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课题:示波器通道扩展电路电子电路课程设计卢庆莉编写一、课程概况简介二、课题技术指标三、设计提示四、电路调测提示主要授课内容:一、课程概况简介课程名称:电子电路课程设计（32学时，两周）课程性质:必修（2学分）教材:《电子电路课程设计》张豫滇编教学目的:1.提高模拟电路、数字电路理论和实验的综合能力。2.掌握综合型电子电路的设计、装配和调测方法。3.掌握电子元器件资料和电路资料的检索方法。4.提高设计报告的撰写能力。5.全面培养学生科技工作素质。教学方法：1.教法：①在实验室集中，分3次讲解。*电路设计提示。*装配要求、调测方法。*实验报告撰写要求。②辅导实验、最后逐一验收。2.学习方法：*认真自学《电子电路课程设计》相关章节。*独立完成设计。*独立装配、调测、撰写设计报告。教学进程：1.设计要求和提示（在实验室教师授课，半天）查阅资料、设计电路（同学独立完成，1天半）。2.讲述装配方法和调测要求（2学时）。3.调测（第二周星期一至第二周星期五）。4.验收（第三周星期一至第三周星期二）。5.撰写报告（第三周星期三）、讲评、收尾。课程纪律：1.缺少实验达三分之一以上无成绩，必须重修。2.设计报告必须手写，不得用打印机打印。3.预习报告和设计报告抄袭他人者，报告成绩按0分论处。4.迟到、早退3次成绩降档。成绩评定：1.评分项目：预习报告、装配水平、调测水平、完成指标、报告。2.成绩分档：优秀、良好、中等、及格、不及格、不及格必须重修，没有补考。二、课题技术指标2.1设计课题名称示波器通道扩展电路2.2技术指标(P142课题十七)1、整体功能要求示波器通道扩展电路的主要功能是,利用模拟双踪示波器原有的两个通道CH1和CH2,将示波器扩展为可同时测量4个被测信号的4通道示波器.2、系统结构要求示波器通道扩展电路的整体结构要求如图1所示。4路不同的被测信号送入“双踪/多路转换电路”，转换电路对被测信号进行处理后送入CH2，再利用示波器本身已具备的功能，使示波器同时显示4个被测信号。3、电气指标3.1双踪示波器的CH1通道作为4路被测信号的输入。3.2双踪示波器的CH2通道作为被测信号的直流位移输入。3.3屏幕上均匀稳定显示4路波形。3.4电压测量范围:10mV～1V(有效制)。3.5双踪/多路转换电路4个输入被测信号端的输入阻抗大于100KΩ。3.6被测信号的频率范围:1KHz～1MHz.4、扩展指标只用双踪示波器的CH1通道实现单踪/四踪转换5、设计条件5.1电源条件:双路直流稳压电源1台(0V～30V)。5.2可供选择的元器件范围如表所示。三、电路设计提示1、双踪示波器可同时在荧光屏上显示两个被测信号，它是在单踪示波器的基础上增加一些电路而构成的，图2是它的原理框图。图2中YA、YB是两个用于传输被测信号的Y轴系统，它们与单踪示波器Y轴系统作用相同。门电路在电子开关的控制下选择送往Y轴偏转板上的被测信号。门电路中，仅当KA合上时，示波器只显示YA输入的信号；仅当YB合上时，只显示YB通道输入的信号；当KA和KB按特定的方式轮流合上时，可同时显示两个被测信号。将双踪示波器转换为多踪示波器的原理框图如图3所示。由于被测信号的幅值大小差异较大，为了使被测信号能顺利通过传输门，电路设计应合理地分档设计衰减器和放大器。4路被测信号经衰减放大器后，送入传输门（1）（即4选1模拟开关），在地址信号的控制下模拟开关轮流地输出4路被测信号。直流分压器的作用是，对被测4路信号的时间基线提供相应的可调直流电平，使其在屏幕上均匀地分布4条实基线。传输门（2）接收来自分压器的4路直流电平，在同步地址信号信号的控制下，轮流地输出4路不同的直流电平。。传输门（1）输出的信号接入示波器的CH1通道，传输门（2）的直流电平接入示波器的CH2通道，利用示波器显示模式中的ADD功能，使两个通道的信号相加，即可显示被测信号的波形。4个被测信号分时轮流显示在示波器不同的位置上（即在Y轴4个不同的位置上）。如果1S内每个被测信号显示的次数多于24次，则由于人眼的视觉滞留特性和示波器的余辉影响，人们可同时看到4个波形。2、衰减器和放大器输入电路是一个由电阻和同相放大器构成的量程放大器，输入为100KΩ的输入电阻。由于技术指标要求测量的信号幅度可达1V有效值（峰峰值为2.8V），所以要设计一个10：1的分压电路，以便降低送入量程放大器的输入信号。