正弦波发生、频率显示电路设计.pdfVIP

江 南 大 学 物 联 网 工 程 学 院 电子技术课程设计实验报告 实验名称： 正弦波发生、频率显示电路设计 专业班级：_物联网工程 1101 实验时间：2013.6.18-2013.6.20 学生姓名： 张威 学号： 0306110119 同实验者： 张杰 实验成绩： 一、 设计课题：正弦波发生及频率显示电路的设计 二、 设计任务和要求： 1、振荡频率100~1000，输出信号幅度5±5； 2、用三位数码管显示振荡频率； 3、能自动连续测量、显示频率，测量周期为4S； 4、用中规模集成电路实现。 三、 设计方案及参考电路 （1）系统框图 正 波形 显 弦 变换 示 译 波 计 单 数 超 器 稳 量 态 程 控制电路 图1 波形发生电路的组成 图2 总电路图草稿设计 正弦波发生及频率显示电路的框图如图1所示，它由正弦波振荡器及 波形变换电路、5V 电源电路、单稳态定时电路、计数器、译码显示电路、 超量程指示电路和控制电路七部分组成。 1. 正弦波发生及波形变换电路是由桥式正弦波振荡电路和电压比较器组 合而成的。 2. 5V 电源电路是主要利用三极管特性与运算放大器组合制作的 3. 。1s定时电路是利用555定时器构成单稳态触发器来定时。 4. 计数器设计为三位十进制计数器，采用14553三位加法计数器。 5. 显示译码电路选用4511显示译码器，利用三极管驱动数码管，把计数 器计到的脉冲数用十进制数字显示出来。 6. 超量程指示电路是由或非门构成的一个基本触发器。 7. 控制电路实际上是一低频信号发生器，根据数字式电容计的工作原理来 设计，采用4001芯片。 （2）单元电路设计与元器件的选择 1、+5V 电源电路 图3 +5V 电源电路 2、正弦波发生及波形变换电路 因振荡频率要求不高，故采用文氏振荡器。考虑到要数字显示振荡频率， 需对正弦波进行变换以便计数。正弦波发生以及波形变换电路如图4 所示。 图4 正弦波发生及波形变换电路 桥式正弦波振荡电路以串并联网络为选频网络和正反馈网络，以电压 串联负反馈电路为放大环节，具有振荡频率稳定、带负载能力强、输出电 压失真小等优点。波形变换电路用电压比较器来实现正弦波到方波的变换。 电路要产生正弦波需满足起振条件和幅值条件(11) =3，即 = 2R1=4kΩ，调节电位器使之略大于4kΩ；桥式电路中应调节电位器R2 ，使 R210kΩ。 3、单稳态定时电路 为了便于测量换算，设计一个1S定时电路，在该定时范围内所 测的脉冲个数即为振荡频率。定时电路如图5。 图5 1s定时电路 用555定时器构成单稳态定时电路，有1.11.1*0.47*2=1.034≈1s，式中 R C