四脉冲发生器课程设计.doc

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1、摘要脉冲发生器作为一种常用的信号源，广泛应用于现代测量与控制领域中，它能够产生脉冲宽度、脉冲幅度、信号延迟等脉冲参数充分可控的脉冲信号以满足特定的测试要求。200Hz脉冲发生器的设计正是基于这些应用和要求而研制的，它承担的主要任务包括：实现连续、触发、门控三种工作模式下的四脉冲信号的产生。基于脉冲发生器在现代测试领域的重要性，并结合所承担的项目任务，本文围绕脉冲信号的产生方法展开论述，制定出一套完整的能够实现各种工作模式及各种参数调整的脉冲产生方案，实现了输出频率为200Hz，脉宽为2.5ms( 占空比为6.25)，实现了脉冲幅度范围为大于8v，分辨率为10mV的幅度和电平指标，最后通过实际电

2、路的测试证明了该设计方案的可靠性和可行性。本文的主要工作包括：1阐明脉冲信号产生的基本方案和方法，完成硬件电路的设计与调试，实现仪器功能和指标。2利用FPGA实现三种工作模式下的四脉冲信号的产生和控制，并实现脉冲延迟的调整。3采用以引脚驱动器为核心的脉冲调理电路实现对脉冲幅度的调整。4对各个电路调试中出现的问题进行分析并提出解决方法。5对最终完成各功能和指标的仪器进行综合测试，并给出测试结果且给予分析。关键字：信号类型，工作模式，脉宽，D触发器，二分频，脉冲幅度,放大电路 Abstract As a signal source in coinmon use，pulse signal gener

3、ator has been wildely used in modern measuring and controlling fieldsIt can generate pulse signals with fully controlled pulse parameters such as pulse width，pulse amplitude，signal delay The major tasks of 200Hz pules generator design and practice arcsynthesizing pulse and burst signals under three

4、operating modes of continuous，started，gated and achieving the precision adjustment of pulse width，pulse amplitude，signal dday Base 011 the importance of pulse signal generator in testing area and combining the project tasks，this dissertation focuses on the methods of pulse signal generation and plus

5、e parameters adjustment,through analysis and comparision to different techniques，then we gets a complete and proper solution to achieve all woking modes and pluse parameters adjustmentTo achieve indicators of frequency,the extent and level：the output frequency 200Hz，pulse width2.5ms(duty cycle is al

6、ways 6.25)，window level more than 8V resolution ratio 1 0mVFinally the actual circuit testing and analysis prove the feasibility of the designThe main works of this dissertation includes：1Illustrate the principles and methods for pulse generate，then finish circuit design and debug，finally achieve th

7、e instrument functions and targets2Achieve generating and controlling of pulse and busrt under three workingmodes and finish signal delay adjustment by FPGA3Make use of pulse conditioning circuit with a core of pindriver to adjust thepulse amplitude4Analyse and solve the problems met with circuit de

8、bugging5Make the synthetic test to the accomplished instrument and give the test resultsand analysisKeywords：signal types，working modes，pulse width， D-type flip-flop , Divided by two , Amplifier circuit 目录 1 绪论11.1 研究的目的及意义1.2主要研究方向和要求2 方案设计22.1 基本元器件管脚图与功能表2.2 设计思路和原理2.3 方案设计和选择2.4 方案设计原理图2.5 实际电路接

9、线图3 基于Multisim11.0仿真设计9 3.1仿真电路设计3.2 仿真结果与分析3.3 仿真总结4 电路板的制作与元件的安装及调试12 4.1 安装制作 4.2 调试方法与过程 4.3 调试结果与分析5 基于Protel 99se设计PCB印制电路17 5.1 Protel原理图库文件设计 5.2 Protel原理图绘制 5.3 Protel PCB库文件设计 5.4 Protel PCB图绘制6 课程设计总结20 6.1 课程设计过程中遇到的问题及解决途径 6.2 课程设计体会与心得7 参考文献228 附录23 附录1：元器件清单 附录2：面包板简介 附录3：模拟示波器与数字示波器对

