电子系统课程设计报告--数控脉冲信号发生器

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1、 电子系统电子系统课程设计课程设计 设设 计计 报报 告告 设 计 题 目 ：设 计 题 目 ： 数 控 脉 冲 信 号 发 生 器数 控 脉 冲 信 号 发 生 器 学学 院：院： 电子信息工程学院 专专 业：业： 学生姓名：学生姓名： 学学 号：号： 指导教师：指导教师： 电子系统课程设计设计报告 1 目录目录 1 设计任务要求. 2 1.1 基本部分 . 2 1.2 发挥部分 . 2 2 设计方案及论证. 2 2.1 任务分析 . 2 2.2 方案比较 . 3 2.3 系统结构设计 . 4 2.4 具体电路设计 . 5 2.4.1 产生基准频率 5 2.4.2 N 分频电路 6 2.4.

2、3 锁相环设计 7 2.4.4 功率放大电路 9 3 制作及调试过程 12 3.1 制作与调试流程 12 3.1.1 分频电路. 12 3.1.2 锁相环电路. 12 3.1.3 功率放大电路. 12 3.2 遇到的问题与解决方法 12 4 系统测试 13 4.1 测试方法 13 4.1.1 脉冲信号产生部分. 13 4.1.2 功率放大电路. 13 4.2 测试数据 13 4.3 数据分析和结论 13 5 系统使用说明 14 5.1 系统外观及接口说明 14 5.2 系统操作使用说明 14 6 总结 15 6.1 本人所做工作 15 6.2 收获与体会 15 6.3 缺陷与不足 15 6.4

3、 对本课程的建议 16 7 参考文献 16 电子系统课程设计设计报告 2 1 设计任务要求设计任务要求 1.1 1.1 基本部分基本部分 （1）输出 1kHz15kHz 的方波脉冲信号，占空比 50%，波形良好，无明显失真。 （2）信号发生器输出电阻不限，在负载电阻为 100时，输出脉冲信号电平满 足 TTL 电平要求。 （3）输出信号频率可通过拨码开关输入二进制数字预置，步进频率 1kHz（即可 输出信号频率 1kHz、2kHz、3kHz、15kHz） ，要求拨码开关所预置的二进 制数值即为输出频率值（单位：kHz） 。输出信号频率的精度和稳定度要求优于 10 -4。 1.2 1.2 发挥部

4、分发挥部分 （1）输出信号频率范围 2.0kHz20.0kHz，步进频率 0.1kHz（即可输出信号频 率 2.0kHz、2.1kHz、2.2kHz、19.9kHz，20.0kHz） 。 （2）设计信号发生器输出电阻为 50。在负载电阻为 50时，输出信号高电平 5V，低电平-5V，误差不大于 10%（测试时用示波器分别测信号发生器空载输出 电平 UOpen 和带负载时的输出电平 ULoad，应满足 UOpen = 2*ULoad） 。 （3）增加按键输入和显示功能。要求用按键（可用成品键盘或用按键开关自制， 按键数量不限）输入信号频率（按键输入方式不限） ，利用数码管或液晶显示器 显示键入的

5、数字和当前输出信号频率。 （4）增加输出保护功能。当信号发生器输出发生短路时，自动启动保护电路， 切断输出并发出报警。短路去除后，自动恢复正常输出。 2 2 设计方案及论证设计方案及论证 2.1 2.1 任务分析任务分析 基础频率部分的要求是输出 1kHz15kHz 的方波脉冲信号，步进频率为 1kHz，采用频率为 4.096MHz 的石英晶体振荡器，通过 4096 分频得到 1kHz 的基 准频率，再利用锁相环进行 N=115 倍频，最终得到 1kHz15kHz 的方波脉冲信 号。发挥频率部分的要求是输出信号频率的范围为 2.0kHz20.0kHz，步进频率 电子系统课程设计设计报告 3 变

6、为 0.1kHz，因此采用 4.096MHz 的晶振需要经过 M=10000 分频得到 100Hz 的基 准频率，然后利用锁相环进行 N=20200 倍频，最终得到 2.0kHz20.0kHz 的方 波脉冲信号。发挥部分要求设计信号发生器输出电阻为 50。在负载电阻为 50 的情况下，输出信号高电平 5V，低电平-5V，并且误差不大于 10%。锁相环的 输出的脉冲的电压和电流都比较小， 要实现以上功能必须在锁相环输出加一个功 率放大电路，以提高其带载能力，并实现高低电平+5V、-5V 的要求。我们采用 了甲乙类互补推挽功放做功率放大电路，以提高其带载的要求，并实现高低电平 +5V、-5V 的要求。显示电路要求有按键输入和显示功能。要求用按键输入信号 频率，利用数码管或液晶显示器显示键入的数字和当前输出信号频率。于是我们 使用 3 位 BCD 码拨码开关实现按键功能和显示，3 为 BCD 码依次是百位、十位、 各位。使用 3 片 7447 以及加 3 个共阳数码管。通过 BCD 码拨码开关拨码，就可 以