电子系统设计实验课程设计指导书

PAGEPAGE30实验教学部分课内实验实验一测量放大电路（前端）一、实验目的自行设计与制作一个测量放大器，实现对弱信号的放大。掌握微弱信号放大电路的原理与制作方法；3、在老师的指导下，学会自主完成设计与制作。二、实验性能要求1、差模电压放大倍数Aud=1～500可调；2、差模输入电阻≥10MΩ；3、最大输出电压为±10V；4、共模抑制比KCMR≥105三、预习内容如何来测量放大器输入电阻？推导出输出UO和U1、U2的关系表达式？图1-1电路图图1-1可做那些改进？图1-1四、实验内容1、测量放大器的输入电阻：直接测量法和分压测量法。2、共模放大倍数的测量（表1-1）U1=U2（V）UO（mV）改变电位器RW的数值，观看对共模输出的影响。3、差模放大倍数的测量①调节RW的值，使得电压放大倍数Aud为10，记下此时RW的阻值并完成下列表格。（表1-2）RW=U1（mV）U2（mV）UO（V）②调节RW的值，使得电压放大倍数Aud为100，记下此时RW的阻值并完成下列表格。（表1-3）RW=U1（mV）U2（mV）UO（V）五、实验报告要求1、根据实验结果，整理实验数据，计算出共模抑制比KCMR；2、将实验过程中测得的电位器RW阻值代入UO和U1、U2的关系表达式，验证一下差模放大倍数理论值。3、如果在测量差模放大倍数的操作中，输入为正弦波信号，该怎样测量？应注意哪些问题？实验二电压/频率转换电路一、实验目的理解压控振荡器（VCO）的原理和含义。按照图2-1连接电路，该图实际上就是锯齿波发生电路，只不过这里是通过改变输入电压Vi的大小来改变波形频率，从而将电压量转换成频率参量。二、预习内容1、指出图2-1中电容C的充电和放电回路。2、定性分析用可调电压Vi改变Vo频率的工作原理，并推导出输出频率的表达式。3、电阻R2、R4、R5和C的数值如图2-1中所示，求输出信号幅值为多少？当输入电压值为3V，输出频率为多少？4、改变稳压管的稳压值对电路会有何影响？图2-1电压/频率转换电路三、实验内容按图2-1接线，用示波器监视Vo波形。按表2-1内容，测量电压——频率转换关系。可先用示波器测量周期，然后再换算成频率。（表2-1）Vi（V）012345T（ms）F（Hz）四、实验报告要求1、根据实验结果，整理实验数据，画出频率——电压关系曲线2、分析电压/频率转换电路的工作原理和转换过程。3、电阻R4和R5的阻值如何确定？当要求输出信号幅值为12Vp-p，输入电压值为3V，输出频率为300Hz，计算R4，R5的值。实验三集成稳压器一、实验目的1、了解集成稳压器的特性和使用方法。2、掌握直流稳压电源主要参数测试方法。二、预习要求1、复习教材中直流稳压电源部分关于电源主要参数及测试方法。2、查阅手册，了解实验使用稳压器的主要技术参数。3、估算如图3-5电路中的输出电压范围。4、拟订测试步骤及记录数据的表格。三、实验内容（一）稳压器的测试：实验电路如图3-1所示。图3-1三端稳压器1、测试内容①稳压器的输出电压。②电压调整率。③电流调整率。④纹波电压（峰峰值）。（二）稳压器性能实验：如图3-1的电路，测试直流稳压电源性能。1、保持稳定输出电压的最小输入电压。2、输出电流最大值及过流保护性能。（三）三端稳压器的灵活应用1、改变输出电压：实验电路如图3-2所示。图3-2三端稳压电源按图3-2接线，测量上述电路输出电压及变化范围。2、扩大输出电流：实验电路如图3-3所示。按图3-3连接好电路，用万用表测量输出电流，并与实验内容（二）比较。图3-3扩展电流的方法3、组成恒流源：实验电路如图3-4所示。图3-4恒流源电路按图3-4连接好线路，用万用表测试电路恒流的作用。（四）可调稳压器：实验电路如图3-5所示。图3-5可调稳压器LM317最大可接入电压40V，输出1.25~37V可调，本实验输入电压只加15V。按图接线，用万用表测试：1、电压输出范围。2、VT电压是否随V0ut变化而变化？3、按实验内容（一）测试各项指标。为了方便，可在可调电压的中间值固定电压测。四、实验报告1、分析实验结果，计算实验内容（一）的电路各参数。