恰好使基準(zhǔn)電壓是0.8V，還需要再調(diào)整，這樣的話比較麻煩。所以選擇用二極管。第二個(gè)不同之處在于：在音響信號(hào)發(fā)生電路中，C2與R9的串并聯(lián)關(guān)系不同，方案一采用串聯(lián)，方案二采用并聯(lián)。實(shí)現(xiàn)方案調(diào)整方案在實(shí)際操作中，我們發(fā)現(xiàn)有些電阻并不理想，所以應(yīng)該對(duì)阻值進(jìn)行了近似調(diào)整。由前面的理論計(jì)算：理想情況下，各個(gè)參數(shù)關(guān)系應(yīng)該是：R1=71.4KQR2=27.8KQR4/（R4+R3）?5V=3.5V。即R3：R4=3:7，1.2R6?C1+0.36R9?C2=1ms，1.2R7?C1+0.36R9?C2=1.25ms。實(shí)際上取瓷介電容103和104，那么，C1=0.1uF,C2=0.01uF。由此可得，如下圖所示，則R7-R6=2.0KQR6+0.03R9=8.3KQ考慮到實(shí)驗(yàn)室的器材限制，最后確定的具體器材是：R1=70KQR2=30KQR3=30KQR4=68KQR6=7.5KQR7=9.1KQR9=56KQR10=10KQC1=0.1uF,C2=0.01uF，四個(gè)電壓比較器采用集成塊LM324,三極管采用C9014，另外有一個(gè)揚(yáng)聲器，一塊面包板，示波器，導(dǎo)線等。實(shí)際調(diào)整實(shí)際測(cè)量U1和U2的高電平輸出，發(fā)現(xiàn)不是理想情況下的5V,而是3.68V。但是U3和U4的基準(zhǔn)電壓只有3.5V,這樣就無法實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)原理，也就是說，在音響信號(hào)發(fā)生電路產(chǎn)生了問題，當(dāng)輸入是高電平或低電平時(shí)，根本就不會(huì)發(fā)生電容充放電，也就不會(huì)有不同音調(diào)的響聲，所以測(cè)試的波形也只是一條直線，跟輸入懸空或在0.8--3.5V之間是無異的。

所以對(duì)U3和U4的基準(zhǔn)電壓做了調(diào)整：設(shè)置為2.5v,這樣與3.68V有一定的差距比較合理。具體實(shí)現(xiàn)方法是，用兩個(gè)相同適當(dāng)?shù)淖柚捣謮簩?shí)現(xiàn)，考慮現(xiàn)有器材，我們采用兩個(gè)9.1kQ的電阻分壓。所以最后實(shí)現(xiàn)的方案原理圖如圖3所示圖3實(shí)現(xiàn)方案的原理圖在仿真設(shè)計(jì)中再次驗(yàn)證用示波器測(cè)量Vc1、Vc2和Vo的波形。測(cè)量的圖示如下圖圖4所示。以15V作為輸入，驗(yàn)證方案可行性。測(cè)量的波形圖如下圖圖5所示。從波形圖可清楚看到，C1的充電過程、C2的放電過程，以及輸出的矩形波。說明調(diào)整后的方案是可行的。所以肯定了實(shí)現(xiàn)方案，但是具體的數(shù)據(jù)測(cè)量應(yīng)該以實(shí)物操作為主。

BAT1D2R1RTiRE；U3iODavin0-即U4-R73R3Allir*-曠-：K書圖4 實(shí)現(xiàn)方案的測(cè)量原理圖nmBAT1D2R1RTiRE；U3iODavin0-即U4-R73R3Allir*-曠-：K書圖4 實(shí)現(xiàn)方案的測(cè)量原理圖nm圖5以15V為輸入的測(cè)試的波形圖*注：由上至下依次是Vc1、Vc2、Vo的波形。.調(diào)試過程及結(jié)論明確調(diào)試目的驗(yàn)證高電平與低電平時(shí)發(fā)出不同音調(diào)的響聲，具體測(cè)量本設(shè)計(jì)的高低電平分別為多少，記錄相應(yīng)的波形，分析結(jié)果，與技術(shù)指標(biāo)比較，評(píng)估設(shè)計(jì)。布線布線結(jié)果如圖6所示。為了測(cè)試方便，在輸入端采用5V輸入，用一個(gè)電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以得到0?5V的輸入。圖6布線圖具體調(diào)試發(fā)現(xiàn)的問題實(shí)際測(cè)量U1和U2的高電平輸出，發(fā)現(xiàn)不是理想情況下的5V,而是3.68V。但是U3和U4的基準(zhǔn)電壓只有3.5V,這樣就無法實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)原理，也就是說，在音響信號(hào)發(fā)生電路產(chǎn)生了問題，當(dāng)輸入是高電平或低電平時(shí)，根本就不會(huì)發(fā)生電容充放電，也就不會(huì)有不同音調(diào)的響聲，所以測(cè)試的波形也只是一條直線，跟輸入懸空或在0.8--3.5V之間是無異的。