五用途三态音频逻辑笔--模电课设报告

课程设计说明书课程设计名称：模拟电路课程设计题目：五用途三态音频逻辑笔学院名称：南昌航空大学信息工程学院专业：通信工程班级：学号：姓名：评分：教师：2013年3月10日模拟电路课程设计任务书2012－2013学年第2学期第1周－3周注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。题目五用途三态音频逻辑笔内容及要求①测量数字信号的电平，高电平发出1300Hz信号。②低电平发出700Hz信号，没有接触无声。进度安排第1周：查阅资料，到机房学习仿真软件，确定方案，完成原理图设计及仿真；第2周：领元器件、仪器设备，制作、焊接、调试电路，完成系统的设计；第3周：检查设计结果、撰写课设报告。学生姓名：指导时间：周一、周三、周四下午指导地点：E楼311室任务下达2013年2月25日任务完成2013年3月15日考核方式1.评阅□√2.答辩□3.实际操作□√4.其它□指导教师系（部）主任摘要逻辑笔是采用不同颜色的指示灯为表示数字电平的高低的仪器.它是测量数字电路子种较简便的工具.使用逻辑笔可快速测量出数字电路中有故障的芯片.逻辑笔上一般有二三只信号指示灯,红灯一般表示高电平,绿灯一般表示低电平.黄灯表示所测信号为脉冲信号。此次设计的五用途三态音频逻辑笔，电路主要由多谐振荡器、四双向开关CD4066与一些阻容元件构成的门电路等组成。其中多谐振荡器由555和R7、R8、R9、C1构成，其振荡频率受IC1-3的通断状态控制。关键字:NE555CD4066前言.............................................................................................................1第一章系统设计.........................................................................................21.1课程设计的要求.................................................................................21.2总体电路的设计................................................................................21.3555无稳态多谐电路的设计：.........................................................3第二章系统组成及工作原理.....................................................................42.1系统原理图.........................................................................................42.2系统工作原理.....................................................................................42.3CD4066原理.......................................................................................5第三章电路安装与调试...........................................................................63.1电路的安装.........................................................................................63.2电路的调试.........................................................................................7第四章实验结论.........................................................................................8参考文献.......................................................................................................911前言科学技术是第一生产力。以前的三次工业革命就使我们的社会发生了翻天覆地的变化，使我们由手工时代进入了现代的电器时代。同时科技在国家的国防事业中发挥了重要的作用，只有科技发展了才能使一个国家变得强大。而作为二十一世纪的主义，作为一名大学生，不仅仅要将理论知识学会，更为重要的是要将所学的知识用于实际生活之中，使理论与实践能够联系起来。电子课设是电子技术学习中非常这哦那个要的一个环节，是将理论与实践相结合的环节，是真正锻炼学生实践能力的环节。五用途三态音频逻辑笔有五大用途：一是用作三态声频逻辑笔二是将探针短接，可作为声响式信号校对器。