10、比 28第一章 绪论1.1 设计要求1.1.1 研究目的及意义随着现代数字电子技术的智能化、高速化和多维化给人们的生产生活带来了极大的方便，以及计算机和数字信号处理技术在通信、导航以及航天等多个领域的广泛应用，那么对其进行有效测试就提出了更高的要求。面对这样的需要，脉冲发生器就在其中发挥了重要的作用。高速脉冲发生器是测试领域中常用的信号源，可以产生各种复杂的数字激励以及幅度可控、脉宽可调的高速、稳定且稳定度高的脉冲信号。在雷达、计算机硬件系统和通信系统等领域的设计和调试中，需要大量的精度高速度快的脉冲信号和数字序列作为激励，并同其他测试的设备一起来进行测试以检验设备是否正确以及技术性能指标是够

11、合格。脉冲发生器作为现代测试领域中的一种重要的测试工具，所具有的研究意义和价值重大，引出了本文对于设计出一种稳定性强、可靠性好、集成度高且成本较低的脉冲发生器，尤其是考虑到在民用领域使用时对仪器稳定性和可靠性的要求较高，而对于设计成本却必须控制在可接受的合理范围内；需要输出频率范围尽量宽且对于特高频率及特别快速的信号边沿的应用却不多；需要集成度高、主要功能齐全且易于携带的小型化仪器，而不需功能繁杂却需要配合其他仪器才能完成各项功能的大型设备。1.1.2 主要研究方向和要求方向：脉冲产生技术研究+数字电路技术研究+模拟放大技术研究要求：1用9013NPN三极管与电阻电容组成的集基耦合多谐振荡器产

12、生周期为5ms的方波；2与非门和电阻电容构成的方波发生电路产生周期为40ms的方波；3最后输出的波形周期为160ms，140ms低电平，20ms高电平有4个周期为5ms的方波；4. 器件：功率集成电路+分立元件；5仿真设计与硬件设计第二章 系统方案设计2.1 基本元器件管脚图与功能表（1）二输入四与非门74LS00 （2）9013（NPN）型三极管9013 NPN三极管用万用表检测他们的引脚，黑表笔接一个极，用红笔分别接其它两极，两个极都有5K阻值时，黑表笔所接就是B极。这时用黑红两表笔分别接其它两极，用舌尖同时添（其实也可以先用舌头添湿一下手指然后用手指去摸，反正都不卫生）黑表笔所接那个极和

13、B极，表指示阻值小的那个黑表所接就是C极。（以上所说为用指针表所测，数字表为红笔数字万用表内部的正负级是和指正表相反的。）（3）双D型正沿触发器74LS74（带预置和清除端）74LS74集成了2个D触发器，不过它的时钟输入端与后面设计制作的多谐振荡器没有直接关系，有利于后面设计电路原理和接线图，实现功能：Qn+1=D。（4）分频器电路2.2 设计思路和原理1 基本设计思路为得到课程设计要求的四脉冲波形图，可以经过下面4步骤得到：（1）得到周期80ms占空比12.5%方波1；（2）得到周期160ms占空比50%方波2；（3）方波1与方波2“与”得到基本四脉冲波形；（4）设计1个放大电路，对基本四

14、脉冲波形进行放大，使它的峰峰值达到8v以上，加上LED负载正常运行；（5）附加滤波电路，过滤不必要的冲激信号和毛刺信号，使波形输出规整。 2 设计流程图方波10周期为5ms(200Hz)方波12周期为80ms（20ms高电平有4个周期为5ms的方波）方波11周期为40ms(20ms高电平有4个周期为5ms的方波)方波3周期为160ms（140ms低电平，20ms高电平有4个周期为5ms的方波）放大方波22周期为160ms(6.25Hz)方波21周期为80ms(12.5Hz)方波20周期为40ms(25Hz)分频分频2.3 方案设计和选择（1） 方波1发生电路设计： 要得到周期5ms占空比50%

