脈冲占空比测试仪制作设计报告.docVIP

设 计 报 告 课 题： 脉冲占空比测试仪制作 设计者： 指导老师： 日 期： 目录 1．系统设计 4 1.1设计要求 4 1.1.1基本要求 4 1.1.2发挥部分 4 2.总体设计方案 5 2.1设计思路 5 2.2方案论证比较 6 2.2.1锁相倍频产生的设计方案论证与选择 6 2.2.2触发定时器设计方案论证与选择 6 3．单元电路设计 7 3.1.锁相倍频器 7 3.1.1工作原理分析 7 3.1.2电路参数计算 8 3.2触发定时电路 8 3.2.1工作原理分析 8 3.2.2参数器件选取 9 3.3计数储存电路 9 3.3.1工作原理分析 9 3.4译码驱动显示电路 10 3.4.1工作原理分析 10 3.4.2参数器件选取 10 4.测试方法与数据 11 4.1调试方法与问题 11 4.1.1调试方法 11 4.1.2调试的问题与解决方案 11 4.2数据处理 12 4.3数据测量图片记录 12 4.3.1占空比测量 13 4. 3.2 HCF4046相关波形记录 15 4.3.3. 555定时器相关波形记录 16 4.4 数据分析结果 17 5．参考文献 17 6.附录 18 6.1芯片介绍 18 6.1.1锁相环4046 18 6.1.2计数器-74LS90 19 6.2电路工作原理 6.3电路PCB图 21 6.4实物图正反面 21 脉冲占空比测试仪基本要求 —99%，显示器最大显示数为 99（即99%），误差绝对值均小于1%； （2）—5KHz；电源电压：+5V； （5）触发-定时电路的暂态时间由电阻R和电容C决定，其选值应保证数码管显示的读数不出现闪烁现象。 1.1.2发挥部分 （1）增加，频率误差小于1%；增加其。 2.2方案论证比较 2.2.1锁相倍频产生的设计方案论证与选择 方案一：直接模拟频率合成技术 相干合成方法是用一个晶体参考频率源，然后经过分频、混频和倍频来得到各 种频率信号，输出频率的稳定度和精度与参考频率相同；非相干合成方法是用多个晶体 参考频率源，然后把这些参考频率信号经过加减乘除来得到各种频率信号。 基于锁相环（PLL）的频率合成技术 锁相环主要由鉴相器、低通滤波器和压控振荡器组成；鉴相器通过比较压控振 荡器的输出信号和参考信号而产生相位控制信号，再经过低通滤波器后就直接去控制压 控振荡器的输出，然后采用频率选择开关通过改变分频比来控制压控振荡器的输出信号 频率。若在锁相环中插入数字分频器和数字鉴相器，即成为数字锁相环；数字锁相频率 合成技术是目前的主流技术。 DDS（直接数字合成）技术 采用数字化技术，通过控制相位的变化速度来直接产生各种频率的信号。在带 宽、频率分辨率、频率转换时间、相位连续性（相位变化连续）、调制输出（对输出信 号易实现多种调制）和集成化等方面，都远远超过传统的频率合成技术。但是DDS技 术把幅度和相位信息也都用数字量表示，故将会产生量化精度和量化噪音，从而造成输 出信号的幅度失真和相位失真，使得DDS的输出信号杂散较大（杂散频率多）；同时 DDS的输出信号频带有限（为了有效分开输出频率和镜像频率，最高频率应该0.5fs， 更高的fs要求器件的工作频率更高），这是限制DDS技术发展的主要问题之一。 由集成电路定时器555与RC组成的作为时间标准信号源。即为标准时间。 方案:用石英体振荡器 石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确，电路结构简单，频率易高调整。它还具有压电效应，在晶体某一方向加一电场，则在与此垂直的方向产生机械振动和电场互为因果，这种循环过程一直持续到晶体的机械强度限制时，才达到最后的稳定，这种压电谐振的频率就是晶体振荡的固有频率。振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度，通常选用石英晶体构成振荡器电路。石英晶体振荡器的作用是产生时间标准信号。因此，一般采用石英晶体振荡器经过分频得到这一时间脉冲信号。是输入频率的100倍，即，且有一个很小的稳态剩余相差，当变化时，跟着变换，二者严格保持一致，即锁相环的环路跟踪，实现对的100倍分频。 3.1.2电路参数计算 VCO振荡频率的范围由R1、R2和C1决定。时，可根据估算取,根据设计要求输入最大频率为5KHz,所以，则取5K1。外接低通滤波器由、、等元件组成，当为的0.1~0.3倍时工作状态最佳，取,则可取为100KHz，。根据设计要求分频率为1%，所以用两片7490组成100进制计数器，实现100倍频。 3.2触发定时电路 3.2.1工作原理分析 在没有信号输入时，定时器输入端输入电平,电路处于稳态，输出端为低电平，放电管处于导通状