2、画出实验内容（二）的输出保护特性曲线。3、总结本实验所用的三端稳压器的应用方法。实验四儿童安全灯一、实验目的本设计介绍一种用发光二极管构成的照明电路，来解决晚间儿童学习时，一旦停电不见走路的不安全因素。该灯可用电池供电，耗电量极少，遇到停电发光二极管自动闪烁发亮。二、预习要求1、查阅资料，了解施密特触发器的应用。2、掌握光敏电阻的参数的测量方法。3、分析图4-1电路的工作原理。三、实验内容图4-1儿童安全灯按图4-1连接线路，当有光线照在光敏上，光敏电阻阻值较低，此时晶体管V1导通，从而晶体管V2截止，所以发光二极管不亮；一旦断电，周围环境变暗，光敏电阻阻值较大，此时晶体管V1截止，从而晶体管V2导通，所以发光二极管闪烁发亮。图4-1儿童安全灯图4-2CD4093的管脚图集成芯片CD4093的管脚及功能介绍：CD4093为四个二输入端的施密特触发器，其管脚如图4-2所示。在图4-2中下面一个施密特触发器构成一个多谐振荡器，上面一个构成整形电路。图4-2CD4093的管脚图四、实验报告1、查阅资料，计算出图4-1施密特触发器的振荡频率。2、如何将晶体管V1设计在开关状态，如果光敏电阻的亮电阻为5K，暗电阻为500K，电位器RW取值如何？3、请思考用其它方法来实现电路功能。实验五生日电子礼品一、实验目的本实验设计一个生日电子礼品。当你朋友用嘴吹生日蛋糕时，灯光一暗，该生日电子礼品就会奏出“祝您生日快乐”的音乐，同时两个灯交替发出红、绿光。二、预习要求1、查阅资料，了解NE555定时器的应用。2、掌握光电三极管参数的测量方法和元件的选用。3、分析图5-1电路的工作原理。三、实验内容电路原理如图所示：IC1是一片555定时器，构成一个具有启停功能的多谐振荡器。RD端为低电平时，振荡器停振，OUT端输出为低电平。LED红灯亮。IC2是存有“祝您生日快乐”乐曲的集成电路，其触发方式是每触发一次，就演奏乐曲一遍，演奏完毕即停止。图5-1生日电子礼品图5-1生日电子礼品在生日晚会上，有照明灯光时，光电三极管V1受光照而呈低阻值，IC1就不工作，OUT端输出为低电平，IC2不触发，扬声器B不工作。当四周灯光熄灭时，光电管V1呈高阻，其集电极电位升高，IC1起振，发光二极管“LED红”和“LED绿”交替发光。IC1刚起振时，输出为高电平，IC2受触发工作，输出音乐信号，由晶体管V2推动扬声器发出“祝您生日快乐”的乐曲。适当调整R2、R3阻值，可调节振荡器频率，即决定红、绿发光二极管亮、灭的交替时间。电路如出现其他问题，大家可以结合所学知识进行排除。四、实验报告1、指出图5-1电路的电容C2的作用。2、如何根据光电三极管V1的参数来确定电阻R1取值？3、能否用其它方式来实现电路功能。实验六锁相环的测试及应用一、实验目的1、加深对基本锁相环工作原理的理解。2、掌握VCO压控振荡器的基本工作原理。3、掌握CD4046的几个应用。二、预习要求1、查阅资料，了解基本锁相环的分类。2、查阅资料，写出CD4046中VCO压控振荡器的计算公式。3、预习实验内容，分析几个实验电路的工作原理。图6-1锁相环工作原理的图6-1锁相环工作原理的方框图1、锁相环的基本工作原理锁相环按其功能可分为鉴相器、环路滤波器和压控振荡器三大模块组成。①鉴相器（又称相位检波器或相敏检波器）分模拟和数字两种类型，作用是鉴别两个信号的频率和相位差；②环路滤波器的作用是虑除鉴相器输出的交流成分和噪声；③压控振荡器是振荡输出频率随输入控制信号的电压而变化的振荡器，作用是使其输出频率与输入信号的频率保持一致。2、CD4046的管脚图图6-21脚相位输出端，环路锁定时为高电平，环路失锁时为低电平。2脚相位比较器Ⅰ的输出端。3脚比较信号输入端。4脚压控振荡器输出端。5脚禁止端，高电平时禁止，低电平时允许压控振荡器工作。6、7脚外接振荡电容。8、16脚电源的负端和正端。9脚压控振荡器的控制端。10脚解调输出端，用于FM解调。11、12脚外接振荡电阻。13脚相位比较器Ⅱ的输出端。14脚信号输入端。15脚内部独立的齐纳稳压管负极。四、实验内容1、构成电压—频率转换电路图6-4VCO电路图6-5FM解调电路当CD4046单电源+5V供电时，按图6-4所示连接电路。