应用电子毕业设计论文信号发生器的设计显示部分.doc

电子信息工程系毕业论文江阴职业技术学院毕业论文课题： 信号发生器的设计 专题： 显示部分 专 业 电子信息工程系 学生姓名 班 级 09应电一班 学 号 指导教师 完成日期 2011/12/17 摘 要设计了一种全量程交直流无档幅度显示，该表不仅实现了交流直流的自动换档，而且可完成全量程的自动转换。该表在01000V测量范围内都保证了较高精度。该数字电压表由自动量程转换电路、有效值转换电路、A/D转换电路、数码显示部分电路组成。自动量程转换电路由平均值电路将输入的被测电压转换输入到档位判别电路的三路比较器中形成译码电路的控制信号，译码电路在控制电子四选一开关实现自动换档；有效值转换电路采用有效值转换单片集成电路，该芯片可直接计算出任何含有直流和交流成分的复杂输入信号有效值；A/D转换电路用MC14433，该芯片具有自动校零和自动极性转换功能；显示部分电路由MC1413七路达林顿驱动器列阵、CD4511BCD七段锁存-译码-驱动器、能隙基准电源MC1403和共阴极LED发光数码管组成。AbstractDesign a full range of AC and DC voltage without file table, the table not only to achieve the AC to DC's automatic transmission, and can complete the full range of automatic conversion. The table in the measurement range of 0 1000V are guaranteed a high accuracy. The digital voltmeter by the automatic range switching circuit, RMS conversion circuit, A / D converter circuit, digital display part of the circuit components. Automatic range switching circuit to the input circuit by the average of the measured voltage conversion circuit is input to the stalls distinguish the formation of three-way comparator control signal decoding circuit, decoding circuit in the control of electronic four selected anautomatic switch gear; RMS conversion circuit RMS converter monolithic AD536A, the chip can be directly calculated with DC and AC components of any complex input signal RMS; A / D converter circuit with MC14433, the chip has automatic zero and automatic pole of conversion; shows part of the circuit by the MC1413 seven Lu Dalin Dayton drive array, CD4511BCD seven segment latch - decoder - drive, power supply MC1403bandgap reference and common cathode LED light digital tube.