15、的方波，有两种方法可以得到：一利用两个与非门和RC构成多谐振荡器，它只能产生占空比为50%周期T约为1.4RC（R1=R2=R,C1=C2=C）如下图1所示，通过设置RC参数产生满足条件的方波。上述电路有两种过程。其一是正反馈过程。非门G1和非门G2均处于非高电平或低电平，而A点电压uA上升时，G1输出电压uQ下降，通过C1的耦合使B点电压uB下降，使G2输出电压uQ上升，又通过C2的耦合使uA再上升，最终使Q降到降到低电平，Q升到高电平。这个过程时间极短，是瞬间完成的；其二是暂稳态过程。正反馈过程完成后，两个电容开始按指数规律充放电，当其中之一达到阈值电压时，电路又进入正反馈，结果是达到另一

16、个暂稳态，如次往复循环，形成振荡。若电路对称，即R1=R2=R,C1=C2=C,则输出方波，其重复周期为 T=2t=1.4RC二集基耦合多谐振荡器如图所示，它是一种典型的分立元件脉冲产生电路。通常，电路两边是对称的。接通电源后，两管均应导通。为便于分析，假定因某种因素影响，iC1有上升趋势，那么就会发生如下的正反馈循环过程：iC1uRC1uA1ub2ib2iC2uRC2uA2 ib1ub1致使T1迅速饱和， uA1为低电平；T2迅速截止，uA2为高电平。此后，一方面C2将通过RC2、T1的be结构成的回路充电（电压极性左负右正）；另一方面，C1将通过T1、R1构成的回路，将本身贮存的电荷（左正

17、右负）逐渐释放。这样ub2逐渐上升，当ub2高于晶体三极管导通电压后，将发生如下的正反馈循环：ub2ib2iC2uRC2uA2ub1ib1ic1 uA1 uRC1致使T2迅速导通uA2为低电平；T1迅速截止，uA1为高电平。此后，一方面C1将通过RC1、T2的be结构成的回路充电（电压极性左正右负），另一方面，C2将通过T2、R2构成的回路放电，ub1相应提高。当ub1高于三极管导通电压后，又发生使T1导通，T2截止的正反馈过程，于是形成振荡。从T1、T2集电极输出的输出电压是矩形脉冲。可以证明，集基耦合多谐振荡电路的振荡周期T0.7R1C10.7R2C21.4RC，输出幅度接近电源电压。 本

18、来我最初想用的是方法一，但是理论计算值与仿真值严重不符，也有可能是仿真不出来这种电路，使我放弃了方法一，直接用方法二，理论计算结果与仿真值非常接近，通过对RC值的微调，在误差允许范围内，基本达到了设计要求。（2）方波2发生电路设计：利用两个与非门和RC构成多谐振荡器，它能产生占空比为50%周期T约为1.4RC（R1=R2=R,C1=C2=C）如下图所示，通过设置RC参数产生满足条件的方波。得到符合占空比为50%周期为40ms的方波，但实际上理论计算值与仿真结果是有一些出入的，需要做小范围内的微调，使其满足要求。（3） 放大电路设计：（1）放大电路选择：由于共射极、共基极和共集极三种放大电路中，

19、只有共射极的放大效果最佳，但产生相位相反的输出电压，共集极不能放大，稳定性好适合作中间极和输出极，共基极适合于高频放大场合，所以我采用了共射级放大电路，由于会产生相位相反的输出电压，考虑到各波形状态准确度不高，理想情况是延时一段时间输出波形更佳，因此从两个与非门串接后再经过一个非门输入Vi，得到放大后的正电压，但根据实际需要简便，设计的放大电路如图所示；（2）NPN管放大状态设置：其中R11、R10和R13、R12的串联作用只有一个使2个NPN管发射结正偏（Vb1e1=6v0.7v，Vb2e2=6v0.9v），Q2发射结正偏促成Q1集电结反偏，由于R12和R2串联在12v电压上，使得Q2的集电

20、结反偏，通过上面的分析使得Q1Q2处于放大状态； （3）放大倍数设置：Q1Q2的放大倍数计算公式为：由于仿真前不知道Q1、Q2管的值，只能采用试探法取R2的值，发现R8=0.5k，R7=40k时，输出的四脉冲峰峰值为10 .2v8v，符合设计要求。(4) 滤波电路设计：需要过滤掉冲击信号与毛刺信号。由于产生的波形与理想波形不可避免地会出现失真，在输出的放大波形中一定会产生冲击信号，并联一个RC滤波电路可将其过滤；对于毛刺信号一般并联0.1uF-200pF电容即可将其过滤。通过仿真设置参数，观察波形，最后设计的过滤电路如图所示：.整体电路的工作原理：图的左边上下两个是方波发生器，左上方的是用NP