在9脚输入一个可变直流电压，输出的频率也做相应变化，测量对应的频率，并完成表6-1。图6-4VCO电路图6-5FM解调电路（表6-1）Vi（V）012345T（ms）F（Hz）2、FM解调电路的应用按图6-5所示电路连接，在14脚输入端调频（FM）信号，10脚输出被调制信号。图6-6模拟音响电路3、设计为模拟音响电路图6-6模拟音响电路R3C4和R4C4组成积分的充电和放电，同时控制输出变频的变化；R1R2C1决定重复频率；R5C3控制输出频率。四、实验报告1、总结锁相环CD4046的应用。2、在图6-6中，如何根据声音间隔要求来确定电阻R1和R2及电容C1的参数？3、比较实验内容一与实验二的内容。课外小制作实验七楼道自动关灯电路的设计与制作一、设计目的：1、掌握继电器的工作原理与应用；2、在老师的指导下，学会自主完成设计与制作。二、设计内容：根据具体需要在楼道或上下楼梯之间设计一个自动延时关灯电路。三、设计要求：1、性能参数要求：（1）设计一个延时20左右秒的自动关灯电路；（2）制作电路板，并焊接调试；2、进行简单的方案设计和论证，并简要说明所设计电路的工作原理；3、设计成果要求：根据设计要求来设计电路，计算参数，选择元器件；根据所设计的电路和所选择的元器件制版、安装电路，并按照调试步骤进行调试；最终达到设计要求，并提交下列成果：（1）设计报告一份。要求内容完整，图表完备，字迹工整，条理清晰，分析有据，计算准确；（2）电路原理图一张。要求布局合理，清晰完整，线条粗细均匀一致，图形大小合适，图形和符号要规范；（3）所用元器件详细清单；（4）电路实体一套。要求该电路实体必须是经过自己安装调试通过并达到性能指标要求的电路实体，是否达到要求应以指导教师认定为准。四、制作与调试1、先用万用表测量、选择符合设计要求的元器件；2、学会应用面包板调试电路，待电路符合设计要求之后，再设计制作电路板，最后组装、焊接成电子制作成品；设计好的电路板装配、完成制作。五、参考电路原理图如图7-1所示。图7-1楼道自动关灯电路参考元器件如下：图7-1楼道自动关灯电路继电器电阻、电容3、电池、可弹回开关六、报告要求1、分析电路的工作原理和过程；2、实现设计电路的方法和手段；3、设计实验的调试步骤；4、记录实验数据和结果；5、对实验数据进行分析和处理。七、思考题1、分析电路中电容的充放电回路？2、电路中二极管IN4148的作用？实验八简易信号发生器的设计与制作一、设计目的：1、掌握自激多谐振荡器的工作原理与应用；2、在老师的指导下，学会自主完成设计与制作。二、设计内容：根据自激多谐振荡器的工作原理来设计一个简易信号发生器。三、设计要求：1、性能参数要求：（1）设计信号发生器的输出波形周期为0.5—1.5秒；（2）制作电路板，并焊接调试；2、进行简单的方案设计和论证，并简要说明所设计电路的工作原理；3、设计成果要求：根据设计要求来设计电路，计算参数，选择元器件；根据所设计的电路和所选择的元器件制版、安装电路，并按照调试步骤进行调试；最终达到设计要求，并提交下列成果：（1）设计报告一份。要求内容完整，图表完备，字迹工整，条理清晰，分析有据，计算准确；（2）电路原理图一张。要求布局合理，清晰完整，线条粗细均匀一致，图形大小合适，图形和符号要规范；（3）所用元器件详细清单；（4）电路实体一套。要求该电路实体必须是经过自己安装调试通过并达到性能指标要求的电路实体，是否达到要求应以指导教师认定为准。四、制作与调试先用万用表测量、选择符合设计要求的元器件；学会应用面包板调试电路，待电路符合设计要求之后，再设计制作电路板，最后组装、焊接成电子制作成品；利用设计好的电路板装配、完成制作。五、参考电路原理图如图8-1所示。图8-1简易信号发生器电路参考元器件如下：1、发光二极管、三极管2、电阻、电容3、电池、开关六、报告要求1、分析电路的工作原理和过程；2、实现设计电路的方法和手段；3、设计实验的调试步骤；4、记录实验数据和结果；5、对实验数据进行分析和处理。七、思考题1、自激多谐振荡是怎样形成的？2、在现实生活中，自激多谐振荡器有哪一些应用？