设计并制作一个单通道有源带通滤波定时计数器电路.docx
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设计并制作一个单通道有源带通滤波定时计数器电路
一、课程设计任务
设计并制作一个单通道有源带通滤波、定时计数器电路。
二、主要技术指标
1.根本要求
电路的输入正弦信号电压有效值为100mV,频率为0~200KHz。
〔1〕设计一个电压放大器,增益可调。
〔10分〕
〔2〕设计一个电压比拟器,参考基准电压为1.0V。
〔10分〕
〔3〕设计一个中心频率为1KHz的有源带通滤波器,使计数器能够对通带频率内的信号进展正常计数,其余那么不计数。
〔10分〕
〔4〕设计一个2位的十进计数器和LED显示器。
〔10分〕
〔5〕要求计数器具有自动清零,计数和计数结果保持功能。
〔10分〕
2.发挥局部
〔1〕具有较高的电路抗干扰性能〔采用TLP521光耦隔离器〕。
〔5分〕
〔2〕当输入信号的频率是有源带通滤波器中心频率的整数倍时,本设计电路可以正常计数〔采用CD4020分频器〕。
〔5分〕
〔3〕实现A、B双通道自动转换、计数和显示功能。
〔5分〕
〔4〕实现A、B通道号的显示。
〔5分〕
三、电原理框图
1.电原理框图
2.电路根本工作原理
本课题所设计的单通道有源带通滤波、定时计数器及显示电路主要包括电压放大电路、整形电路、有源带通滤波电路、计数、译码驱动电路和逻辑控制电路等。
被测正弦波信号通过放大器,电压比拟器,有源带通滤波器后,进展计数和显示。
当被测信号频率在所设计的通带内,计数器将进展计数,否那么计数器不计数。
由LM555产生时基信号,74LS123触发单稳1产生清零信号,由单稳1触发单稳2产生一个定时计数控制信号,在该脉冲信号持续时间内,计数器可以对输入被测信号进展计数。
3.电路设计参考布局图
电路设计参考布局图
四、各单元电路设计
1.放大器、电压比拟器和有源带通滤波器设计
该放大器电路可以把技术指标规定的输入信号放大到足够的电平
以驱动后面的电压比拟器,放大器电路可采用OP07集成运放,如下列图。
电压比拟器参考基准电压为1.0V,当输入端电压大于参考端电压时该电路实现翻转,完成对输入信号的整形,电压比拟器可采用LM339。
电压比拟器电路
带通滤波电路的设计中心频率为1KHz左右,通带宽度BW=100Hz左右。
巴特沃斯滤波器:
特点是带内带外最正确平稳,但低阶的过度带比拟宽。
切比雪夫滤波器:
特点是过度带可以很窄,但带内带外幅频震荡比拟严重。
低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器典型电路
滤波器中心频率和带宽的调整:
滤波器的中心频率和带宽主要是由滤波器中RC元件参数确定,通常可先选定电容器C值,再调节电阻阻值,一般可采用电位器调节。
滤波器主要采用集成运放为OP07。
2.时基信号产生电路设计
主要集成运电路为NE555,时基信号周期不小于3秒。
555时基信号产生电路及工作波形图
3.计数器清零和定时计数电路设计
由74LS123单稳态电路构成的定时计数和计数器清零电路
4.计数器及译码驱动电路设计
计数器、译码驱动和显示器电路可分别采用74LS160、74LS47和LED七段共阳数码管。
74LS47译码驱动的输出是低电平有效。
由74LS160组成的十进计数器电路
5.局部发挥电路设计
根据指标,可采用相关器件和电路。
采用光耦隔离器的抗干扰电路图
CD4020是14位二进制串行分频器,在时钟下降沿进展计数,CR为高电平时,对计数器进展清零。
CD4040对在时钟输入端的信号可以实现12位二进制串行计数分频。
14位二进制串行分频器CD4020
五、电路调试与测试方法
⏹检查芯片位置方向,检查连线是否可靠;
⏹检查电源电压和电源连接是否正确;
⏹检查LED数码管各个管脚连线是否正确;
⏹注意调节相关电路的RC器件,以确定适宜的电路参数;
⏹用示波器对放大器电路的输入/输出波形进展观察比拟、测定放大倍数;
⏹用示波器观察输入和输出信号的差异,测出带通滤波电路幅频特性曲线。
六、课程设计日程安排
3.20上午8:
00---10:
00上课〔教C--112室〕,下午方案设计。
3.21上午8:
00---10:
00上课〔教C--112室〕,下午方案设计。
3.20---3.21答疑地点:
实B--302室。
3.22上午每个同学须交本课程设计的电路设计方案。
符合要求者可登记领取课程设计用元器件及工具等。
3.22---3.24电路设计和安装。
3.25---3.26电路调试和验收。
3.29---3.31每个同学递交电子线路课程设计报告打印稿。
〔实B--311室〕
七、课程设计实验室安排
课程设计元器件领取地点:
实B--212室。
课程设计调试、验收和答疑地点:
实A--105室。
实A--105室开放时间:
3.22---3.26上午8:
00--11:
30
下午14:
00--17:
20
指导教师:
X永清李鑫王丽君陈艳曾志鹏朱丹
八、课程设计报告内容及评分标准
课程设计报告应包括如下内容:
1、系统设计要求与技术指标确实定;
2、方案选择与可行性论证;
3、系统工作原理说明;
4、单元电路设计、元件和参数选择;
5、原始设计修改局部的说明;
6、电路原理图、元件布局图、主要接线图及元器件清单;
7、功能与测试结果(仪器的使用及型号);
8、存在问题、改良措施及参考资料。
参考资料:
[1]谢自美.电子线路综合设计.XX:
华中科技大学.2006
[2]郭勇.余小平.电子系统综合设计.:
大学.2007
[3]蒋立平.数字逻辑电路与系统设计.:
电子工业.2008
[4]高桔祥.电子技术根底实验与课程设计.(2版).:
电子工业.2005
[5]杨刚.电子系统与实践.:
电子工业.2003
[6]谢自美.电子线路设计.实验.测试〔第二版〕.XX:
华中科技大学.2000
[7]胡宴如.耿苏燕.模拟电子技术根底.:
高等教育.2003
课程设计评分标准如下表:
总体设计参考电原理图
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 设计 制作 一个 通道 有源 滤波 定时 计数器 电路
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