目 录摘 要IAbstractI目 录II第一章 绪论11.1选题背景及意义11.2本课题的研究现状11.3选题目的及意义2第二章 总体方案32.1显示电路分析32.2设计思路32.3设计方案32.4方案比较5第三章硬件设置63.1信号发生器的基本知识63.2幅度显示部分73.2.1显示原理73.2.2幅度显示元器件介绍73.2.3工作过程143.3 频率显示部分15第四章 安装与调试164.1样机的装接与调试164.2设计的技术指标184.3多功能板的安装与调试214.4 PCB板的制作26结论32致 谢33参考资料34附录35- II -第一章 绪论1.1选题背景及意义 函数发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的信 号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种 波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形,如三角波、锯齿 波、矩形波（含方波） 、正弦波的电路被称为函数信号发生器。在通信、广播、 电视系统，在工业、农业、生物医学等领域内，函数信号发生器在实验和设备检 测中具有十分广泛的用途。1.2本课题的研究现状 函数发生器既可以构成独立的信号源，也可以是高性能网络分析仪、频谱仪 及其它自动测试设备的组成部分。 函数发生器的关键技术是多种高性能仪器的支 撑技术，因为它能够提供高质量的精密信号源及扫频源，可使相应系统的检测过程大大简化，降低检测费用并极大地提高检测精度。美国安捷伦生产的 33250A型函数/任意波形发生器可以产生稳定、精确和低失真的任意波形，其输出频率范围为 1Hz80MHz，而输出幅度为 10mVpp10Vpp；该公司生产的 8648D 射频信号发生器的频率覆盖范围更可高达 9kHz4GHz。国产SG1060数字合成信号发生器能双通道同时输出高分辨率、高精度、高可靠性的各种波形，频率覆盖范围 为 1Hz60MHz；国产 S1000 型数字合成扫频信号发生器通过采用新技术、新 器件实现高精度、宽频带的扫频源，同时应用 DDS 和锁相技术，使频率范围从 1MHz1024MHz 能精确地分辨到 100Hz，它既是一台高精度的扫频源，同时也是 一台高精度的标准信号发生器。还有很多其它类型的信号发生器，他们各有各的优点，但是函数发生器总的趋势将向着宽频率覆盖、高频率精度、多功能、多用途、自动化和智能化方向发展。 目前，市场上的信号发生器多种多样，一般按频带分为以下几种： 超高频：频率范围 1MHz 以上，可达几十兆赫兹。 高频：几百 KHZ 到几 MHZ。 低频：频率范围为几十 HZ 到几百 KHZ。 超低频：频率范围为零点几赫兹到几百赫兹。超高频信号发生器，产生波形一般用 LC 振荡电路。 高频、低频和超低频信号发生器，大多使用文氏桥振荡电路，即 RC 振荡电路， 通过改变电容和电阻值，改变频率。 用以上原理设计的信号发生器，其输出波形一般只有两种，即正弦波和脉冲 波，其零点不可调，而且价格也比较贵，一般在几百元左右。在实际应用中，超 低频波和高频波一般是不用的，一般用中频，即几十 HZ 到几十 KHZ。用单片机 89S52,加上一片 DAC0832,就可以做成一个简单的信号发生器，其频率受单片机 运行的程序的控制。再在 DAC0808 输出端加上一些电压变换电路，就完成了一个 频率、幅值、零点均可调的多功能信号发生器的设计。这样的机器体积小，价格 便宜，耗电少，频率适中，便于携带。1.3选题目的及意义函数发生器是一种经常使用的设备， 由纯粹物理器件构成的传统的设计方法 存在许多弊端，如：体积较大、重量较沉、移动不够方便、信号失真较大、波形 种类过于单一、波形形状调节过于死板，无法满足用户对精度便携性、稳定性 等的要求,研究设计出一种具有频率稳定、准确、波形质量好、输出频率范围宽、 便携性好等特点的波形发生器具有较好的市场前景， 以满足军事和民用领域对信号源的要求。本设计可以作为简单的函数发生器使用。本次设计准备在成本交低廉的前提下完成，使用的都是该学习机上器件，主要性能指数都不是很高，所以对此信号源的基本要求 是能发生几种常见的波形，正弦波，方波，三角波，锯齿波，并且能够在一定的范围内改变频率。