数字电子技术课程设计报告数字积分器.docx

数字电子技术课程设计报告数字积分器.docx

《数字电子技术课程设计报告数字积分器.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字电子技术课程设计报告数字积分器.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

数字电子技术课程设计报告数字积分器

题目二:

数字积分器

一、设计任务与要求:

（一、设计要求:

1、模拟输入信号0-10V,积分时间1—10秒,步距1秒。

2、积分值为0000-9999。

3、误差小于1%±1LSB。

4、应具有微调措施,以便校正精度。

（二、设计方案:

1、通过数字积分器,对输入模拟量进行积分,并将积分值转化为数字量并显示。

输入与输出的对应关系为:

输入1V,转化为频率100HZ,计数器计数为100,积分时间为1S,积分10次,输出为1000。

输入模拟量的范围为0—10V,通过10次积分,输出积分值为0000—9999。

误差要求<1%±1LSB。

数字积分器应具有微调措施,对于由元件参数引起的误差,可以通过微调进行调节,使其达到误差精度。

微调的设置应尽可能使电路简单,并使测量时易于调节,能通过微小调节,尽快达到要求,完成微调的任务。

2、方案选择

ViV/F转换器

单稳电路（积分时间

四位16进制计数器与

门

数字显示

（三、所用元器件:

组件:

74LSl6174LS00741LS08

uA74174LS20

5553DK7

电容、电阻若干

电位器:

10K（调零

二、方案选择与论证

三、方案说明

（一V/F转换器

最终确定的电压-频率转换器电路的原理图如下图所示（R1为可调电阻:

⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎨⨯-=⋅⎪

⎪⎪⎪⎭⎫

⎝

⎛-∴-87105212

12放充tRViRViR

解得⎪⎪⎩

⎪⎪⎨⎧-⋅⋅

⋅⨯=⋅⨯=--77771101101RRRRVitViRt放充

2

7

77

7

71011011RRRViRRRRRVitttfT-⋅⋅=-⋅+

⋅⋅=+==

∴放充设R7=5kΩ,Vi=1V,则输出频率f应为100Hz代入可得0105108

5

2

=⨯+-RR

解得R（1=5.278kΩ

R（2=94.72kΩ（采用此值至此确定:

R1为100kΩ可调电阻,R2=51kΩ,R1+R2≈95kΩR3=R4=2.1kΩ,R7=5KΩC1=0.02μF

该电压-频率转换器电路各点的波形如下图所示。

波形左边的字符串为网络标号,它们已在上面的电路原理图的相应位置被标出。

该波形为计算机仿真的结果,下同。

上面所述电压-频率转换器电路为最终确定的方案。

在最初的设计中:

（1R7的值为

Ω=+kRR512

2

1,这就使得:

（a晶体管Q1的ce间的压降对电路线性的影响比较大。

（b计算可知,当2217RRR+=

时,0

（21=+RRddf

。

因此微调多圈可调电阻R1

起不到调整输出频率的作用。

因此,将R7的值改为5kΩ左右。

91kRF

10C1

1.1

1

2

2

1

Ω

≈

=

=

⋅

⋅

时

当

秒

μ

C

R

该单稳态电路各点的波形如下图所示:

（三四位十六进制计数器

74LS161输出相连的与非门输出低电平。

这样当下一个计数脉冲到来的时候,由于74LS161的LD为低电平,故74LS161被置数为0。

这样就把16进制计数器改为了十进制计数器。

同时,与非门的输出还可以作为下一片74LS161的时钟信号。

该四位十六进制计数器电路各点的波形如下图所示:

由上面的波形图可以看出,当第一个74LS161计数器由7计到8时,由于竞争冒险,致使作为下一个74LS161的时钟信号的与非门的输出有短暂的下降。

但是由于该下降时间很短,幅度不够等因素,它并不能在实际电路中触发下一个74LS161。

尽管上述电路并不是很可靠,但是由于其较简单,故在实验中还是采用了上述电路。

上图所示四位十六进制计数器电路各点的波形如下:

（四最终设计-总体

整个数字积分器电路的电路原理图如下:

数字电路课设报告题目二:

数字积分器第8页共10页

整个数字积分器电路各点的波形如下:

（五电路调试:

实验在实验箱上进行,使用面包板连线。

调试步骤:

（1分别调试电压-频率转换器、单稳电路、四位十六进制计数器,确认它们可以工作。

然后连好整个电路。

（2调整决定单稳态电路稳定时间的电阻R9,使得单稳电路的稳定时间在1秒左右。

（3调整R1,使电路计数的精度达到要求。

实验得到的显示的数字与输入电压和和积分次数的关系如下表和下图所示。

图中星号为数据点,直线为对实验数据进行一次多项式拟合的结果。

displyeddigital

integraltimes（六收获体会:

时间来不及写收获体会了,故略去。