21、N三极管组成的集基多谐振荡器，左下方是由与非门构成的方波发生电路，它们产生方波的原理在前面已经叙述过了。根据实验的设计要求，用集基多谐振荡器产生周期为5ms的方波A，用与非门构成的振荡器产生周期为40ms的方波B。然后用40ms的方波通过由两个D触发器构成的二分频器。经过第一个分频器时，输出一个80ms的方波C，在经过一个分频器后产生一个周期为160ms的方波D。然后将这四个方波进行逻辑与，就可得到一个周期大于100ms的含有四个周期为5ms小脉冲的四脉冲发生器，但按照实验要求，在最后加上一个有三极管构成的共射放大电路进行放大，即可得到满足课题要求的输出大于10V的条件。由于实验元件的限制，图

22、中用每两个与非门当做一个与门来用。由于共射电路是倒相放大，所以最后一个与非门之后直接连上三极管。最后用一个发光二极管并联在三极管的集电极和地之间，发光二极管上要串联一个电阻，目的是使三极管输出的电压不被二极管钳制在0.7v。可以靠调节R8电阻来改变输出电压以达到实验要求。由此最终就能得到脉冲峰值大于8V，周期大于100ms且信号输出能用发光二极管显示的四脉冲发生器。2.4 方案设计原理图2.5 实际电路接线图第三章 基于Multisim11.0仿真设计3.1仿真电路设计3.2 仿真结果与分析1.周期5ms占空比50%方波1：2.周期40ms占空比50%方波2： 用D触发器产生多谐振荡波形的方波

23、，在设计上显得比较简洁有力，但在仿真的时候也暴露出一个问题，就是产生的波形在起始的一个周期内与理论值相差很大，后面的第2、3周期比较规则，符合理论设计要求，使得两个不同占空比的波形在“与”的时候，由于在第一个周期存在时差，因此，可能刚开始可以与出4个脉冲出来，随着时差的累加，在后面的某个时刻，可能与出3个或者5个脉冲出来，无论你如何微调阻值，都逃避不了这个规律，可能是因为RC振荡电路在刚开始充放电的时候有一个初始状态吧，进入这个初始状态需要一个延时时间，而一旦过了这个初始状态，后面的波形就会比较有规律。3.周期160ms（140ms低电平，20ms高电平有4个周期为5ms）方波3： 3.3 仿

24、真总结 用Multisim仿真模拟电路的效果总体来说是非常不错的，但无法解释为什么仿真与非门振荡电路的时候无法成功，可能跟阻值的设置有关系，因为我从别的同学获悉，当R取10K的时候，可以成功仿真5ms占空比50%方波。不知道实际电路会不会出现这种情况。而用D触发器产生多谐振荡电路，这种方波应该是比较罕见的。一般而言，D触发器可以用来分频，但也可以产生多谐振荡电路，而且占空比可调，用这种方法产生的波形在仿真的时候只存在一种缺陷，就是刚开始的一个周期存在一个时延，它的周期值会比理论值多一些，过了第一个周期，后面的周期时间都比较准确一致。 在仿真的时候，我观察到当用NPN组成共射-共基极二级放大电路

25、对最终振幅为5V的波形进行放大时，会产生冲击波与毛刺，为了消除这两个不符合要求的纹波，我采用了用RC串联电路与负载并联，过滤掉冲击波，用1个33nF的电容与负载并联过滤掉毛刺的方法，效果非常明显。第四章 电路板的制作与元件的安装及调试4.1 安装制作（1）面包板实物连接电路（2）电路板焊接电路两种制作方式对比：组合面包板的优点是可以方便的通断电源，并且活动性高，用途很广，各种电子元器件可根据需要随意插入或拔出，免去了焊接，节省了电路的组装时间，而且元件可以重复使用，所以非常适合电子电路的组装、调试和训练。但致命缺点是线路连接不够稳定，经常出现各种毛刺和冲激信号，甚至断路现象。而电路板焊接的稳定