通过该课题的设计掌握以 AT89C52 为核心的单片机系统的软硬件开发过程和基本信号的产生原理、测量及误差分析方法，同时掌握函数发生器系统的设计流程；培养我们综合运用所学的基本知识、基本理论和基本技能的能力，学习解决一般工程技术和有关专业问题的能力，学习工程设计和科学研究的基本方法，完成对所学知识的综合训练。第二章 总体方案2.1显示电路分析通过对显示部分的分析，可以把显示部分分为两个部分，一个是频率显示还有一个是幅度的显示也就是电压的显示。频率显示是由测频传输过来的经过移位寄存器74LS164从而在数码管上显示出频率的多少！不同范围的频率都是可以区别出来的！频率分MHZ,KHZ,HZ这几个都是可以通过LED灯显示出来的。幅度显示它是直接从电源部分来的，不经过测频部分，所以我们要给它进行特殊的处理，我们就用ICL7107进行A/D转换，使它能再LED上显示电压。2.2设计思路由于频率显示于测频相关，而且频率显示方法就只有用液晶屏显示，所以不建议修改，而幅度显示的修改方法有很多！不仅仅可以用单片机完成，也可以由不同的芯片达到要求，所以本设计就采用了最简单的设计方法，频率显示部分不做修改，改的只是幅度显示部分2.3设计方案 方案一、基于MC14433的数字电压表方案一基于MC14433的数字电压表方案一：该方案大致分为五个模块，分别为基准电压模块；A/D转换模块；字形译码驱动模块；显示电路模块；字位驱动模块。由上图可以清楚地看出，交流电流经过AC/DC转换成直流，经过电阻分压集稳压放大后进入双积分转换器MC14433测量，再通过CD4511译码器经过A/D转换器位选电路送到LED显示，完成电压测试。方案二、基于INC 7107数字电压表方案二，基于INC 7107数字电压表方案二：该方案将直流电压和交流电压转换电路直接同芯片INC7107连接组成，INC7107将转换后的数据显示在LED显示数码管上。INC7017为CMOS3 1/2为单片双积分式A/D转换器，集模拟部分的缓冲器、积分器、电压比较器、正负电压参考源和模拟开关，以及数字部分的振荡器、计数器、锁存器、译码器、驱动器、控制器和逻辑电路于一身的芯片。使用时只需少量电阻、电容等器件即可完成模拟量到数字量的转换。方案三、基于AT89C52的数字电压表方案三、基于AT89C52的数字电压表方案三：该方案采用12M晶振产生脉冲做AT89C52的内部时钟信号，通过软件设置单片机的内部定时器T0产生中断信号。利用中断设置单片机的P2.4口取反产生脉冲做AT89C52的时钟信号。单片机软件设置ADC0808开始A/D转换并将转换结果存到片内RAM。系统调出显示子程序，将保存结果转化为0.005.00V分别保存在片内RAM；系统调出显示子程序，将转化后数据查表，输出到LED显示电路，将相应电压显示出来，程序进入下一个循环。2.4方案比较方案一：选用A/D转换芯片MC14433、CD4511、MC1413、MC1403实现电压的测量，用四位数码管显示出最后的转换电压结果。缺点是工作速度低，优点是精度较高，工作性能比较稳定，抗干扰能力比较强。器件价格合适，采购方便，成本低，易实施。方案二：选用专用电压转化芯片INC7107实现电压的测量和控制。它包含3 1/2位数字A/D转换器，可直接驱动LED数码管。用四位数码管显示出最后的转换电压结果。缺点是精度比较低，且内部电压转换和控制部分不可控制。优点是价格低廉。方案三：选用单片机AT89S52和A/D转换芯片ADC0809实现电压的转换和控制，用四位数码管显示出最后的转换电压结果。缺点是价格稍贵；优点是转换精度高，且转换的过程和控制、显示部分可以控制。综合比较三个方案，方案一结构简单，易实施，价格合适且工作精度高，比较稳定，抗干扰能力强；而方案二虽然价格低廉，但是精度较低；方案三价格稍贵且不易操作。综合比较我们选择了方案一。 第三章硬件设置3.1信号发生器的基本知识 基本的函数发生器提供正弦波、方波和三角波，频率范围在1MHz到约50MHz之间。它产生一个方波信号。大多数普通价格的函数发生器都以一些单片式集成电路(IC)为基础，并能提供正弦波、方波和三角波。