逻辑电平测试器

武汉理工大学《专业课程设计(一)》课程设计说明书武汉理工大学《专业课程设计(一)》课程设计说明书#音响驱动电路R10为限流电阻。由于音响负载工作电压较低且功率小，因此对驱动三极管的耐压等条件要求不高，选取9014作为驱动管，可完全满足本电路要求。同方案一。方案比较第一个不同之处在于：在逻辑判断电路中，设置高低电平的电压基准，方案一采用分压和二极管，而方案二均采用分压。方案一的二极管比较好，因为比较稳定并且实际找电阻的话未必恰好使基准电压是0.8V，还需要再调整，这样的话比较麻烦。所以选择用二极管。第二个不同之处在于：在音响信号发生电路中，C2与R9的串并联关系不同，方案一采用串联，方案二采用并联。实现方案调整方案在实际操作中，我们发现有些电阻并不理想，所以应该对阻值进行了近似调整。由前面的理论计算：理想情况下，各个参数关系应该是：R1=71.4KQR2=27.8KQR4/（R4+R3）•5V=3.5V。即R3：R4=3:7，1.2R6•C1+0.36R9•C2=1ms，1.2R7•C1+0.36R9•C2=1.25ms。实际上取瓷介电容103和104，那么，C1=0.1uF,C2=0.01uF。由此可得，如下图所示，则R7-R6=2.0KQR6+0.03R9=8.3KQ考虑到实验室的器材限制，最后确定的具体器材是：R1=70KQR2=30KQR3=30KQR4=68KQR6=7.5KQR7=9.1KQR9=56KQR10=10KQC1=0.1uF,C2=0.01uF，四个电压比较器采用集成块LM324,三极管采用C9014，另外有一个扬声器，一块面包板，示波器，导线等。实际调整实际测量U1和U2的高电平输出，发现不是理想情况下的5V,而是3.68V。但是U3和U4的基准电压只有3.5V,这样就无法实现设计原理，也就是说，在音响信号发生电路产生了问题，当输入是高电平或低电平时，根本就不会发生电容充放电，也就不会有不同音调的响声，所以测试的波形也只是一条直线，跟输入悬空或在0.8--3.5V之间是无异的。

所以对U3和U4的基准电压做了调整：设置为2.5v,这样与3.68V有一定的差距比较合理。具体实现方法是，用两个相同适当的阻值分压实现，考虑现有器材，我们采用两个9.1kQ的电阻分压。所以最后实现的方案原理图如图3所示图3实现方案的原理图在仿真设计中再次验证用示波器测量Vc1、Vc2和Vo的波形。测量的图示如下图图4所示。以15V作为输入，验证方案可行性。测量的波形图如下图图5所示。从波形图可清楚看到，C1的充电过程、C2的放电过程，以及输出的矩形波。说明调整后的方案是可行的。所以肯定了实现方案，但是具体的数据测量应该以实物操作为主。

BAT1D2R1RTiRE；U3iODavin0-即U4-R73R3Allir*-旷-：K书图4 实现方案的测量原理图nmBAT1D2R1RTiRE；U3iODavin0-即U4-R73R3Allir*-旷-：K书图4 实现方案的测量原理图nm图5以15V为输入的测试的波形图*注：由上至下依次是Vc1、Vc2、Vo的波形。.调试过程及结论明确调试目的验证高电平与低电平时发出不同音调的响声，具体测量本设计的高低电平分别为多少，记录相应的波形，分析结果，与技术指标比较，评估设计。布线布线结果如图6所示。为了测试方便，在输入端采用5V输入，用一个电位器进行调节，可以得到0〜5V的输入。图6布线图具体调试发现的问题实际测量U1和U2的高电平输出，发现不是理想情况下的5V,而是3.68V。但是U3和U4的基准电压只有3.5V,这样就无法实现设计原理，也就是说，在音响信号发生电路产生了问题，当输入是高电平或低电平时，根本就不会发生电容充放电，也就不会有不同音调的响声，所以测试的波形也只是一条直线，跟输入悬空或在0.8--3.5V之间是无异的。所以对U3和U4的基准电压做了调整：设置为2.5V，这样与3.68V有一定的差距比较合理。具体实现方法是，用两个相同适当的阻值分压实现，考虑现有器材，我们采用两个9.1kQ的电阻分压。具体测量先采用悬空输入，验证U1和U2的基准电压是否分别是3.5V和0.8V。测量结果是0.78V和3.5V，较为合理，但是不能作为设计的高低电平，应进一步测量。此时的输出波形是一条直线，符合设计要求。接着将输入从开始慢慢向上调，刚开始一直有响声和波形，当调整到0.82V时恰好响声消失，矩形波消失。说明低电平时是0.82V，低电平波形如下图图7所示，读取并记录相关的数据。图7低电平的输出波形图继续将输入慢慢往上调整，发现恰好在输入为3.5丫时再次出现波形和响声，并且响声的音调与之前的不同，记录此时的波形，如下图图8所示。图8高电平的输出波形图结果分析实际低电平是0.82丫，设计要求是0.8V；实际高电平是3.5丫，实际要求是3.5V,并且响声的音调也不同。所以设计比较合理，误差可能来自于万用表。但是由波形反应出来的音调不是十分理想，可以看到，周期并非设计要求的高电平是1ms，低电平是1.25ms。误差可能来自于发现问题后的调整—一将U3和U4的基准电压改为2.5V而非原理的3.5V，也可能来自于电阻，相对调整得较为明显。.心得体会做这个课程设计，收获真的很大，有这样的经历真令人感到开心。这个课题是关于模电的，做设计，并且是做出实物，真是第一次，所以很兴奋，很期待。一直学的模电是理论化的，做题什么的毕竟跟真的做出实物是不一样的，我个人觉得学习理论比较容易，但是实践则需要解决一些非常规的问题，至少对于新手来说，是没有套路可寻的。我们之前做了几次模电实验，几乎每次都是老师给出了具体的方案，我们只负责执行，除了最后的考试那次，是自己在半指导办自己探索的下设计并完成的，最后我发现，只有最后的自己设计的那次实验给我留下深刻的印象。所以说，绝知此事要躬行！同样的，这次课设，由于是自主的，所以给我们留下了很大的空间，去自己探索，找资料，去理解，去问为什么，去寻求改进，去制作，去发现问题，去解决问题。每个环节都需要我们以认真的态度去对待。这让我想到选题的时候，当时也没怎么想，就觉得只要认真做，每个课题都一样可以锻炼人，可以给人一种经历和收获。结果也确实如此，我感到收获很大，很认真的把一件事情做好，让我觉得很有意义。在接触一个新课题的时候，如果平时没学好模电的理论知识，我相信不会很透彻的理解和找到方法，在探索与尝试中，用到了软件protues,说明平时熟练掌握工具是很有必要的。所以，平时就要学会必要的知识，掌握有用的软件。所谓工欲善其事，必先利其器！另外，在做课设的过程中，也遇到了一些问题。在制作实物时，我的合作伙伴刘莎同学，动手能力很好，值得我学习，并且在调试过程中，我们很好的合作，积极地解决问题，乐观的看待这次课设，把整个设计过程变得很愉快，我们都喜欢用自己的方法去探索去改进，所以当最后调试出来时，我们都很兴奋！这是个很愉快很难忘的经历！希望有时间有机会多做这种自主的设计活动！过程是最重要的，这一点我充分体会到了，在整个过程中学到了很多东西，当然，最后按照要求把说明书仔细完成，还是很令人开心的。盘点收获，感慨万千。我总结这样的几句话勉励自己：绝知此事要躬行，实践出真知。认真，接受挑战，