- - .电路综合实习报告姓名：谢子荣学号：班级：075124小组成员：谢子荣、关亚军指导老师：郝国成，张晓峰，闻兆海，王国洪，吴让仲，李杏梅，王巍中国地质大学（）机械与电子信息学院通信工程目录技能要求................................................................. (2)一、函数发生器设计1、实习内容及要求 (3)2、设计方案 (3)3、调试过程与结果 (7)4、测试数据记录 (9)二、多功能数字钟设计1、实习内容及要求 (9)2、设计方案 (10)3、调试过程与结果 (15)三、自动量程转换电压表1、实习内容及要求 (16)2、设计方案 (17)3、调试过程与结果 (23)4、测试数据记录 (25)四、实习总结 (25)【技能要求】1、能使用EDA（电子设计自动化）软件进行电路绘制，如应用Protel软件绘制详细电路原理图。

2、会查阅相关参考文献3、能够阅读英文器件数据手册，进行单元电路设计。

4、在万用板上完成电路的焊接工作。

学习和熟悉在万用板上进行电路焊接的方法和技术。

5、掌握某些常用芯片的功能及引脚图6、具备元器件检测能力。

7、具有装配、调试和指标测量的能力。

能使用电子仪器（如直流电源，万用表，信号发生器，示波器等）对电路进行测试，能根据要求调试出较好的性能。

8、掌握模拟电路、数字电路、单片机原理等课程的基本知识。

9、会进行C语言和汇编语言编程。

10、具备一定的分析、总结能力，写出一份较为完备的实习报告一、函数发生器设计1、实习内容及要求：任务：一个电路同时产生正弦波、三角波、方波。

①要求：1）正弦波幅度不小于1V；三角波不小于5V；方波不小于14V；2）频率可调，范围分为三段：10HZ—100HZ；100HZ—1KHZ；1KHZ—10KHZ。

②主要性要求能：1）输出信号的幅度准确稳定2）输出信号的频率准确较稳定2、设计方案1)功能模块①方波—三角波产生电路方波-三角波电路上图所示为产生方波-三角波电路。

工作原理如下：若a 点短开，运算放大器A 1与R 1、R 2及R 3、R P 1组成电压比较器，C 1为加速电容，可加速比较器的翻转。

由图分析可知比较器有两个门限电压运放A2与R 4、R P 2、C 2及R 5组成反相积分器，其输入信号为方波U o1时，则输出积分器的电压为当U o1=+V CC 时 当U o1=-V EE 时可见积分器输入方波时，输出是一个上升速率与下降速率相等的三角波，其波形如图所示。

A 点闭合，即比较器与积分器首尾相连，形成闭环电路，则自动产生方波-三角波。

方波-三角波的频率为：CCth V RP R R U 1321+-=CCth V RP R R U 1322+=CC1322V RP R R U m o +=tC RP R U o 214CC2)(V +-=t C RP R U o 214EE2)(V +=t U C RP R U o o d )(112142⎰+-=由上分析可知：（1）电位器R P 2在调整方波-三角波的输出频率时，不会影响输出波形的幅度。

（2）方波的输出幅度应等于电源电压。

三角波的输出幅度应不超过电源电压。

电位器RP 1可实现幅度上午微调，但会影响波形的频率。

②正弦波产生电路三角波→正弦波的变换主要有差分放大器来完成。

差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高、抗干扰能力强等优点。

特别是做直流放大器时，可以有效的抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。

波形变换的原理是利用差分放大器传输特性的非线性。

（1）传输特性曲线越对称，线性区越窄越好；（2）三角波的幅度U m 应正好使晶体管接近饱和区或截止区。

图2.3.2.2b 为三角波→正弦波的变换的电路。

其中R P 1调节三极管的幅度，R P 2调整电路的对称性，其并联电阻R E2用来减少差分放大器的线性区。

电容C 1、C 2、C 3为隔直电容，C 4为滤波电容，以减少滤波分量，改善输出波形。

214213)(4C RP R R RP R f ++=比较器A 1与积分器A 2的元件参数计算如下：由于 因此取R 3=10k Ω,则R 3+RP 1=30k Ω，取R 3=20k Ω, RP 1为47 k Ω的电位器。

取平衡电阻R 1=R 2//（R 3+RP1）≈10 k Ω。

因为当1Hz ≤f ≤10Hz 时，取C 2=1μF ，则R 4+R P 2=（75~7.5）k Ω，取5.1 k Ω，RP 2为100 k Ω电位器。

当19Hz ≤f ≤100Hz ，取C 2=0.01μF 以实现频率波段的转换，R 4、R P 2的值不变。

取平衡电阻R 5=10 k Ω。

三角波→正弦波变换电路的参数选择原则是：隔直电容C 3、C 4、C 5要取得大，因为输出频率较低，取C 3=C 4=C 5=470μF ，滤波电容C 6一般为几十皮法至0.1μF 。

R E2=100Ω与R P 4=100Ω，相并联，以减少差分放大器的线性区。

差分放大器的静态工作点可通过观测传输特性曲线，调整RP 4及电阻R ’确定。

2）总电路图（multisim 仿真）CC1322V RP R R U m o +=31124V cc o2m 132===+U RP R R 214213)(4C RP R R RP R f ++=3）引脚图LM7414）元件清单名称型号数量直流稳压电源1台双踪示波器1台万用表1只运算放大器LM741 2片电位器50K 2只100K 1只100Ω1只电阻20K 1只10k 5只8K 1只6.8K 2只5.1K 1只2k 2只100Ω1只电容470uF 3只10uF 1只1uF 1只0.1uF 2只0．01uF 1只三极管9013 4只万用板1块导线 1.若干3、调试过程与结果①方波—三角波的调试由于比较器A1与积分器A2组成正反馈闭环电路，同时输出方波与三角波，这两个单元电路可以同时安装。