价格较高者则能提供触发信号*只有较宽的频率范围祁较稳定的频率具有可变的上升时间(对方波而言)和可变的直流补偿具有较高的频率准确度和较强的输出驱动能力，旦波形失真度小。基本的函数发生器提供正弦波、方波和三角波，频率范围在1MHz到约50MHz之间。图11.2显示的是一个包含两个运算放大器的基本函数发生器。器件A1是一个积分器，它提供一个三角波输出信号，它所产生的三角波信号通过正弦波形成电路而产生正弦波信号输出。器件A2是一个电压比较器，它产生一个方波信号。大多数普通价格的函数发生器都以一些单片式集成电路(IC)为基础，并能提供正弦波、方波和三角波。价格较高者则能提供触发信号*只有较宽的频率范围祁较稳定的频率具有可变的上升时间(对方波而言)和可变的直流补偿具有较高的频率准确度和较强的输出驱动能力，旦波形失真度小。3.2幅度显示部分3.2.1显示原理 图3.2.1 幅度显示框图幅度显示将被测模拟量转换为数字量，并进行实时数字显示。该系统(如图所示)可采用MC14433一位A/D转换器、MC1413七路达林顿驱动器阵列、CD4511 BCD到七段锁存-译码-驱动器、基准电源MC1403和共阴极LED发光数码管组成。本系统是3 1/2位数字电压表，3 1/2位是指十进制数0000-1999.所谓3 1/2位是指个位、十位、百位，其数字范围均为0-99，而所谓半位是指千位数，它不能从0变化到9，而只能由0变到1，即二指状态，所以称为半位3.2.2幅度显示元器件介绍一三位半AD转换器MC14433在数字仪表中，MC14433电路是一个低功耗三位半双积分式AD转换器。和其它典型的双积分A/D转换器类似，MC14433AD转换器由积分器、比较器、计数器和控制电路组成。如果必要设计应用者可参考相关参考书。使用MC14433时只要外接两个电阻(分别是片内RC 振荡器外接电阻和积分电阻RI)和两个电容(分别是积分电容CI和自动调零补偿电容C0)就能执行三位半的AD转换。MC14433内部模拟电路实现了如下功能：（1）提高AD 转换器的输入阻抗，使输入阻抗可达l00M以上；（2）和外接的RI、CI构成一个积分放大器，完成VT 转换即电压时间的转换；（3）构造了电压比较器，完成“0”电平检出，将输入电压与零电压进行比较，根据两者的差值决定极性输出是“1”还是“0”。比较器的输出用作内部数字控制电路的一个判别信号；（4）与外接电容器C0构成自动调零电路。MC14433原理框图    除“模拟电路”以外，MC14433 内部含有四位十进制计数器，对反积分时间进行3位半BCD码计数(01999)，并锁存于三位半十进制代码数据寄存器，在控制逻辑和实时取数信号(DU)作用下，实现AD转换结果的锁定和存储。借助于多路选择开关，从高位到低位逐位输出BCD码Q0Q3，并输出相应位的多路选通脉冲标志信号DS1DS4实现三位半数码的扫描方式（多路调制方式）输出。    MC14433内部的控制逻辑是AD 转换的指挥中心，它统一控制各部分电路的工作。根据比较器的输出极性接通电子模拟开关，完成AD转换各个阶段的开关转换，产生定时转换信号以及过量程等功能标志信号。在对基准电压VREF 进行积分时，控制逻辑令4位计数器开始计数，完成AD 转换。    MC14433内部具有时钟发生器，它通过外接电阻构成的反馈，井利用内部电容形成振荡，产生节拍时钟脉冲，使电路统一动作，这是一种施密特触发式正反馈RC 多谐振荡器，一般外接电阻为360k时，振荡频率为100kHz；当外接电阻为470k时，振荡频率则为66kHz，当外接电阻为750k时，振荡频率为50kHz。若采用外时钟频率。则不要外接电阻，时钟频率信号从CPI(10脚)端输入，时钟脉冲CP 信号可从CPO(原文资料为CLKO)(11脚)处获得。MC14433内部可实现极性检测，用于显示输入电压UX 的正负极性；而它的过载指示(溢出)的功能是当输入电压Vx 超出量程范围时，输出过量程标志OR（低有效）。    MC14433是双斜率双积分AD 转换器，采用电压时间间隔(VT)方式，通过先后对被测模拟量电压UX和基准电压VREF 的两次积分，将输入的被测电压转换成与其平均值成正比的时间间隔，用计数器测出这个时间间隔对应的脉冲数目，即可得到被测电压的数字值。