实验九小功率可调直流稳压电源的设计与制作一、设计目的：1、掌握直流稳压电源的工作原理与应用；2、在老师的指导下，学会自主完成设计与制作。二、设计内容：将市电220V经过变压、整流、滤波后，送LM317芯片输出稳定的直流电压，利用LM317芯片的工作原理来设计一个小功率可调直流稳压电源。三、设计要求：1、性能参数要求：（1）设计小功率可调直流稳压电源的输出电压范围为1.5—15V，输出电流200—300mA；（2）制作电路板，并焊接调试；2、进行简单的方案设计和论证，并简要说明所设计电路的工作原理；3、设计成果要求：根据设计要求来设计电路，计算参数，选择元器件；根据所设计的电路和所选择的元器件制版、安装电路，并按照调试步骤进行调试；最终达到设计要求，并提交下列成果：（1）设计报告一份。要求内容完整，图表完备，字迹工整，条理清晰，分析有据，计算准确；（2）电路原理图一张。要求布局合理，清晰完整，线条粗细均匀一致，图形大小合适，图形和符号要规范；（3）所用元器件详细清单；（4）电路实体一套。要求该电路实体必须是经过自己安装调试通过并达到性能指标要求的电路实体，是否达到要求应以指导教师认定为准。四、制作与调试1、先用万用表测量、选择符合设计要求的元器件；2、应用面包板调试电路，待电路符合设计要求之后，再设计制作电路板，最后组装、焊接成电子制作成品；3、利用设计好的电路板装配、完成制作。五、参考电路原理图如图9-1所示。图9-1可调直流稳压电源电路参考元器件如下：1、二极管、三极管2、电阻、电容3、变压器、整流桥4、LM317六、报告要求1、分析电路的工作原理和过程；2、实现设计电路的方法和手段；3、设计实验的调试步骤；4、记录实验数据和结果；5、对实验数据进行分析和处理。七、思考题1、直流稳压电源电路可否采用别的设计方案？2、在现实生活中，直流稳压电源应用在哪些方面？实验十集成功率放大器的设计与制作一、设计目的：1、掌握集成功率放大器的工作原理与应用。2、在老师的指导下，学会自主完成设计与制作。二、设计内容：根据集成功率放大器的工作原理来设计与制作一个简易的音频集成功率放大器。三、设计要求：1、性能参数要求：（1）设计一个音频集成功率放大器，其参数为：a）输出功率大于10W；b）频率响应为10-1400Hz；（2）制作电路板，并焊接调试；2、进行简单的方案设计和论证，并简要说明所设计电路的工作原理；3、设计成果要求：根据设计要求来设计电路，计算参数，选择元器件；根据所设计的电路和所选择的元器件制版、安装电路，并按照调试步骤进行调试；最终达到设计要求，并提交下列成果：设计报告一份。要求内容完整，图表完备，字迹工整，条理清晰，分析有据，计算准确；（2）电路原理图一张。要求布局合理，清晰完整，线条粗细均匀一致，图形大小合适，图形和符号要规范；（3）所用元器件详细清单；（4）电路实体一套。要求该电路实体必须是经过自己安装调试通过并达到性能指标要求的电路实体，是否达到要求应以指导教师认定为准。四、制作与调试1、先用万用表测量、选择符合设计要求的元器件；2、应用面包板调试电路，待电路符合设计要求之后，再设计制作电路板，最后组装、焊接成电子制作成品；3、利用设计好的电路板装配、完成制作。五、参考电路参考原理图如图10-1所示。图10-1集成功率放大电路参考元器件如下：1、集成电路TDA2030；2、二极管；3、电阻、电容若干；4、全频扬声器。六、报告要求1、分析电路的工作原理和过程；2、实现设计电路的方法和手段；3、设计实验的调试步骤；4、记录实验数据和结果；5、对实验数据进行分析和处理。七、思考题1、集成功率放大器电路可否采用别的设计方案？2、在现实生活中，集成功率放大器应用在哪些方面？实验十一电铃声响延时器的设计与制作一、设计目的：1、掌握555定时器的工作原理，以及电铃声响延时器的制作方法；2、在老师的指导下，学会自主完成设计与制作。二、设计内容：设计并制作一个电铃声响延时器。三、设计要求：1、性能参数要求：（1）延时时间15—20秒；（2）制作电路板，并焊接调试；2、进行方案设计和论证，并说明所设计电路的工作原理；3、设计成果要求：根据设计要求来设计电路，计算参数，选择元器件；根据所设计的电路和所选择的元器件制版、安装电路，并按照调试步骤进行调试；最终达到设计要求，并提交下列成果：（1）设计报告一份。