26、性优势突出，为保证质量，所以我们最终选择费时费力的焊接来漂亮完成设计任务。4.2 调试方法与过程由于仿真成功，本来以为在面包板搭电路的时候会顺风顺水的，没想到，搭完一个面包板后，竟然没有调试成功，检查电路连接并没有问题，关键在于芯片没有起振，无法得到波形。于是我用万用表检查了一遍电路，发现芯片的管脚和导线没有连通，面包板接触不良。经过万用表检查无误后，接通电源，接示波终于出现四脉冲波形，波形虽然显得不是很好，至少没有仿真的时候做的好，但至少是出了，比之前进了一步。下面是用示波器截到的波形：很明显图中信号频率显示不正确，模拟示波器应该为6.25Hz，数字示波器应该显示25Hz。而且放大电路没有起

27、作用，输出波形不够平整，于是我选择再用电路板焊接一次完成目标任务。用通用板焊了一遍电路，经过万用表检查无误后，接通电源，接示波终于出现四脉冲波形，波形虽然显得不是很完美，没有仿真的时候做的好，但至少是出了正确的波形，比之前面包板电路进了一步。下面是用示波器截到的波形：经过根据之前的经验，再一次调整两个脉冲产生模块电路的R阻值，进而达到调整T=1.4RC，两者相“与”生成稳定准确波形目的，而且附加了滤波电路，最终取得了完美的成功，波形如下：该图为标准四脉冲：峰值9.2V，周期为160ms（140ms低电平，20ms高电平有4个周期为5ms的方波）4.3 调试结果与分析通过实际搭接电路后的波形与仿

28、真图进行比较，发现模拟电路的仿真结果并不可靠。原来的仿真峰峰值为10.9v8v，但在实际结果中得到的峰峰值才5.2V，远远不满足要求，我用电压表交流档测量两基本波形与之后波形的电压，发现才1.4几伏，放大到5.2V已经很不错了，而原先理论认为与波形输出波形的峰峰值为8V，可想，肯定是芯片哪里没有弄清楚，输出电压不符合要求。由此我得出一个结论，模拟电路的实际结果与仿真出入是非常大的，有的同学用与非门串并联RC仿真电路是仿不出来的，但在实际过程中是可以振荡出波形的，这一点告诉我不能迷信模拟电路的仿真结果，实际焊接电路与使用示波器显得非常重要，对于模拟电路的波形结果，焊接电路的好坏决定了它的最终成果

29、。模拟示波器相比较数字示波器的优点：（1）操作简单全部操作都在面板上，波形反应及时，数字示波器往往要较长处理时间。（2）垂直分辨率高连续且无限级，数字示波器分辨率一般只有8位至10位。（3）数据更新快每秒捕捉几十万波形，数字示波器每秒捕捉几十个波形。 （4）实时带宽和实时显示连续波形与单次波形的带宽相同，数字示波器的带宽与取样率密切相关，取样率不高时需借助内插计算，容易出现混淆波形。数字示波器显示情况：第五章 基于Protel 99se设计PCB印制电路5.1 Protel原理图库文件设计 用Protel 99se绘制PCB图是EDA设计的一个环节，属于底层的电路设计，由于时间关系，我无法细化

30、一些内容与细节，只能把我绘制PCB的一般步骤按如下所述给出，在实际的制作过程，为了达到一个很好的实际效果，PCB绘制非常讲究一些常规的细节问题，它们往往决定了PCB印制板质量的好坏，比如孔径的大小，实际尺寸的大小，封装的选择，贴片还是直插，在连线的时候工作在不同层面的接线一定要过孔等等，这些问题在软件上设计的时候，并不会暴露出来，如果不注意，一旦将PCB文件交付厂家，等印制板出来以后，这些问题立马会显现出来，如果当初设计的时候没有注意的话，它可能会造成你的实际元器件无法插入PCB板，封装不正确，直插式电阻无法焊在贴片式电阻上面，孔径太小，实际管脚孔径要大于理想值等等，这些问题在设计的过程都是需