所以對(duì)U3和U4的基準(zhǔn)電壓做了調(diào)整：設(shè)置為2.5V，這樣與3.68V有一定的差距比較合理。具體實(shí)現(xiàn)方法是，用兩個(gè)相同適當(dāng)?shù)淖柚捣謮簩?shí)現(xiàn)，考慮現(xiàn)有器材，我們采用兩個(gè)9.1kQ的電阻分壓。具體測(cè)量先采用懸空輸入，驗(yàn)證U1和U2的基準(zhǔn)電壓是否分別是3.5V和0.8V。測(cè)量結(jié)果是0.78V和3.5V，較為合理，但是不能作為設(shè)計(jì)的高低電平，應(yīng)進(jìn)一步測(cè)量。此時(shí)的輸出波形是一條直線，符合設(shè)計(jì)要求。接著將輸入從開始慢慢向上調(diào)，剛開始一直有響聲和波形，當(dāng)調(diào)整到0.82V時(shí)恰好響聲消失，矩形波消失。說明低電平時(shí)是0.82V，低電平波形如下圖圖7所示，讀取并記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)。圖7低電平的輸出波形圖繼續(xù)將輸入慢慢往上調(diào)整，發(fā)現(xiàn)恰好在輸入為3.5丫時(shí)再次出現(xiàn)波形和響聲，并且響聲的音調(diào)與之前的不同，記錄此時(shí)的波形，如下圖圖8所示。圖8高電平的輸出波形圖結(jié)果分析實(shí)際低電平是0.82丫，設(shè)計(jì)要求是0.8V；實(shí)際高電平是3.5丫，實(shí)際要求是3.5V,并且響聲的音調(diào)也不同。所以設(shè)計(jì)比較合理，誤差可能來自于萬用表。但是由波形反應(yīng)出來的音調(diào)不是十分理想，可以看到，周期并非設(shè)計(jì)要求的高電平是1ms，低電平是1.25ms。誤差可能來自于發(fā)現(xiàn)問題后的調(diào)整—一將U3和U4的基準(zhǔn)電壓改為2.5V而非原理的3.5V，也可能來自于電阻，相對(duì)調(diào)整得較為明顯。.心得體會(huì)做這個(gè)課程設(shè)計(jì)，收獲真的很大，有這樣的經(jīng)歷真令人感到開心。這個(gè)課題是關(guān)于模電的，做設(shè)計(jì)，并且是做出實(shí)物，真是第一次，所以很興奮，很期待。一直學(xué)的模電是理論化的，做題什么的畢竟跟真的做出實(shí)物是不一樣的，我個(gè)人覺得學(xué)習(xí)理論比較容易，但是實(shí)踐則需要解決一些非常規(guī)的問題，至少對(duì)于新手來說，是沒有套路可尋的。我們之前做了幾次模電實(shí)驗(yàn)，幾乎每次都是老師給出了具體的方案，我們只負(fù)責(zé)執(zhí)行，除了最后的考試那次，是自己在半指導(dǎo)辦自己探索的下設(shè)計(jì)并完成的，最后我發(fā)現(xiàn)，只有最后的自己設(shè)計(jì)的那次實(shí)驗(yàn)給我留下深刻的印象。所以說，絕知此事要躬行！同樣的，這次課設(shè)，由于是自主的，所以給我們留下了很大的空間，去自己探索，找資料，去理解，去問為什么，去尋求改進(jìn)，去制作，去發(fā)現(xiàn)問題，去解決問題。每個(gè)環(huán)節(jié)都需要我們以認(rèn)真的態(tài)度去對(duì)待。這讓我想到選題的時(shí)候，當(dāng)時(shí)也沒怎么想，就覺得只要認(rèn)真做，每個(gè)課題都一樣可以鍛煉人，可以給人一種經(jīng)歷和收獲。結(jié)果也確實(shí)如此，我感到收獲很大，很認(rèn)真的把一件事情做好，讓我覺得很有意義。在接觸一個(gè)新課題的時(shí)候，如果平時(shí)沒學(xué)好模電的理論知識(shí)，我相信不會(huì)很透徹的理解和找到方法，在探索與嘗試中，用到了軟件protues,說明平時(shí)熟練掌握工具是很有必要的。所以，平時(shí)就要學(xué)會(huì)必要的知識(shí)，掌握有用的軟件。所謂工欲善其事，必先利其器！另外，在做課設(shè)的過程中，也遇到了一些問題。在制作實(shí)物時(shí)，我的合作伙伴劉莎同學(xué)，動(dòng)手能力很好，值得我學(xué)習(xí)，并且在調(diào)試過程中，我們很好的合作，積極地解決問題，樂觀的看待這次課設(shè)，把整個(gè)設(shè)計(jì)過程變得很愉快，我們都喜歡用自己的方法去探索去改進(jìn)，所以當(dāng)最后調(diào)試出來時(shí)，我們都很興奮！這是個(gè)很愉快很難忘的經(jīng)歷！希望有時(shí)間有機(jī)會(huì)多做這種自主的設(shè)計(jì)活動(dòng)！過程是最重要的，這一點(diǎn)我充分體會(huì)到了，在整個(gè)過程中學(xué)到了很多東西，當(dāng)然，最后按照要求把說明書仔細(xì)完成，還是很令人開心的。盤點(diǎn)收獲，感慨萬千。我總結(jié)這樣的幾句話勉勵(lì)自己：絕知此事要躬行，實(shí)踐出真知。認(rèn)真，接受挑戰(zhàn)，