要求内容完整，图表完备，字迹工整，条理清晰，分析有据，计算准确；（2）电路原理图一张。要求布局合理，清晰完整，线条粗细均匀一致，图形大小合适，图形和符号要规范；（3）所用元器件详细清单；（4）电路实体一套。要求该电路实体必须是经过自己安装调试通过并达到性能指标要求的电路实体，是否达到要求应以指导教师认定为准。四、制作与调试1、先用万用表测量、选择符合设计要求的元器件；2、应用面包板调试电路，待电路符合设计要求之后，再设计制作电路板，最后组装、焊接成电子制作成品；3、利用设计好的电路板装配、完成制作。五、参考电路原理图如图11-1所示。图11-1电铃声响延时电路参考元器件如下：1、555定时器2、继电器3、二极管4、电阻、电容六、报告要求1、分析电路的工作原理和过程；2、实现设计电路的方法和手段；3、设计实验的调试步骤；4、记录实验数据和结果；5、对实验数据进行分析和处理。七、思考题1、在现实生活中，555定时器应用在哪些方面？2、在现实生活中，电铃声响延时器有哪些设计方法？课程设计部分题目一温度测量仪一、设计任务设计一个温度检测的前端处理电路，给出设计原理图，并重点分析电桥电路的检测误差问题。掌握典型测控系统的基本组成和基本设计方法。掌握组成测控系统的单元电路的特点和应用。二、设计要求基本要求（1）温度测控范围为0～120℃，测温精度为±0.5℃,温度分辩力为0.01KΡa；（2）当温度或压力超过测控范围时，发出声光报警信号；（3）强化实用电路设计的方法和技巧，进一步掌握电子工艺，建立良好的工程意识。三、设计方案设计原理框图根据设计任务与要求，可得到温度、压力前端处理电路原理方框图，如图一所示。图一温度压力前端电路原理框图四、设计内容1、温度测量电路温度测量电路如图二a所示。它由传感器电桥、差动输入放大器和二阶低通滤波器组成。采用阻值Rt=100Ω的Ρt100Ω铂金属热电阻为传感器。它有较高的测量精度，并且在较大的温度范围内有很好的线性，测温范围可达-250～+640℃。为了把电阻的变化转换为电压变化，常用的转换电路有恒流源供电方式和恒压源供电方式。恒流源供电时，转换电路不带来非线性误差。这里采用了恒压源供电，电桥输出电压Ux=若取R1=R2=R0，调电位器Rp1，使其等于0℃时的Rt值Rt0，则0℃时电桥输出Ux=0V，当温度变化使热电阻的阻值增大ΔRt时，电桥输出上式中的分母中含有ΔRt项，故除测温电阻的非线性误差外，又增加了转换电路的非线性误差。但是由于电路简单，仍然被广泛应用。图二温度测量电路（a）测量电路(b)2线式连接测量电桥(c)3线式连接测量电桥在恒压源供电时，适当选择串联电阻R1可使由传感器非线性和转换电路非线性带来的误差为最小。设在测温范围内，铂热电阻的下限、中点、上限的电阻值分别为Rl、Rm、Rh，相应的B点电压的下限、中点、上限值分别为UbL、Ubm、Ubh，使其满足下式的关系解得：R1=(1-1)按上式选择参数R1时，在测温范围的两站点和中点，电桥输出的非线性误差为零；正负最大非线性误差相等。铂热电阻测温的另一个问题是其自身的电阻值小，一般为100Ω左右，新产品的电阻值最大也只有1kΩ左右，所以当传感器到测量电桥的连线较长时，引线电阻就会带来测量误差。为了减小引线电阻对测量带来的影响，实现高精度的温度测量，该系统条用了3线式连接。即热电阻有3根引线接到电器箱，其中两根线接测量电桥，一根线接地，如图二a所示。为了说明3线式连接的优点，现将2线式连接与3线式连接做一个比较。考虑了引线电阻的存在，它们的等效电路分别如图二b和c所示。图中r1、r2、r3为引线的等效电阻，设r1=r2=r3=r，则2线式连接时测量电桥的输出电压若取R1=R2=R0，则上式为(1-2)调电位器Rp1，使0℃时电桥输出Ux=0V，若由于周围温度变化而使导线电阻值r发生变化时，电桥输出的零点就会漂移，这是2线式连接的缺点之一。