31、要考虑的。首先要进行的是Protel原理图库文件的设计，如果原理图中的元器件在Protel提供的元器件库中都找的到的话，也可以不必设计原理图库文件，但在实际过程中，往往需要自己绘制一些特殊元器件的管脚图。 首先在DOCUMENT文件夹中新建一个名为“四脉冲发生器原理图库文件.lib”，然后点开就可以新建很多“Component”，如下图所示是我创建的74LS74的的原理图库文件，它可以直接被调用到原理图的绘制中。5.2 Protel原理图绘制 在绘制完成了Protel原理图库文件后，创建一个名为“四脉冲发生器.sch”的原理图文件，在左菜单Browse上下拉选择“Libraries”将“四脉冲

32、发生器原理图库文件.lib”导入，然后就可以调用库文件，进行原理图的绘制了，在绘制过程中一定要注意使用网络标记，如果你用线连接了两个管脚，但没有用网络标记的话，生成的网络表导入PCB文件的时候，这两个管脚是没有连接的，因此一定要用网络标记标记存在连接关系的每一个管脚，即使是用线把它们连接了。如下图所示是绘制完毕了的原理图库文件。 原理图的绘制过程中，要对每一个元器件进行封装选择，这些不同的封装必须在符合实际要求。绘制完毕后，可以先进行ERC电气检测，没有错误的话，就可以生成网络表了，生成网络表是进行PCB设计的前提，生成网络表如下图所示：5.3 Protel PCB库文件设计 完成了网络表的生

33、成，就可以进行PCB设计了，但首先应该进行PCB库文件的制作，它里面的内容就是上述不同的封装尺寸图，它的命名要与原理图中的封装名一致。如下图所示为74LS74的PCB库文件：5.4 Protel PCB图绘制 完成了PCB库文件的制作，就可以进行PCB图的绘制了，经过网络表导入，连线，布局，接地等工作后，就可以完成PCB图的绘制。如下图所示为接地前的PCB图和接地后的PCB图：第六章 课程设计总结与建议6.1 课程设计过程中遇到的问题及解决途径序号遇到的问题解决途径1与非门振荡电路无法仿真出结果改变设计方法，采用D触发器振荡出波形2实际放大电路的放大值实际与理论不相符通过计算和一次次失败经验采

34、用合适阻值搭建共射级放大3波形显示3个或5个脉冲提高产生方波1和方波2的精确度4毛刺的消除负载两端并联33nF电容5产生波形不够稳定放弃插面包板，采用焊接电路板6元器件各种短缺串联或者并联，使用电位器7面包板电路用示波器测不出波形用万用表检测电路，发现面包板接触不良8用通用板焊接出电路，波形峰峰值过小用万用表检测电平发现与非门输出电压过小，空着的与门都接上高电平6.2 课程设计体会与心得电子测量设计是从模电、数电、电测学习到实践的一个非常有意义的升华，经过这次课程设计实验，从中不仅检验了许多从书本上学到的知识，同时也在自己动手的过程中接触并了解到许多原本在书本上不太可能学到的东西。本次课设我们

35、小组算是打了个持久战，给我的感触颇深，真所谓痛并快乐着。我认为办法总比困难多，这句话说的很正确。最开始连完电路之后发现面包板有问题，我们也就拆了检查面包板重新连接电路，再到最后选择焊接电路板产生稳定准确的波形。一直到后来的调试都有许多许多问题，真可以用一波未平一波又起来形容了。究其原因，其实在于个人而非外界。比如，我们要连接电路就应该先把面包板的孔一个一个检查一遍，挑出不能用的做上记号，再在导通的孔上搭电路，这样才能确保下一步能进行下去。接下来说说我这几天做课设的经验总结。在做实验之前，电路原理一定要了然于心，每个元器件的工作原理也都要知道。如此一来，连接的电路布局也会合理很多，因为胸中有图有

