五用途三态音频逻辑笔模电课设报告综述

五用途三态音频逻辑笔-模电课设报告综述五用途三态音频逻辑笔-模电课设报告综述31/31五用途三态音频逻辑笔-模电课设报告综述课程设计说明书课程设计名称：模拟电路课程设计课程设计题目：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13日模拟电子技术课程设计任务书2012－2013学年第2学期第1周－3周题目五用途三态音频逻辑笔内容及要求进度安排第1周：查阅资料，到机房学习仿真软件，确定方案，达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，达成系统的设计；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、周四下午指导地址：E楼311室任务下达2013年2月25日任务达成2013年3月15日核查方式1.评阅□2.争辩□3.实质操作□4.其√√它□指导教师系（部）主任注：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”一并交院教务档。纲要逻辑笔是采用不同样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略的工具.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。此次设计的电路主要由多谐振荡器、四双向开关CD4066(IC1)与一些阻容元件组成的门电路等组成。主要参照器件:555芯片CD4066芯片目录序言1第一章系统设计21.1设计内容及要求解析21.2单元电路设计2第二章系统工作原理62.1系统原理图以以下图62.2系统工作原理6第三章仿真与安装调试83.1仿真83.2安装与调试10结论:11参照文件12附录一主要元件参数131、三极管3DG6132、555芯片13附录二元器件清单16序言对学生大学整个阶段知识积累的总结是毕业设计，而对一门课程的阶段性总结手段就是课程设计。若是学生经过的是一个完满的课程设计环节，不但能够提升学习兴趣，总结所学知识，更重要的是能够将学过的知识进行系统的整合，是一个有效的知识的在提升，再丰富的过程，此次课程设计其目的在于加深对专业基础课与专业课基本知识的理解，是将理论与实践相结合的环节，是真切锻炼学生实践能力的环节。是提升大学生的着手能力的一个环节。1第一章系统设计1.1设计内容及要求解析设计内容及要求：设计并制作五用途三态音频逻辑笔测量数字信号的电平，高电平发出1300Hz信号，低电平发出700Hz信号，没有接触无声。解析：由以上要求可知该音频逻辑笔有两点要求：1.检测电平的高低2.发出两种音频信号由此，该音频逻辑笔最少有两个模块即电平检测系统和音频发声系统。高电平发出1300Hz信号，低电平发出700Hz信号，没有接触无声。1.2单元电路设计1.2.1电平检测系统电平检测系统是用来控制音频发声系统和显示系统的，其作用相当于一个开关，控制部分电路的通断，实现相应功能，即使音频发声系统发出1300HZ或是700HZ的音频信号。在查阅相关资料后，决定采用CD4066芯片。实现电平检测这一功能的主要芯片是CD4066，它是四双向模拟开关，主要用作模拟或数字信号的多路传输并且CD4066的四个双向开关相互独立，每个开关有一个控制信号端，开关能够相互独立的断开，互不影响，能够除掉开关晶体管阈值电压随输入信号的变化，在整个工作信号范围内导通阻抗都较低。与单通道开关对照，拥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牢固等优点。因此采用CD4066。当CD4066模拟开关的电源电压采用双电源时，比方VDD=﹢5V，VSS=﹣5V（均对地0V而言），则输入电压对称于0V的正、负信号电压（﹢5V～﹣25V）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。其内部结构图以以下图所示：图1.3CD4066内部结构图CD4066的引脚功能如图1.2所示。每个封装内部有4个独立的模拟开关，每个模拟开关有输入、输出、控制三个端子，其中输入端和输出端可互换。当控制端加高电平时，开关导通；当控制端加低电平时开关截止。模拟开关导通时，导通电阻为几十欧姆；模拟开关截止时，表现很高的阻抗，能够看作为开路。模拟开关可传输数字信号和模拟信号。31.2.2音频发生系统音频发声系统是用来发出连续的音频信号的，因此考虑能够用NE555组成无稳态多谐振荡器输出连续的特定频率的方波来驱动蜂鸣器，实现此功能。图555组成无稳态多谐振荡器电路图NE555组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。工作时电容经过R1与R2充电至2/3VCC，尔后输出电压翻转，电容经过R2放电至1/3VCC，此后电容重新充电，输出电压再次翻转。无稳态模式下555准时器输出波形的频率由R1、R2与C决定：1fln(2)C(R12R2)1-1）当发出1300HZ的音频信号时，取，(1.44R12R2)C1-2）1.44(47000233000)0.000000011274Hz约为1300HZ，基本吻合要求，该参数选择合理。当发出700HZ的音频信号时，取，f(1.44R12R2)C41-3）1.44(1470002676Hz约为700HZ，基本吻合要求，该参数选择合理.它的各个引脚功能以下：1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5~16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3~18V。