若导线电阻r=0时，输出电压为UˊX，则导线电阻所带来的相对误差δr===(1-3)3线式连接时，测量电桥的输出电压=（1-4）又由得r2将Ua代入式1-4得为了减小导线电阻的影响，选择电桥电阻R1=R2=R0，从而上式可简化为（1-5）调电位器Rp1,使0℃时测量电桥平衡，Ux=0V。由式6-5-5可以看出，当由于周围温度变化而使导线电阻值r发生变化时，电桥输出的零点不变，这一点3线式连接优于2线式连接。当导线电阻r=0时，电桥输出电压Uˊx=导线电阻r=带来的相对误差δr===（1-6）比较式（1-3）和式（1-6），可以看出3线式连接时导线电阻r带来的相对误差远比2线式连接小。因为上式是在引线电阻r1=r2=r3=r前提下导出的，所以应注意3线的引线材料、线径、长度要相等，而且尽量使其周围的温度分布相同。电位器Rp1调测量电桥平衡的同时还可以补偿运算放大器A1的输入失调电压。运算放大器A1为比例放大器，调节电位器Rp2可改变放大倍数，使其在测温范围的最大值+120℃时输出电压U0为1.2V。A2组成二阶有限电压源低通滤波器，可将高频干扰信号滤去，而对于缓慢变化的温度信号，它相当于一个电压跟随器。温度设计电路还可采用图三所示的多项式反馈线性化电路图三铂电阻温度传感器线性化电路多项式反馈线性化电路是根据传感器多项式y=u1=ƒ(x),设计与u1=ƒ(x)相同形式的函数（多项式）u0=ƒ(x)电路，作为传感器放大电路的反馈回路，改变反馈量，调整放大倍数，实现线性化。图三是使用乘法器实现多多项式反馈的铂电阻温度传感器线性化电路。图中运算放大器A1、A2构成的铂电阻温度传感器Rt的测量电路，传感器Rt恒流工作，流过的电流I0规定为5mA，取基准电压E=10V，则R1=2kΩ。Rt的温度特性为Rt=R0(1+3.973×10-3t-5.856×10-7t2)（1-7）式中R0——温度t=0℃时铂电阻传感器的电阻值，常为100～284.02Ω。传感器Rt测量电路A1的输出电压Ut为Ut=-RtE/R1=-R0(1+3.973×10-3t-5.856×10-7t2)E/R1上式中t的单位为℃。可见Ut也是二次多项式，因此设计一个与式（1-7）相同形式的函数电路，作为A2的反馈电路，实现线性化。反馈电路由A3、A4、A5组成，A3为U0的反相电路，U3=-U0，A4是模拟乘法器（如AD533D），其输出为U4=Uo2/(10V)，U3与U4经A5构成的加法器相加，并忽略t3及t3以上系数很小的高次方项后，可得Uf扔为一个二次多项式。这个反馈Uf与Ut经A2构成的相加放大器相加后，使输出U0发生改变。由于A4是U0的二次方反馈回路，因而改变Rp2和Rp3则改变t的一次方项和二次方项的反馈量，且可使二次方项为负反馈，进行二次方项的补偿，使非线性误差减小一个数量级。当t=0℃时，调节Rp1使输出U0=0。电路的测温范围为0～500℃，灵敏度为10mV/℃2、A/D转换电路可采用CD14433或AD0809来实现，电路请自行设计。五、可选器件根据所设计的逻辑图提出器材清单题目二数字式竞赛抢答器一、设计任务设计一个可容纳4组多赛的数字式抢答器。二、设计要求基本要求（1）设计一个可容纳4组多赛的数字式抢答器，每组设一个按钮，供抢答使用；（2）抢答器具有第一信号鉴别和锁存功能，使除第一抢答者外的按钮不起作用；（3）设置—个主持人“复位”按钮；（4）主持人复位后，开始抢答，第一信号鉴别锁存电路得到信号后，有指示灯显示抢答组别，扬声器发出2~3秒的音响；（5）设置一个计分电路，每组开始预置100分，由主持人记分，答对一次加10分，答错一次减10分。三、设计方案1、设计提示（1）此设计问题的关键是准确判断出第一抢答者并将其锁存，实现的方法可使用触发器或锁存器，在得到第一信号后将输入封锁，使其它组的抢答信号无效。（2）形成第一抢答信号后，用编码、译码及数码显示电路显示第一抢答者的组别，用第一抢答信号控制一个具有2种工作频率交替变化的音频振荡器工作，推动扬声器发出2种笛音音响。（3）计分电路采用十进制加/减计数器、数码管显示，由于每次都是加/减10分，所以个位始终为零，只要十位、百位进行加/减运算即可。