需要注意的是，安装电位器R P1与R P2之前，要先将其调整到设计值，如设计举例题中，应先使RP1=10KΩ，RP2取（2.5~70）Ω内的任一阻值,否则电路可能会不起振.只要电路接线正确,上电后,U01的输出为方波,U02的输出为三角波,微调R P1,使三角波的输出幅度满足设计指标要求,调节R P2,则输出频率在对应波段内连续可变.②正弦波调试装调三角波-正弦波变换电路，其中差分放大器可利用课题三设计完成的电路。

电路的调试步骤如下：经电容C4输入差模信号电压u id=500mV，f i=100Hz的正弦波。

调节R P4及电阻R*，使传输特性曲线对称。

再逐渐增大u id，直到传输特曲线形状如图3-73所示，记下此时对应的u id，即u idm值。

移去信号源，再将C4左端接地，测量差分放大器的静态工作点I0、U c1、U c2、U c3、U c4。

将RP3与C4连接，调节RP3使三角波的输出幅度经RP3后输出等于u idm值，这时U03的输出波形应接近正弦波，调整C6大小可以改善输出波形。

如果U03的波形出现如图1所示的几种正弦波失真，则应调整和修改电路参数，产生失真的原因及采取的相应措施有：①钟形失真，如图1.2（a）所示，传输特性曲线的线性区太宽，应减小R E2。

②波圆顶或平顶失真，如图1.2（b）如示，传输特性曲线对称性差，工作点Q偏上或偏下，应调整电阻R*。

③非线性失真如图1.2（c）所示，三角波的线性度较差引起的非线性失真，主要受运放性能的影响。

可在输出端加滤波网络（如C6=0.1mF）改善输出图1.2 几种波形的失真4、测试数据记录在各个波形都不失真的情况下，得到下列测试结果：（Vcc+=11.9V Vcc-=-11.8V）二、多功能数字钟设计1、实习内容及要求1）学习要求掌握数字电路系统的设计方法、装调技术及数字钟的功能扩展电路的设计。

2 ）基本功能准确计时；以数字形式显示时、分、秒；小时的计时要求为“24进制”，分、秒计时要求为60进制；能够校正时间。

3 ）扩展功能定时（闹时）控制，时间可自行设定；仿广播电台整点报时；报整点时数；2、设计方案1）数字钟组成系统框图如上图所示，数字钟电路系统由主体电路和扩展电路两大部分组成。

其中主体电路完成数字钟的基本功能，扩展电路完成数字钟的扩展功能：报时和定时功能。

该数字钟系统的工作原理是：振荡器产生稳定的高频脉冲信号,作为数字钟的时间基准,然后经过分频器输出标准秒脉冲。

秒计数器满60后向分计数器进位,分计数器满60后向小时计数器进位,小时计数器按照“24翻1”规律计数。

计数器的输出分别经译码器送显示器显示。

计时出现误差时,可以用校时电路校时、校分。

各扩展电路必须在主体电路正常运行的情况下才能进行功能扩展。

3）主体部分设计1、振荡电路（脉冲产生电路）由555定时器产生1KHZ的矩形波经过3片74LS90分频后产生1HZ的方波脉冲，将该脉冲输入到秒个位的时钟脉冲输入端，即可使计数器工作。

2、计数器脉冲信号经过6级计数器，分别得到“秒”个位、十位，“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时。

“秒”、“分”计数器为60进制，小时为24进制。

（1）60进制计数器数字钟的“分”和“秒”计数器均为模60的计数器，它们的个位都是十进制计数器，而十位则是六进制计数器，其计数规律为00->01->…->58->59->00…。

可选用74LS90作为“分”和“秒”的个位计数器，74LS92作为“分”和“秒”的十位计数器，其中，十位计数器将74LS92连接成模6计数器。

（2）24进制计数器数字钟的“时”计数器为模24的计数器，其计数规律为00->01->…->22->23->00…，即当数字钟运行到23时59分59秒时，在下一个秒脉冲作用下，数字钟显示00时00分00秒。

同理，M=24<102,应选用2片74LS90，将其连接成模24计数器作为“时”计数器。

模60计数器模24计数器（3）显示电路计数脉冲经过CD4511译码后变成7段显示码，使数码管显示相应数字，电路如下图所示：3、芯片引脚图CD4511BE 74LS90 74LS924 、主体电路（multisim仿真）4）扩展部分设计整点报时电路要求是仿电台整点报时，每当数字钟计时到整点（或快要到整点时）发出音响，通常按照4低音1高音的顺序发出间断声响，以最后一声高音结束的时刻为整点时刻。

设4声低音（约500Hz）分别发生在59分51秒、53秒、55秒及57秒，最后一声高音（约1kHz）发生在59分59秒，它们的持续时间为1秒。

由此可见，分十位和个位计数器的状态分别为（QDQCQBQA）M2=0101，（QDQCQBQA）M2=1001；秒十位计数器的状态为（QDQCQBQA）S2=0101。