量程放大器采用模拟开关来切换增益，共有3个量程，分别是×1、×10和×100，由量程逻辑开关K1、K2和K3控制。该电路的优点是不必考虑电子开关导通电阻的影响，从而可提高测量精度。电路可参考本章“课题九”(P110,图7-18量程放大器切换开关)，交流数字电压表中的相关内容。3、传输门电路传输门由模拟开关CD4052构成。模拟开关与机械开关的不同点是：①机械开关导通后两接点之间电阻为零，而模拟开关导通后开关的两接点之间有几欧至几十欧的电阻。②机械开关导通后相当于一条导线，而模拟开关导通后对流过它的信号的电位范围有一定的限制。例如：如果模拟开关的直流工作电源为+5V，那么，流过模拟开关的信号的最高电位不能大于+5V，最低电位不能低于0V。由于模拟开关这一特点，在传输交流信号时，一般应给模拟开关输入端加一个直流位置电压。位置电压多为电源电压的一半。有关模拟开关的详细内容请参考书目[21]。模拟开关CD4052的管脚图：方波发生器、三角波发生器、正弦波发生器和脉冲波发生器的设计提示：方波发生器：请参照《电工电子基础实验》P135或《电工电子实验技术》下册P189。三角波发生器：请参照《电工电子基础实验》P136。正弦波发生器：请参照《电工电子基础实验》P134。脉冲波发生器：请参照《模拟电子技术基础》P196，图7.3.3占空比可调的张弛振荡器。时钟电路的设计提示：请参照《数字电路与系统设计》第七章P187～P191。扩展指标的设计提示：本实验的扩展指标是只用双踪示波器的CH1通道实现单踪/四踪转换。原来两路通道，CH1和CH2分别输出被测信号和其直流分量，而扩展指标中用到了一路通道，显然直流分量必须在进入通道前加上去。实现的方法采用加法器完成。四、电路调测提示1、衰减器和放大部分要单独调测，看信号是否能顺利通过电子开关。2、调整直流分压器，使其在屏幕上的直流位移间隔均匀。3、时钟信号的频率不宜过低，应满足显示的波形无闪烁现象。4、单独测试各路信号并加以调整。5、整机统调时，做一个十进制计数器，将Q0～Q3作为被测信号，观察示波器的显示情况。6、输入被测信号时，要充分考虑到模拟开关CD4052的特性要求，被测信号的瞬间电路值不能过高或过低。五、预习要求1、认真阅读教材要求认真阅读《电子电路课程设计》第一、二、三章2、查阅资料查找设计提示中要求的各种参考资料并认真学习。（1）按照《电工电子基础实验》“4.2节电气制图基本知识”中的要求，绘制电路草图。（2）必须绘制在规定的坐标纸上，必须用铅笔绘制。（3）集成电路必须采用CAD功能符号形式，不可用管脚图。（4）所有元件必须有标号。3、设计电路并绘制电路图六、课程设计报告撰写格式：1、封面填写要求：设计题目脉冲按键拨号电路课程名称电子电路课程设计班级学生姓名学号指导老师卢庆莉开课日期2012年12月10日至2012年12月21日2、目录目录第一章技术指标----------------------1.1整体功能要求-----------------1.2系统结构要求--------------------1.3技术指标------------------------1.4设计条件------------------------第二章整体电路设计-------------------2.1整体方案设计---------------2.2设计原理-----------------------第三章单元电路设计---------------------3.1示波器原理-------------------3.2三角波的设计--------------3.3方波电路的设计---------------3.4脉冲波电路的设计-----------------３.5正弦波电路的设计---------------3.6时钟电路的设计---------------3.7开关控挡的设计---------------3.8相加电路的设计（附加部分）--------第四章测试与调整---------------------4.1单元电路测试-------------------4.2整体指标测试--------------第五章设计小结---------------------5.1设计任务完成情况---------------5.2问题及改进-----------------5.3心得体会---------------第六章参考文献---------------------6.1图书报刊资料---------------6.2网络资料---------------