三是可作为音频信号发生器，由CK2输出700kHz或1300kHz的音频信号。四是作为555时基块的检测仪。五是当扬声器取代压电蜂鸣器HTD时，可作为门笛使用。22第一章系统设计1.1课程设计的要求：1、测量数字信号的电平，高电平发出1300Hz的信号2、低电平发出700Hz的信号，没有接触无声。3、电路板布局合理，美观整洁注：可使用实验室电源。1.2总体电路的设计：本次系统电路主要由CD4066四双向模拟开关及555芯片两大部分组成，仿真电路图如下图所示图1.1仿真电路图331.3555无稳态多谐电路的设计：NE555构成无稳态多谐振荡器时可输出连续的特定频率的方波。电阻R1接在VCC与放电引脚(引脚7)之间，另一个电阻(R2)接在引脚7与触发引脚（引脚2）之间，引脚2与阈值引脚（引脚6）短接。工作时电容通过R1与R2充电至2/3VCC，然后输出电压翻转，电容通过R2放电至1/3VCC，之后电容重新充电，输出电压再次翻转。图1.2555构成无稳态多谐振荡器电路图无稳态模式下555定时器输出波形的频率由R1、R2与C决定：ƒ=1/ln(2)*C*(R1+2R2)输出高电平时由下式给出：high=ln(2)*(R1+R2)*C输出低电平时由下式给出：Low=ln(2)*R2*C44第二章系统组成及工作原理2.1系统原理图图2.1系统原理图2.2系统工作原理如图2.1为五用途三态声频逻辑笔电路。该电路主要由一片555和一块四向开关CD4066及少量外围元件组成。R3和D1、D2两个二极管的作用是分压限流，保证三极管的正常工作。CK1即为探针，使用时应与被测电压相连接。当正探针接触高电平“1”时，负探针与被测电路“地”连结，则VT1导通，由于三极管发射极接地，导通后，其基极也相当于接地为低电平，因此IC1-2的控制端为低电平，其截止，IC1-355的控制端为高电平，其导通，R7短接，取R7=100K，R8=47K，R9=33K，C1=0.01uF,则振荡频率为：(1.44829)1fRRC1.44(47000233000)0.000000011274Hz约为1300Hz左右。当正探针接触低电平“0”时，IC1-4的控制端为低电平，其阻断，IC1-3的控制端也为低电平，也阻断，振荡频率为(1.447829)1fRRRC1.44(10000047000233000)0.00000001676Hz振荡频率约为700Hz左右。当探针未接触任何电平时，NE555和CD4511的使能端均为低电平，两个芯片都不工作，即音频发声系统不发出声音。可见，当测量时发出高音，表明为高电平；若发出的声音为低音，则为低电平；无声时，表示未接触上。并且电路正常工作时发光二极管会发光。2.3CD4066原理CD4066是四双向模拟开关，主要用作模拟或数字信号的多路传输。引出端排列与CC4016一致，但具有比较低的导通阻抗。另外，导通阻抗在整个输入信号范围内基本不变。CD4066由四个相互独立的双向开关组成，每个开关有一个控制信号，开关中的p和n器件在控制信号作用下同时开关。这种结构消除了开关晶体管阈值电压随输入信号的变化，因此在整个工作信号范围内导通阻抗比较低。与单通道开关相66比，具有输入信号峰值电压范围等于电源电压以及在输入信号范围内导通阻抗比较稳定等优点。但若应用于采保电路，仍推荐CD4016。当模拟开关的电源电压采用双电源时，例如=﹢5V，=﹣5V（均对地0V而言），则输入电压对称于0V的正、负信号电压（﹢5V～﹣5V）均能传输。这时要求控制信号C=“1”为+5V，C=“0”为-5V，否则只能传输正极性的信号电压。第三章电路安装与调试3.1电路的安装电路安装要注意的几个方面：1、先装矮后装高，先装小后装大，先装耐焊的等等。772、布线尽量使电源线和地线靠近实验板的周边以起到屏蔽作用。3、最好分模块安装。4、此外，焊接时要注意不要虚焊，假焊，漏焊，更不能出现过焊，应为有些器件，不能耐高温。3.2电路的调试连接电源，在CK1处输入2.1V的高电平，观察蜂鸣器是否发声，并用示波器观察CK2处的波形是否符合实验要求，若未达到实验要求，用万用表测量R7，R8，R9端电压看是否符合标准。在CK1处接入-0.3V低电平，重复1操作。调试电路，直到达到目的为止。88第四章实验结论本次课程设计，了解掌握了五用途三态音频逻辑笔，该笔有五大用途：一是用作三态声频逻辑笔二是将探针短接，可作为声响式信号校对器。三是可作为音频信号发生器，由CK2输出700kHz或1300kHz的音频信号。四是作为555时基块的检测仪。五是当扬声器取代压电蜂鸣器HTD时，可作为门笛使用。实验还有很多不足之处，如电路排版不是很合理，元器件的选择可以更加精确来减少误差。还有此电路没有开关，电路元器件易损坏，CD4066的管脚太多给焊接带来了很大麻烦，如果再做此实验可以考虑用多个芯片取代CD4066或者换一个元器件取代CD4066。99参考文献[1]王港元.电工电子实践指导（第二版）[M]，南昌，江西科学技术出版社，2005.[2]阎石，数字电子技术基础5版[M]，北京，高等教育出版社，2006.[3]郝鸿安等.555集成电路实用大全[M]，上海，上海科学普及出版社.[4]陈兆仁.电子技术基础实验研究与设计[M]，北京，电子工业出版社，2000.1010