双积分过程可以做如下概要理解：首先对被测电压UX 进行固定时间T1、固定斜率的积分，其中T1=4000Tcp。显然，不同的输入电压积分的结果不同（不妨理解为输出曲线的高度不同）。然后再以固定电压VREF 以及由RI,CI所决定的积分常数按照固定斜率反向积分直至积分器输出归零，显然对于上述一次积分过程形成的不同电压而言，这一次的积分时间必然不同。于是对第二次积分过程历经的时间用时钟脉冲计数，则该数N就是被测电压对应的数字量。由此实现了AD转换。积分电阻电容的选择应根据实际条件而定。若时钟频率为66kHz，CI一般取0.1F。RI的选取与量程有关，量程为2V时，取RI为470k；量程为200mV时，取RI为27k。       选取RI 和CI 的计算公式如下：式中，UC为积分电容上充电电压幅度,UC = VDD - UX(max) - U,U = 0.5V,例如，假定CI=0.1F，VDD=5V，fCLK=66kHz。当UX(max)=2V 时，代入上式可得RI=480k，取RI=470k。MC14433设计了自动调零线路，足以保证精确的转换结果。MC14433AD转换周期约需16000个时钟脉冲数，若时钟频率为48kHz，则每秒可转换3次，若时钟频率为86kHz，则每秒可转换4次。 MC14433 采用24引线双列直插式封装，外引线排列，参考右图的引脚标注，各主要引脚功能说明如下：(1) 端：VAG，模拟地，是高阻输入端，作为输入被测电压UX和基准电压VREF的参考点地。(2) 端：RREF，外接基准电压输入端。(3) 端：UX，是被测电压输入端。(4) 端：RI，外接积分电阻端。(5) 端：RICI，外接积分元件电阻和电容的公共接点。(6) 端，C1，外接积分电容端，积分波形由该端输出。(7) 和 (8) 端：C01和C02，外接失调补偿电容端。推荐外接失调补偿电容C0取0.1F。(9) 端：DU，实时输出控制端，主要控制转换结果的输出，若在双积分放电周期即阶段5开始前，在DU端输入一正脉冲，则该周期转换结果将被送入输出锁存器并经多路开关输出，否则输出端继续输出锁存器中原来的转换结果。若该端通过一电阻和EOC 短接，则每次转换的结果都将被输出。(10) 端：CPI (CLKI)，时钟信号输入端。(11) 端：CPO (CLKO)，时钟信号输出端。(12) 端：VEE，负电源端，是整个电路的电源最负端，主要作为模拟电路部分的负电源，该端典型电流约为0.8mA，所有输出驱动电路的电流不流过该端，而是流向VSS端。(13) 端：VSS 负电源端(14) 端：EOC，转换周期结束标志输出端，每一AD转换周期结束，EOC端输出一正脉冲，其脉冲宽度为时钟信号周期的12。(15) 端：OR ，过量程标志输出端，当|UX|>VREF 时，OR输出低电平，正常量程OR为高电平。(16)(19) 端：对应为DS4DS1，分别是多路调制选通脉冲信号个位、十位、百位和千位输出端，当DS端输出高电平时，表示此刻Q。Q3 输出的BCD 代码是该对应位上的数据。(20)（23）端：对应为Q0-Q3，分别是AD 转换结果数据输出BCD代码的最低位(LSB)、次低位、次高位和最高位输出端。(24) 端：VDD，整个电路的正电源端二七段锁存-译码-驱动器CD4511    CD4511 是专用于将二-十进制代码(BCD)转换成七段显示信号的专用标准译码器，它由4位锁存器，7段译码电路和驱动器三布分组成。(1) 四位锁存器(LATCH)：它的功能是将输入的A，B，C 和D代码寄存起来，该电路具有锁存功能，在锁存允许端（LE 端，即LATCHENABLE）控制下起锁存数据的作用。当LE=1时，锁存器处于锁存状态，四位锁存器封锁输入，此时它的输出为前一次LE=0时输入的BCD码；当LE=0时，锁存器处于选通状态，输出即为输入的代码。由此可见，利用LE 端的控制作用可以将某一时刻的输入BCD代码寄存下来，使输出不再随输入变化。