2、设计原理框图：四、可选器件根据所设计的逻辑图提出器材清单题目三频率合成器一、设计任务利用锁相环设计一个频率合成器，倍频范围可选1――9（一片4522计数器）、1――99（2片4522计数器）、1――999（3片4522计数器）。二、设计要求基本要求（1）掌握VCO压控振荡器的基本工作原理，加深对基本锁相环工作原理的理解；（2）熟悉锁相环式数字频率合成器的电路组成与工作原理；（3）强化实用电路设计的方法和技巧，进一步掌握电子工艺，建立良好的工程意识。三、设计方案1、设计提示利用锁相环制成的频率合成器由锁相环、可变编程分频器组成。从锁相环路鉴相器的一个输入频率f，由锁相环VCO输出频率fo，经可编程式分频器N分频，得到f0/N，送入鉴相器另一输入端。当环路锁定时有：f=fo/N=fo/M，即fo=N•f。改变分频系数N，可得不同频率信号输出。2、设计原理框图：四、可选器件根据所设计的逻辑图提出器材清单附录一常用半导体集成电路的引脚及功能附录二集成芯片的类目表74LS或HC系列芯片功能大全型号名称74002输入端四与非门7401集电极开路2输入端四与非门74022输入端四或非门7403集电极开路2输入端四与非门7404六反相器*7405集电极开路六反相器7406集电极开路六反相高压驱动器7407集电极开路六正相高压驱动器74082输入端四与门7409集电极开路2输入端四与门74103输入端3与非门74113输入端3与门7412开路输出3输入端三与非门74134输入端双与非施密特触发器7414六反相施密特触发器7415开路输出3输入端三与门7416开路输出六反相缓冲/驱动器7417开路输出六同相缓冲/驱动器74204输入端双与非门74214输入端双与门7422开路输出4输入端双与非门74262输入端高压接口四与非门74273输入端三或非门74282输入端四或非门缓冲器74308输入端与非门74322输入端四或门7433开路输出2输入端四或非缓冲器7437开路输出2输入端四与非缓冲器7438开路输出2输入端四与非缓冲器7439开路输出2输入端四与非缓冲器74404输入端双与非缓冲器7442BCD—十进制代码转换器7445BCD—十进制代码转换/驱动器7446BCD—7段低有效译码/驱动器7447BCD—7段高有效译码/驱动器7448BCD—7段译码器/内部上拉输出驱动74502-3/2-2输入端双与或非门74512-3/2-2输入端双与或非门7454四路输入与或非门74554输入端二路输入与或非门7473带清除负触发双J-K触发器7474带置位复位正触发双D触发器7476带预置清除双J-K触发器7483四位二进制快速进位全加器7485四位数字比较器74862输入端四异或门7490可二/五分频十进制计数器7493可二/八分频二进制计数器7495四位并行输入\输出移位寄存器74976位同步二进制乘法器74107带清除主从双J-K触发器74109带预置清除正触发双J-K触发器74112带预置清除负触发双J-K触发器74121单稳态多谐振荡器74122可再触发单稳态多谐振荡器74123双可再触发单稳态多谐振荡器74125三态输出高有效四总线缓冲门74126三态输出低有效四总线缓冲门741322输入端四与非施密特触发器7413313输入端与非门74136四异或门741383-8线译码器/复工器74139双2-4线译码器/复工器74145BCD—十进制译码/驱动器7415016选1数据选择/多路开关741518选1数据选择器74153双4选1数据选择器741544线—16线译码器74155图腾柱输出译码器/分配器74156开路输出译码器/分配器74157同相输出四2选1数据选择器74158反相输出四2选1数据选择器74160可预置BCD异步清除计数器74161可予制四位二进制异步清除计数器74162可预置BCD同步清除计数器74163可予制四位二进制同步清除计数器74164八位串行入/并行输出移位寄存器74165八位并行入/串行输出移位寄存器74166八位并入/串出移位寄存器74169二进制四位加/减同步计数器74170开路输出4×4寄存器堆74173三态输出四位D型寄存器74174带公共时钟和复位六D触发器74175带