设计并制作一个单通道有源带通滤波定时计数器电路

1、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基本要求电路的输入正弦信号电压有效值为100mV，频率为0200KHz。（1）设计一个电压放大器，增益可调。（10分）（2）设计一个电压比较器，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行正常计数，其余则不计数。（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发挥部分（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

2、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电路基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，电压比较器，有源带通滤波器后，进行计数和显示。当被测信号频率在所设计的通带内，计数器将进行计数，否则计数器不计数。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

3、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行计数。 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、电压比较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较器，放大器电路可采用OP07集成运放，如下图。电压比较器参考基准电压为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，电压比较器可采用LM339。电压比较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： 特点是带内带外最佳平稳，但低阶的过度带比较宽。切比雪夫滤波

4、器： 特点是过度带可以很窄，但带内带外幅频震荡比较严重。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。

5、 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. 部分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，在时钟下降沿进行计数，CR为高电平时，对计数器进行清零。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n 检查芯片位置方向，检查连线是否可靠；n 检查电源电压和电源连接是否正确；n 检查LED数码管各个管脚连线是否正确；n 注意调节相关电路的RC器件，以确定合适的电路参数；n 用示波器对放大器电路的输入/输出波形

6、进行观察比较、测定放大倍数；n 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

7、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：张永清 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的确定； 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、原始设计修改部分的说明； 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、改进措施及参考资料。参考资料： 1 谢自美. 电子线路综合设计. 武汉: 华中科技大学出版社. 20062 郭勇. 余小平. 电子系统综合设计. 北京: 北京大学出版社. 20073 蒋立平. 数字逻辑电路与系统设计. 北京: 北京电子工业出版社. 20084 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计. (2版). 北京: 电子工业出版社. 20055 杨刚. 电子系统与