一般用5V。3脚：输出端Vo脚：低触发端6脚：TH高触发端4脚：是使能端。当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、TH处于何电平，时基电路输出为“0，”该端不用时应接高电平。5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入搅乱。脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做准时器时电容的放电。在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下，555电路的功能表以下所示：表1-1555准时器的功能表清零端高触发端TH低触发端Q放电管T功能0××0导通直接清零101x保持上一状态保持上一状态110x保持上一状态保持上一状态1001导通截止置1110清零5第二章系统工作原理2.1系统原理图以以下图图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及少量外面元件组成。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”连接，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，IC1-3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：f(1.44R82R9)C1（2-1）1.44(47000233000)61274Hz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f(1.44R7R82R9)C11.44(10000047000233000)0.000000011.44(100000470002676Hz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生声音，显示系统也不显示点电平高低。可见，当测量时发出高音，表示为高电平；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7第三章仿真与安装调试3.1仿真3.1.1仿真步骤在电路达成设计后，开始进行仿真。（1）在MULTISIM7中，依照设计的电路图进行电路连接,注意检查各个部分可否连接正确和连接端可否连接好。（2）检查设计思路以及电路，依照设计框图原理，查察仿真电路与原理图可否吻合。若是不吻合则需要就将其逐个问题解决，直到所有问题都解决了为止。（3）单击运行按钮运行仿真。（4）依照仿真情况与课程设计任务比较，对于不能够实现的任务更正并调试程序，依照仿真结果对仿真电路进行更正，将仿真软件不能够正确仿真的部分元件删除，重新装载并重新运行调试仿真，直到实现能完好实现所要求的功能为止。（注意所选择的芯片参数可否正确，电解电容的极性可否连接正确，在测试看看各管脚的电平可否吻合理论计算上达到的值，同时观察各个集成器件的各个管脚的电平变化情况，以及数码显示器的显示可否正确。）（5）进一步改进和简化程序在进行调试仿真。3.1.2仿真结果1.探针接高电平时，仿真电路图即仿真结果以下：8图三态笔仿真电路图图3.2示波器波形92.探针接高电平时，仿真电路图即仿真结果以下：3.2安装与调试3.2.1电平检测系统与信号发生系统的安装与调试1.安装：（1）拿到元器件后，分别对各个元件进行值测量并对其功能利害进行检测。（2）确定各元件吻合要求后依照电路图，对电路板进行布局，布线，由于本次使用元件较少，电路较少，因此采用人工布线，将主要芯片CD4066和NE555先摆放到电路板上，确定地址，尔后依照电路图将其周围元件摆放上去，摆放时尽量使导线少交织。（3）布线达成后开始进行焊接，采用拖焊法，先进行CD4066和NE555的插槽焊接，尔后进行电阻、电容、蜂鸣器等元件的焊接，最后进行发光二极管，一般二极管和三极管的焊接。2.调试将正负电源与电路正确连通后，将探针分别与高低电平相连，若电路正常工作，则发LED灯会发光，并且探针接触高电平和低电平时会发出不同样的声音，但是笔者对电路加电时并没有看到预期的结果，LED灯亮但是蜂鸣器不响，发现芯片没有装上，在装上芯片后，蜂鸣器素来响。去电后，先用万用表检测电路可否有短路、短路或是虚焊的情况，结果发现焊接正常。因此要加上正负电源，对电路进行参数测量，经过仔细检测发现二极管两端管压降不对，为，在更换二极管后压降仍是0.3V，于是将一个发光二极管与电路中的二极管串通才使得压降为。接电后将探针接高电平发出一种声音，接低电平发出别的一种声音，电路能正常工作。电平检测系统与发声系统调试达成。10结论:路的设计中就必定注意将电路模块化。这样才能有针对性的将问题解决。若是我过老师诚然比较11参照文件王港元.电工电子实践指导（第二版）[M].南昌：江西科学技术初版社，2005.阎石，数字电子技术基础5版[M]，北京：高等教育初版社，2006。郝鸿安等.555集成电路合用大全[M].上海科学普及初版社.，1996.陈兆仁.电子技术基础实验研究与设计[M].北京：电子工业初版社，2000.[5].杜龙林.用万用表检测电子元器件[M].2001。12附录一主要元件参数1、三极管3DG62、555芯片准时器是一种集成电路芯片，常被用于准时器、脉冲发生器和振荡电路。555可被作为电路中的延时器件、触发器或起振元件。555准时器于1971年由西格尼蒂克公司推出，由于其易用性、廉价的价格和优异的可靠性，直到此刻天仍被广泛