36、原理，这样做起实验才不会瞎折腾。做实验的时候心里要有每一个部分的输出波形，他们的周期，还有大概的样子都要知道，这样电路调试才能有目的性地着手。实验操作的时候思路要清晰，慢慢用示波器找到问题，哪里出的问题就从哪里一步步入手解决。对于本次课设的整个设计和调试，我也有了一些自己的心得体会：首先是对于本次课设的总结。我觉得本次课设入手点在于两个方波发生器，多谐振荡器要简单一些，调出来之后再调节与非门方波发生器的方波。再将方波发生器分频，分完频确认无误之后与非，既能得到基本四脉冲。最后调节与非门方波发生器电阻和串联在发光二极管的电阻就能得到标准的符合要求的四脉冲。第二个是示波器的使用。做完这次课设才发现

37、，示波器真是个好东西，因为调试的时候就必须得靠它来发现问题的所在。对于实验室的示波器，好多同学都在寻觅好使的，其实只是不会调罢了。用示波器察看波形的时候，有时会波形一直晃。这时候就应该先把扫描电压调到normal档，然后再调触发电压，知道整个波形能固定下来，再将扫描电压调至auto档。就能看到稳定的波形了，如果还是不稳定，那就是电路的问题，就需要寻找原因。这次做课设也发现自己很多基本知识没掌握好，发现问题从而学到了很多。把在书上的理论变成应用真是一件让人极有成就感的事情。不仅是掌握示波器的使用，增强动手能力使我得到了很大的锻炼，收获了许多，而且自己也增强了心智抵抗力，动手能力和解决问题的能力。

38、通过此次课程设计，学会了如何运用课堂上所学的知识独立的设计电路原理图，在调试的过程中，充分运用了示波器，更加掌握了对示波器的使用方法 。此次课设，从设计到调试成功，需要结合专业课程的知识，掌握示波器的使用方法，学会使用protel,ewb等软件对设计的原理图进行仿真和画PCB图，对自己是一种全方位的实践，从中受益匪浅。做完课设真的很累，但是仔细想想，这些天也收获了很多。我们是学电气的，就应该有电气人的素养。学，总是有所用的，累，总是有所偿！最后，真心谢谢老师对我们的指导！参考文献：1蒋焕文，电子测量，中国计量出版社，20082宋家友，数字电子技术，哈尔滨工程大学出版社，20113雷跃，NI M

39、ultisim 11电路仿真应用，电子工业出版社，20114胡仁喜，Altium Designer 10电路设计标准实例教程，机械工业出版社，20125薛楠, Protel DXP 2004原理图与PCB设计实用教程,机械工业出版社,20126百度文库 附录1：元器件清单 序号名称型号规格数量1集成电路与非门74LS002片2集成电路D触发器74LS741片3三极管9013（NPN）3个4电烙铁（焊锡丝）普通1个5导线普通若干6电路板双连孔单面1块4电阻100K2个20K3个51K3个10K2个1K3个5瓷介电容33nF(333)2个0.47F(474)2个6直流电源5V1个12V1个附录2：

40、面包板简介面包板是专为电子电路的无焊接实验设计制造的。由于各种电子元器件可根据需要随意插入或拔出，免去了焊接，节省了电路的组装时间，而且元件可以重复使用，所以非常适合电子电路的组装、调试和训练。 无焊面包板【名称】：面包板（也称万用线路板或集成电路实验板）由于板子上有很多小插孔，很像面包中的小孔，因此得名。 【分类】：单面包板，组合面包板，无焊面包板。 【构造】：整板使用热固性酚醛树脂制造，板底有金属条，在板上对应位置打孔使得元件插入孔中时能够与金属条接触，从而达到导电目的。一般将每5个孔板用一条金属条连接。板子中央一般有一条凹槽，这是针对需要集成电路、芯片试验而设计的。板子两侧有两排竖着的插

