电子综合技能实验报告

时间:2024.7.3

                      实验一  流水灯控制电路

目的:

1:数字逻辑电路的设计方法;

2:电路调试;

重点:

电路调试;

难点

电路构成;

课时:9学时

设计要求:

功能:(1)单向向前移动。

     (2)单向向后移动。

     (3)向前向后交替移动。

     (4)能调节点亮灯的盏数(1--3盏)。

条件:74LS194(四位双向移位寄存器)一片

      74LS00(四2输入与非门)两片

LM555定时器一片

      适当的电阻、电容和发光二极管

一、电路设计                          

1、脉冲发生器

用一片LM555定时器U4形成多谐振荡器产生1Hz的矩形脉冲信号。电路如图。

由于 T=1/f=1S。

负脉冲维持时间:

T=0.7C1(R1+2R2)=1S

取C1=10μF,则R1+2R2=142.86kΩ

取 R1=47kΩ,得 R2=47.93kΩ。

取 R2=47kΩ。

取  C2=0.01μF作滤波。

核算频率:

f=1/[0.7C1(R1+2R2)]=1.013Hz

2、用74LS194双向移位寄存器U3的双向移位功能实现前后移动,U3启动时自动清零。

      电阻R5和C在接通电源时,产生负脉冲对U3清零。

3、用一片74LS00与非门电路U1实现移动方向的控制。

      a、U1构成RS触发器控制U3左移或右移。

      b、当开关K1断开时,双向交替移位。

      c、当开关K1闭合时,单向移位。

            K1在左移时闭合,就置左移。

            K1在右移时闭合,就置右移。

4、用一片74LS00与非门电路U2实现调节点亮灯的盏数功能。

      K2为轻触式常开开关。

             正常工作时,K2断开;

             在移位时闭合K2,点亮灯的盏数将逐步增加;

             重新设置时,必须重新开机。

三、控制电路图

     

                

实验二  音频前置放大器的放大电路设计

目的:

1:集成放大电路的设计方法;

2:集成放大电路的测试;

重点:

电路指标测试;

难点

电路设计与测试;

课时:6学时

一、设计任务书

设计一个卡拉OK混音电路,将话筒语音信号与放音机的音乐混合。

要求:

1、单电源工作方式。

2、话筒:输出信号最大幅度为US!=5mV,内阻RS!=20Ω,信号带宽为50Hz——10kHz。

3、放音机:输出信号最大幅度为US2=100mV,内阻RS2=600Ω,信号带宽为20Hz——20kHz。

4、混音输出:输出最大电压幅度为Uom=3V,负载为RL=4.7kΩ,信号带宽为20Hz——20kHz。

二、设计方案

话筒信号的放大倍数为AV1=3V/5mV=600,由两个运放完成:一个前置放大,一个混音放大。放音信号的放大倍数为AV2=3V/100mV=30,由混音放大完成,电路基本框图和增益分配如下:

三、具体电路设计

1、运放的选择

VCC>2Uom+2=8V取9V

B·G>BWf·AVf=fH·Avmax=20K×30=6×105Hz

SR>2πfHUom=2π×20k×3=0.38V/μs

Iom>2Uom/RL=1.28mAUomax>Vom=3V

选用μA741,参数为:

VCC>30VVRmax=13VIom=20mA

Av(dB)=100dB(105倍)BW=10Hz

B·G=AV·BW=106HzSR=0.5V/μs

ri=2MΩro=75Ω

2、混音电路的设计

采用反相放大方式可减少串扰,电路如图

由于有强直流负反馈,

取R21=R22=10kΩ,分得中点电位

,取47kΩ

R23=R25/AV21=1.57kΩ取1.5kΩ

R24=R23/AV22-RS2=0.97kΩ取910Ω

,取22μF

,取10μF

,取22μF

3、前置级的设计

由于输入信号较小,需高输入电阻,采用同相放大方式,电路如图。

由于有强直流负反馈,

取R11=R12=10kΩ,分得中点电位

,取39kΩ

R14=R13/(AV11-1)=2.05kΩ取2kΩ

,取1μF

,Uom1=AV1US1=3.2V

,Uom2=AV2US2=3.11V

,

,

,

,

四、安装调试

1、安装电路,检查无误后接通电源。

2、调试运放,使其工作于放大状态,(测量静态输出VO≈0.5VCC)。

3、测量性能指标,并调试使之满足要求。

五、性能指标

实验三    函数发生器设计

一、设计任务和指标要求

1、可调频率范围为10Hz~100Hz。

2、可输出三角波、方波、正弦波。

3、三角波、方波、正弦波信号输出的峰-峰值0~5V可调。

4、三角波、方波、正弦波信号输出的直流电平-3V~3V可调。

5、输出阻抗约600Ω。

二、电路构成及元件参数的选择

1、振荡器

由于指标要求的振荡频率不高,对波形非线性无特殊要求。采用图1所示的电路。同时产生三角波和方波。

图1  振荡电路

根据输出口的信号幅度要求,可得最大的信号幅度输出为:

VM=5/2+3=5.5V

采用对称双电源工作(±VCC),电源电压选择为:

VCC≥VM+2V=7.5V       取VCC=9V

选取3.3V的稳压二极管,工作电流取5mA,则:

       VZ=VDZ+VD=3.3+0.7=4V    为方波输出的峰值电压。

                                                                                                                           

        

680Ω

   

   

取8.2KΩ

R1=R2/3=8.2/1.5=5.47(KΩ)      

取5.1KΩ。

三角波输出的电压峰值为:

VOSM=VZR1/R2=4×5.1/8.2=2.489(V)

R4=R1∥R2=3.14 KΩ

取3KΩ。

取10KΩ。

R6=RW/9=10/9=1.11(KΩ) 

取1KΩ。

积分时间常数:

取C=0.1uF,则:

R5=4.019/0.1=40.19KΩ

取39KΩ。

取R7=R5= 39KΩ。

转换速率一般的集成运算放大电路都能满足要求。兼顾波形转换电路集成电路的使用。集成电路选用四运放LM324。LM324内含四个相同的运算放大器,其中两个用于振荡器,两个用于波形变换。

三、振荡电路工作原理

利用集成运算放大电路也可实现产生方波和三角波的信号发生器,电路主要由比较器和积分器构成。电路中,有源积分器由运算放大器2A及其外围电路积分电容C和电阻R5、R7组成。有源积分器的输出通过R1接至比较器1A的正输入端,积分器的输入电压由电位器分压取出,设RW与R6形成的分压系数为aw,则积分器的输入电压为Vi=±awVz。分压系数aw为:

即积分器的输入电压Vi的峰值电压通过调节电位器RW,可从到VZ调。设某时刻比较器输出VOZ=VZ,积分器的输入电压为+awVz。通过积分器积分使得VOS下降,比较器的正端输入电压Vi+跟随下降。当Vi+电压下降超过0V时,比较器将翻转VOZ=-VZ,Vi+突然变为负电压,此时为VOS的负峰电压-VOSM。VOSM的值为:

比较器输出电压VOZ=-VZ又通过积分器使得VOS上升,当Vi+电压上升超过0V时,比较器又将翻转为VOZ=VZ,重复下一次的振荡。此时VOS为正峰电压+VOSM。振荡器输出VOZ为方波,峰值为稳压二极管所限定的电压VZ,VOS为三角波的输出电压,VOSM为三角波的峰值。振荡器的波形如图2。

图2  RC有源积分器振荡电路的信号波形

在VOZ=-VZ期间(为振荡半周期T/2),积分器的积分时间常数约为,输出电压VOS:可见,VOS对时间为线性。当VOZ由-VZ变为VZ时,VOS=VOSM,则振荡频率f为:

    代入,并整理得频率为:

可见改变aWw可改变频率,RW为频率调节电位器。改变电容C也可调节频率,通过开关,以10倍地切换容量可获得10倍的频率档位扩展。

四、f范围设计补充

电位器主要是完成频率调节功能,它是通过调节积分器的输入电压幅度来调节频率的。它和R6一起决定分压aw,根据设计要求的频率调节范围确定。设频率调节范围:fmax/fmin=10,则要求aw变化范围是0.1~1。电位器滑动端到上端时,aw=1,在最下端时aw=0.1,要求:

     即R6=RW/9 

实际上,为覆盖所要求的频率范围,比值要稍小于0.1才能得到比较好的结果。同时也考虑对稳压二极管的负载效应,电阻取值不能过小,取电位器RW阻值:

五、积分电路元件R5、C设计补充

R5和C的值应根据振荡频率f来确定,当R1和R2的vvv值确定后,由频率计算公式

确定。当频率取最大值fmax时,aw=1,有:  

R5C的值确定之后,R5的大小可由以下几个方面考虑:R5取值大,有利于提高积分器的输入电阻,但会是电容C减小,加剧积分漂移。R5取得过小,则电容C将增大,而大容量电容又有漏电和体积大方面的问题,所以,R5和C的选择原则应该是:在满足积分器输入电阻的情况下,尽量选取较小的电阻R5和较大的电容C。一般取R5≥(5~10)RW,但积分电容一般都不超过1uF为宜。按十的倍率改变C,理论上频率将有相应的十倍率变化。积分器的平衡电阻R7≈R5

                  实验四     抢答器设计

一. 实验目的

1. 根据一定的技术指标要求设计出八路抢答器,掌握单个按键控制数码管显示的方法。

2. 学习使用89C52RC单片机的基本运用技能。

3. 了解单片机的各个端口功能及基本的使用方法。

4. 研究程序变化对数码管显示的影响、掌握电子电路的安装及调试技术。

二.实验原理

      本电路采用单片机89C52RC作为控制芯片,单片机P0口接上拉电阻和共阴数码管,通过数码管显示不同数值代表八位选手的抢答情况。并在外接电路上并接开关按键,按键另一端接地。当有按键按下时,即查询那个选手先按键,然后将选手号码的字节数据送至串行口输出并在数码管上显示出来。每次选手抢答完一次后要手动的安复位键,对单片机进行复位。

   

    

        

                   复位电路

                   起振电路

三 .电路安装与调试

1. 安装电路

(1)检查元器件:在安装电路前,先用万用表检查各元件质量。

(2)安装电路:在电路实验箱上插接元器件组装电路。组装时,应尽量按照电路的形式与顺序布线,要求做到元器件排列整齐,密度均匀,不互相重叠,连线尽量做到短和直,避免交叉。对电解电容应注意正负极性,正极性接高电位,负极性接低电位,元件标称值字符朝外以便检查。

安装完毕后,应对照电路图仔细检查看是否有错接、漏接和虚接现象,并用万用表检查底板上电源正负极之间有无短路现象,若有,应迅速排除故障,否则不能通电进行性能测试。

2. 通电测试

(1)通电观察   电路安装经检查确定无误后,即可把经过准确测量的电源电压接入电路,此时不要急于测量数据,应首先观察电路有无异常现象,如有无冒烟、有无异常气味、元件器件是否发烫、电源输出有无短路现象等等。如果有异常现象,应立即切断电源,检查电路,排除故障,待故障排除后方可重新通电测试。


实验成绩评定表

桂林航天工业学院

                     电子工程系

 

 ___________课程实验报告

20_----20_学年第_学期

      专业:_____ 班级:_____ 学号:___

       姓名:_____ 同组者:_____

      指导老师:_____

       


第二篇:电子测量综合实验报告样本


电子测量综合实验报告

———XXXXXX

       报告人: X X X          

       学  号:X X X          

       专  业:X X X          

       指导老师:X X X        

年   月   日

目录

1 实验目的

2实验任务与要求

3设计方案论证

4整体电路设计和分析计算

5电路仿真分析

6电路安装与调试

7实验结果和误差分析

8实验总结

9附录:元器件清单/程序清单

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