(2) 七段译码电路：将来自四位锁存器输出的BCD 代码译成七段显示码输出，MC4511中的七段译码器有两个控制端： LT (LAMP TEST)灯测试端。当LT = 0时，七段译码器输出全1，发光数码管各段全亮显示；当LT = 1时，译码器输出状态由BI端控制。 BI (BLANKING)消隐端。当BI = 0时，控制译码器为全0输出，发光数码管各段熄灭。BI = 1时，译码器正常输出，发光数码管正常显示。上述两个控制端配合使用，可使译码器完成显示上的一些特殊功能。(3) 驱动器：利用内部设置的NPN 管构成的射极输出器，加强驱动能力，使译码器输出驱动电流可达20mA。CD4511电源电压VDD的范围为5V-15V，它可与NMOS电路或TTL电路兼容工作。CD4511采用16引线双列直插式封装，引脚分配见右图，真值表参见下图。使用CD451l时应注意输出端不允许短路，应用时电路输出端需外接限流电阻。三七路达林顿驱动器阵列MC1413MC1413采用NPN达林顿复合晶体管的结构，因此具有很高的电流增益和很高的输入阻抗，可直接接受MOS 或CMOS 集成电路的输出信号，并把电压信号转换成足够大的电流信号驱动各种负载该电路内含有7个集电极开路反相器(也称OC0门)。MC1413电路结构和引脚如图3所示，它采用16引脚的双列直插式封装。每一驱动器输出端均接有一释放电感负载能量的续流二极管。，适合驱动小功率灯组，继电器阵列，垂直控制电路组等等，用途广泛，在工业和消费类电子中均有应用。其晶体管阵列耐压高，还设有反向电压抑制二极管，使其可稳定驱动感性负载。峰值浪涌电流500毫安，可直接驱动小功率白炽灯。MC1413为双列16脚封装，有直插式和表面安装式两种外形，如下图所示：MC1413一个驱动级的电路示意图：MC1413内部电路与管脚连接示意图：（顶视图） 四高精度低漂移能隙基准电源MC1403    MC1403的输出电压的温度系数为零，即输出电压与温度无关该电路的特点是： 温度系数小； 噪声小； 输入电压范围大，稳定性能好,当输入电压从+45V变化到+15V时，输出电压值变化量小于3mV；输出电压值准确度较高，y。值在2.475V2.525V 以内； 压差小，适用于低压电源； 负载能力小，该电源最大输出电流为10mA。MC1403用8条引线双列直插标准封装，如右图所示。五双D触发器CD4013中文资料CD4013是一双D触发器,由两个相同的、相互独立的数据型触发器构成。每个触发器有独立的数据、置位、复位、时钟输入和Q及Q输出，此器件可用作移位寄存器，且通过将Q输出连接到数据输入，可用作计算器和触发器。在时钟上升沿触发时，加在D输入端的逻辑电平传送到Q输出端。置位和复位与时钟无关，而分别由置位或复位线上的高电平完成。 3.2.3工作过程三位半数字电压表通过位选信号DS1DS4进行动态扫描显示，由于MC14433电路的AD转换结果是采用BCD码多路调制方法输出，只要配上一块译码器，就可以将转换结果以数字方式实现四位数字的LED发光数码管动态扫描显示。DS1DS4输出多路调制选通脉冲信号。DS选通脉冲为高电平时表示对应的数位被选通，此时该位数据在Q0Q3端输出。每个DS选通脉冲高电平宽度为18个时钟脉冲周期，两个相邻选通脉冲之间间隔2个时钟脉冲周期。DS和EOC的时序关系是在EOC 脉冲结束后，紧接着是DS1输出正脉冲。以下依次为DS2，DS3和DS4。其中DS1对应最高位(MSD)，DS4则对应最低位(LSD)。在对应DS2，DS3和DS4选通期间，Q0Q3输出BCD全位数据，即以8421码方式输出对应的数字09在DS1选通期间，Q0Q3输出千位的半位数0或l及过量程、欠量程和极性标志信号。在位选信号DS1选通期间Q0Q3的输出内容如下：Q3表示千位数，Q3=0代表千位数的数宇显示为1，Q3=1代表千位数的数字显示为0。Q2表示被测电压的极性，Q2的电平为1，表示极性为正，即UX>0，Q2的电平为0，表示极性为负，即UX<0。显示数的负号(负电压)由MC1413中的一只晶体管控制，符号位的“-阴极与千位数阴极接在一起，当输入信号UX为负电压时，Q2端输出置“0”， Q2 负号控制位使得驱动器不工作，通过限流电阻RM 使显示器的“-”(即g 段)点亮；当输入信号UX为正电压时，Q2端输出置“1”，负号控制位使达林顿驱动器导通，电阻RM接地，使“-”旁路而熄灭。