公共时钟和复位四D触发器741809位奇数/偶数发生器/校验器74181算术逻辑单元/函数发生器74185二进制—BCD代码转换器74190BCD同步加/减计数器74191二进制同步可逆计数器74192可预置BCD双时钟可逆计数器74193可预置四位二进制双时钟可逆计数器74194四位双向通用移位寄存器74195四位并行通道移位寄存器74196十进制/二-十进制可预置计数锁存器74197二进制可预置锁存器/计数器74221双/单稳态多谐振荡器74240八反相三态缓冲器/线驱动器74241八同相三态缓冲器/线驱动器74243四同相三态总线收发器74244八同相三态缓冲器/线驱动器74245八同相三态总线收发器74247BCD—7段15V输出译码/驱动器74248BCD—7段译码/升压输出驱动器74249BCD—7段译码/开路输出驱动器74251三态输出8选1数据选择器/复工器74253三态输出双4选1数据选择器/复工器74256双四位可寻址锁存器74257三态原码四2选1数据选择器/复工器74258三态反码四2选1数据选择器/复工器74259八位可寻址锁存器/3-8线译码器742605输入端双或非门742662输入端四异或非门74273带公共时钟复位八D触发器74279四图腾柱输出S-R锁存器742834位二进制全加器74290二/五分频十进制计数器74293二/八分频四位二进制计数器74295四位双向通用移位寄存器74298四2输入多路带存贮开关74299三态输出八位通用移位寄存器74322带符号扩展端八位移位寄存器74323三态输出八位双向移位/存贮寄存器74347BCD—7段译码器/驱动器74352双4选1数据选择器/复工器74353三态输出双4选1数据选择器/复工器74365门使能输入三态输出六同相线驱动器74366门使能输入三态输出六反相线驱动器743674/2线使能输入三态六同相线驱动器743684/2线使能输入三态六反相线驱动器74373三态同相八D锁存器74374三态反相八D锁存器743754位双稳态锁存器74377单边输出公共使能八D锁存器74378单边输出公共使能六D锁存器74379双边输出公共使能四D锁存器74380多功能八进制寄存器74390双十进制计数器74393双四位二进制计数器74447BCD—7段译码器/驱动器7445016:1多路转接复用器多工器74451双8:1多路转接复用器多工器74453四4:1多路转接复用器多工器74460十位比较器74461八进制计数器74465三态同相2与使能端八总线缓冲器74466三态反相2与使能八总线缓冲器74467三态同相2使能端八总线缓冲器74468三态反相2使能端八总线缓冲器74469八位双向计数器74490双十进制计数器74491十位计数器74498八进制移位寄存器74502八位逐次逼近寄存器74503八位逐次逼近寄存器74533三态反相八D锁存器74534三态反相八D锁存器74540八位三态反相输出总线缓冲器74563八位三态反相输出触发器74564八位三态反相输出D触发器74573八位三态输出触发器74574八位三态输出D触发器74645三态输出八同相总线传送接收器74670三态输出4×4寄存器堆CC或CD系列芯片功能一览表型号器件名称4000双3输入或非门加反相器4001四2输入或非门4002双4输入或非门4007双互补对及反相器40084位二进制超前进位全加器4009六反相缓冲器／电平转换器4010六缓冲器／电平转换器4011四2输入与非门4012双4输入与非门4013双上升沿D触发器40148位移位寄存器4015双4位移位寄存器(串入，并出)4016四双向模拟开关4017十进制计数器／脉冲分配器(译码输出)4018可须置二—N—十进制减计数器4019四2选1数据选择器402014位二进制串行计数器／分频器40218位移位寄存器(异步并入，同步串入／串出)4022八进制计数器／脉冲分配器(译码输出)4023三3输入与非门40247位二进制串行计数器4025三3输入或非门4026十进制计数器／脉冲分配器(七段译码输出)4027双上升沿J—K触发器40284线—10