41、孔，也是5个一组。这两组插孔是用于给板子上的元件提供电源。 母板使用带铜箔导电层的玻璃纤维板，作用是把无焊面包板固定，并且引出电源接线柱。 【内部结构】：面包板上下部分内部连线和中间部分不同，如图：【用途】：对集成电路进行试验 【使用】：不用焊接和手动接线，将元件插入孔中就可测试电路及元件，使用方便。使用前应确定哪些元件的引脚应连在一起，再将要连接在一起的引脚插入同一组的5个小孔中。 组合面包板组合面包板（下图），顾名思义就是把许多无焊面包板组合在一起而成的板子。一般将2-4个无焊面包板固定在母板上，然后用母板内的铜箔将各个板子的电源线连在一起。专业的组合面包板还专门为不同电路单元设计了分电源

42、控制，使得每块板子可以根据用户需要而携带不同的电压。组合面包板的使用与单面包板相同。 组合面包板的优点是可以方便的通断电源，面积大，能进行大规模试验，并且活动性高，用途很广，但缺点是体积大而且比较重，不宜携带，适合实验室及电子爱好者使用。 组合面包板面包板的对电子教学的意义： 一、面包板电路实验使学生创新思维生根发芽。 二、面包板电路实验使学生创新思维生长发育。 三、面包板电路实验使学生创新思维开花结果。 附录3：模拟示波器与数字示波器对比 示波器是观察波形的窗口，它让设计人员或维修人员详细看见电子波形，达到眼见为实的效果。因为人眼是最灵敏的视觉器官，可以明察秋毫之末，极为迅速地反映物体至大脑

43、，作出比较和判断。因此，示波器亦誉为波形多用表。早期示波器只显示电压随时间的变化，作定性的观察。随后，改进的示波器具备定量的功能，测量幅度和时间，以及它们的变化情况。同时，为了记录和比较偶发事件，要借助照相机和示波管的长余辉效应。模拟示波器的频率特性由垂直放大器和阴极示波管来决定。八十年代示波器引入数字处理和微处理器，出现数字示波器，现在把模拟示波器称为模拟实时示波器(ART)，数字示波器称为数字存储示波器(DSO)。ART需要与带宽相适应的放大器和阴极射线示波管，随着频率的提高，对阴极射线示波管的工艺要求严格，成本增加，存并瓶颈。DSO只要与带宽相适应的高速A/D转换器，其它存储器和D/A转

44、换器以及显示器都是较低速成的部件，显示器可用LCD平面阵列和彩色屏幕。DSO采用微处理器作控制和数据处理，使DSO具有超前触发、组合触发、毛刺捕捉、波形处理、硬拷贝输出、软盘记录、长时间波形存储等ART所不具备的功能，目前DSO的带宽也超过1GHz，在许多方面都超过ART的性能。DSO也有不足之处，带宽取决于取样率，比较通用的取样率等于带宽的4倍。复现的波形靠内插算法补齐，波形会有失真;A/D转换速度快，但D/A转换速度慢，故波形更新率低，偶发信号会被遗漏;垂直分辨率一般用8位，显然较低;面板旋钮多，菜单复杂，使用不方便;没有亮度调制，观察不到三维图形;波形存储容量不够，无法对波形进行处理等等

45、。目前DSO的不足之处已基本被克服，但是并非全部良好性能都体现在同一部示波器内，亦即每部DSO都会有一定特点，也有某些不足，在选择型号时应该留意对比。有些型号的DSO具有与ART一样的波形更新率，有些型号的DSO却没有，有一种DSO具有ART的荧光屏三维图形显示能力，而大部分DSO不具备这种性能。大部分DSO实时带宽与单次带宽相同，但也有只保证实时带宽的DSO。前述DSO都包含A/D转换器和微处理器。这样一来，在PC机增加插卡亦可构成DSO，但一般取样率较低，功能较少，价格也便宜。还有采用VXI总线的DSO模块，以及机架式的DSO插件。DSO的存储器是示波器部件中仅次于A/D转换器的元件，它保存被测信号的样品，供后续的D/A转换器把波形复原，现在存储容量可达到1M以上。普通DSO有8位垂直分辨率，即每次扫描有256个样品，需要256点的存储，相当256字节。如果提高分辨率，将水平轴扩大10倍，则相当20K字节;垂直轴亦扩大10倍，相当40K字节。由此可见，DSO最少应有2K字节，中等的DSO应有40K字节以上。如果要记录10倍上述的波形