小数点显示是由正电源通过限流电阻RDP供电燃亮小数点。若量程不同则选通对应的小数点。过量程是当输入电压UX超过量程范围时，输出过量程标志信号OR(-)。当OR(-) = 0 时，|UX|>1999，则溢出。|UX|>UR则OR(-) 输出低电平。当OR(-) = 1时，表示|UX|<UR 。平时OR输出为高电平，表示被测量在量程内。MC14433的OR(-)端与MC4511的消隐端BI(-) 直接相连，当UX超出量程范围时，OR(-)输出低电平，即OR(-) = 0 BI(-) = 0 ，MC4511译码器输出全0，使发光数码管显示数字熄灭，而负号和小数点依然发亮。3.3 频率显示部分 频率显示部分，只是从测频电路出来,进过74LS1164在数码管显示出来，本设计对频率显示没做多大的设计，只是简单的进行数码管显示，所以显示部分没多大的要求！LED数码管显示电路。数字系统中使用的是二进制数，但在数字测量仪表和各种显示系统中，为了便于表示测量和运算的结果以及对系统的运行情况进行监测，常需要将数字量用人们习惯的十进制字符直观地显示出来，这就要靠专门的译码电路把二进制数译成十进制字符，通过驱动电路由数码显示器显示出来。LED数码管的每段为一个或数个发光二极管，加上相应的电压时，对应段就发光。在中规模集成电路中，常把译码和驱动电路集于一体，用来驱动数码管。在此实验中采用的是BCD码数码显示器， 第四章 安装与调试 4.1样机的装接与调试一调试工序1.初调2.常温老炼3.面板功能检查4.性能调整5.高温老炼6.面板功能检查7.性能调整8.装盖板、面板功能检查二调试仪器1.MF-47万用表2.FLUKE-19型数字万用表3.TDS2024型示波器4ZQ4126失真度仪三调试方法及要求I初调1.外观和结构检查 仪器外观应整洁，无瑕疵，无斑痕，无机械损伤，金属 件镀层应完好，无锈蚀现象，机构件、紧固件应可靠牢固；各操作件应稳固可靠、操作灵活、手感良好；所有旋钮应位置适中，颜色一致。 2.印制板检查检查仪器零部件、元器件是否有错装、漏装现象；线路板上是否存在虚焊、锡连铜模断等不良现象。3.电源调试 打开电源前，先检查各路电源的对地电阻，应与下表所示接近，否则可能存在错装、锡连或铜模连等现象；测试点(1x3各脚)1#2#3#4#5#6#参考对地电阻10K010K3.5K4201.2K正常电压+18V0-18V+15V+5V-15V上述阻值正常，接通电源开关，测各路电源应如上表所示。注意：HE1601的1号板为电源板，调试时可先断开所有与其他线路板相连的插座，待测得各路电源正常后再连上。4.将RANGE-HZ置2K-20K档，FUNCTION选择三角波，ATWENUATOR开关拔出，AMPLITUDE置中，用BNC电缆将OUTPUT端接至示波器，接通电源观察有无三角波信号产生，若无，则应分别检查信号产生部分、整形部分、放大输出部分、排除各部分故障，并作相应记录。注意：HE1601的2号板为信号产生板，3号板为正弦整形及放大板5.检查方波和正弦波输出是否正常6.检查其他频段波形输出是否正常7.信号衰减检查：按下-20DB和-40DB开关，输出幅度应作相应变化8.占空比调节检查：将方波信号接入示波器，按下R/P键，调节旋钮，占空比应能变化，且无跳变。9.直流电平调节检查：将DC键按下，调节旋钮，直流电平应能从-10V到+10V之间变化10.用示波器测TTL端是否有TTL电平方波输出。若无，则查相应电路11.检查频率显示是否正常，内测频正常情况下，将EXT键按入，将本机信号（0.5V10V）输入EXT SIGNAL端，检查外测频是否正常注意：HE1601的4号板为测频板12.检查幅度显示是否正常II 性能调整1.做性能前，应先将仪器通电开机预热10分钟2方波对称在2K-20K档，在频率下限调节2W3，使方波对称在频率上限，调节2W4，使方波对称3.在2K-20K档，Vp_p=5V时，调节3W52，使正弦波直流电位与三角波直流电位一致4.方波瞬态响应F=200Hz,Vp_p=5V,调节2W7，使上冲3%F=2MHz,Vp_p=5V,调节3C1,使上冲3%，上升时间50ns5.正弦失真在F=1KHZ，Vp_p=5V,调节2W5,2W6使正弦失真1%，并检查中频、高频的正弦失真，使正弦失真1%6.直流电平调节将DC键按出，调节3W1，使输出直流电平±0.1V。将DC键按下，调节其旋钮，直流电平应能从-10V到+10V之间变化7.显示频率一致性调节各档频率上下限值应大于该档频率范围，且各档的值基本保持一致8.外测频灵敏度的调节调节4W1，保证外测频状态下0.5V信号输入时，能准确测频9.幅度显示调节将实际输出幅度调为20V，调节5W5使显示值与其一致。仪器初调完成后，还应检查线路板有无虚焊、松动现象，焊点应光滑，连接线应可靠连接，走线美观、紧凑。检查无误后，送老炼房常温老练24小时，老炼过处中发现仪器出现故障应及时关机，查明故障原因，作出记录，故障排除后应重新老炼。切莫使仪器带故障老炼！四高温老炼仪器性能调完后，将仪器送人高温老炼房。老炼房的环境温度为40，时间48小时，注意观察仪器的工作情况，如有故障，应即时查明原因，并作记录，排除后，应先进行常温老炼，再进行高温老练。五面板功能检查，性能检查将仪器拿出老炼房，开机预热10分钟后，对仪器的功能，性能进行检查和调整，各项功能和性能应符合性能调整中德规定和要求。六装盖板，面板功能检查确信仪器无误后，再次检查仪器是否有机械损伤，个紧固件是否有松动现象，仪器内部是否合乎工艺标准，确认无误后，装上仪器的上下盖板，再次检查仪器的各项功能，将符合要求的仪器放入成品区，准备送检。4.2设计的技术指标 设计一个电子电路系统时，首先必须明确系统的设计任务，根据任务进行方案选择，然后对方案中的各个部分进行单元的设计，参数计算和器件选择，最后将各个部分连接在一起，画出一个符合设计要求的完整的系统电路图。一 明确系统的设计任务要求对系统的设计任务进行具体分析，充分了解系统的性能，指标，内容及要求，以明确系统应完成的任务。二 方案选择这一步的工作要求是把系统要完成的任务分配给若干个单元电路，并画出一个能表示各单元功能的整机原理框图。方案选择的重要任务是根据掌握的知识和资料，针对系统提出的任务，要求和条件，完成系统的功能设计。在这个过程中要敢于探索，勇于创新，力争做到设计方案合理，可靠，经济，功能齐全，技术先进。并且对方案要不断进行可行性和有缺点的分析，最后设计出一个完整框图。框图必须正确反映应完成的任务和各组成部分的功能，清楚表示系统的基本组成和相互关系。 三 单元电路的设计，参数计算和期间选择根据系统的指标和功能框图，明确各部分任务，进行各单元电路的设计，参数计算和器件选择。1 单元电路设计单元电路是整机的一部分，只有把各单元电路设计好才能提高整机设计水平。每个单元电路设计前都需明确各单元电路的任务，详细拟定出单元电路的性能指标，与前后级之间的关系，分析电路的组成形式。具体设计时，可以模仿传输的先进的电路，也可以进行创新或改进，但都必须保证性能要求。而且，不仅单元电路本身要设计合理，各单元电路间也要互相配合，注意各部分的输入信号，输出信号和控制信号的关系。 2 参数计算为保证单元电路达到功能指标要求，就需要用电子技术知识对参数进行计算。例如，放大电路中各电阻值，放大倍数的计算；振荡器中电阻，电容，振荡频率等参数的计算。只有很好的理解电路的工作原理，正确利用计算公式，计算的参数才能满足设计要求。 参数计算时，同一个电路可能有几组数据，注意选择一组能完成电路设计要求的功能，在实践中能真正可行的参数。 计算电路参数时应注意下列问题：（1） 元器件的工作电流，电压，频率和功耗等参数应能满足电路指标的要求；（2） 元器件的极限参数必须留有足够充裕量，一般应大于额定值的15倍；（3） 电阻和电容的参数应选计算值附近的标称值。 3 器件选择（1） 元件的选择阻容电阻和电容种类很多，正确选择电阻和电容是很重要的。不同的电路对电阻和电容性能要求也不同，有解电路对电容的漏电要求很严，还有些电路对电阻，电容的性能和容量要求很高。例如滤波电路中常用大容量（100F3000