數(shù)字電路設(shè)計報告設(shè)計課題： 使用門電路產(chǎn)生脈沖信號自激多諧振蕩器專業(yè)班級： 13電信卓越班 學(xué)生姓名： 陳軍波 學(xué)號：130807002指導(dǎo)教師： 許糧老師 設(shè)計時間： 2014年12月27日 自激多諧振蕩器一、設(shè)計任務(wù)與要求1 掌握使用門電路構(gòu)成信號脈沖信號產(chǎn)生電路的基本方法；2 掌握影響輸出脈沖波形參數(shù)的定時原件數(shù)值的計數(shù)方法；3 學(xué)習(xí)石英晶體穩(wěn)頻原理和使用石英晶體構(gòu)成振蕩器的方法；4.掌握555集成時基電路的基本應(yīng)用。二、方案設(shè)計與論證1.方案一、對稱型多諧振蕩器方波耦合電容C1，C2，電阻Rf1，Rf2兩個反相器G1，G2 右圖為由TTL門電路組成的對稱多諧振蕩器的電路結(jié)構(gòu)和電路符號。圖中G1、G2兩個反相器之間經(jīng)電容C1和C2耦合形成正反饋回路。合理選擇反饋電阻RF1和RF2，可使G1和G2工作在電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)，這時，兩個反相器都工作在放大區(qū)。由于G1和G2的外部電路對稱，因此，又稱為對稱多諧振蕩器。圖1對稱型多諧振蕩器設(shè)計方波2.方案二耦合電容C，電阻兩個反相器G1，G2、非對稱多諧振蕩器 右圖為由COMS門電路組成的非對稱多諧振蕩器的電路結(jié)構(gòu)和電路符號。如果仔細(xì)研究一下對稱式多諧振蕩器就不難發(fā)現(xiàn)，這是電路的近一步簡化。只要在反饋環(huán)路中保留電容C2，電路就任然沒有穩(wěn)定狀態(tài)，而只能在兩個暫穩(wěn)態(tài)之間往復(fù)振蕩。就得到了非對稱多諧振蕩器。圖非稱型多諧振蕩器設(shè)計3. 方案三、石英晶體穩(wěn)頻的多諧振蕩器 方波兩個電容，,充放電，晶振兩個反相器， 右圖為由門電路組成的石英晶體穩(wěn)頻的多諧振蕩器的電路結(jié)構(gòu)和電路符號。可以看出將石英晶體與對稱式多諧振蕩器的電容串聯(lián)起來，就組成了右圖的石英晶體振蕩器。圖石英晶體穩(wěn)頻多諧振蕩器方波芯片積分電路.方案四使用定時器接成的多諧振蕩器 右圖為由定時器和外接元器件，構(gòu)成的多諧振蕩器，腳與腳直接相連。電路沒有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個暫穩(wěn)態(tài)，電路也不需要外接觸發(fā)信號，利用電源通過，向電容充電，以及通過向放電端放電，使電路產(chǎn)生自激振蕩。圖構(gòu)成的多諧振蕩器三、單元電路設(shè)計與參數(shù)計算 多諧振蕩器由門電路和阻容元件構(gòu)成，它沒有穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)，通過電容的充電和放電，使兩個暫穩(wěn)態(tài)相互交替，從而產(chǎn)生自激振蕩，輸出周期性的矩形脈沖信號。如要求輸出振蕩頻率很穩(wěn)定的矩形脈沖時，則可采用石英晶體振蕩器。由于矩形脈沖含有豐富的諧波分量，因此，常將矩形脈沖產(chǎn)生電路稱作多諧振蕩器。與非門作為一個開關(guān)倒相器件，可用以構(gòu)成各種脈沖波形的產(chǎn)生電路。電路的基本工作原理是利用電容器的充放電，當(dāng)輸入電壓達(dá)到與非門的閾值電壓VT時，門的輸出狀態(tài)即發(fā)生變化。因此，電路輸出的脈沖波形參數(shù)直接取決于電路中阻容元件的數(shù)值。、 對稱型多諧振蕩器如圖所示，由于電路完全對稱，電容器的充放電時間常數(shù)相同, 故輸出為對稱的方波。改變R和C的值，可以改變輸出振蕩頻率。非門3用于輸出波形整形。一般取R1K,當(dāng)R1K，C100pf100f時，fnHznMHz，脈沖寬度tw1tw20.7RC，T1.4RC. 非對稱型多諧振蕩器如圖所示，非門3用于輸出波形整形。非對稱型多諧振蕩器的輸出波形是不對稱的，當(dāng)用TTL與非門組成時，輸出脈沖寬度tw1RC tw21.2RC T2.2RC調(diào)節(jié) R和C值，可改變輸出信號的振蕩頻率，通常用改變C實現(xiàn)輸出頻率的粗調(diào)，改變電位器R實現(xiàn)輸出頻率的細(xì)調(diào)。、石英晶體穩(wěn)頻的多諧振蕩器如圖所示。當(dāng)要求多諧振蕩器的工作頻率穩(wěn)定性很高時，上述幾種多諧振蕩器的精度已不能滿足要求。為此常用石英晶體作為信號頻率的基準(zhǔn)。用石英晶體與門電路構(gòu)成的多諧振蕩器常用來為微型計算機等提供時鐘信號。 石英晶體具有很好的選頻特性。當(dāng)振蕩信號的頻率和石英晶體的固有諧振頻率 相同時，石英晶體呈現(xiàn)很低的阻抗，信號很容易通過，而其它頻率的信號則被衰減掉。因此，將石英晶體串接在多諧振蕩器的回路中就可組成石英晶體振蕩器，這時，振蕩頻率只取決于石英晶體的固有諧振頻率f0，而與RC無關(guān)。另外，石英晶體不但頻率特性穩(wěn)定，而且品質(zhì)因數(shù)Q很高，有極好的選頻特性。石英晶體的頻率穩(wěn)定度可達(dá)，可滿足大多數(shù)數(shù)字系統(tǒng)對頻率穩(wěn)定度的要求。.由圖可知，振蕩周期。為電容充電時間，為電容放電時間。充電時間 放電時間 矩形波的振蕩周期因此改變、和電容C的值，便可改變矩形波的周期和頻率。對于矩形波，除了用幅度，周期來衡量外，還有一個參數(shù)：占空比q，q=（脈寬）/（周期T），指輸出一個周期內(nèi)高電平所占的時間。圖（C）所示電路輸出矩形波的占空比。 1、搶答按鍵。相應(yīng)電路、原理分析、公式推導(dǎo)和參數(shù)計算、。2、編碼器。相應(yīng)電路、原理分析、公式推導(dǎo)和參數(shù)計算、。 編碼器電路圖如圖3-X所示。 圖3-X 直流穩(wěn)壓電路圖 3、。4、。四、總原理圖及元器件清單1總原理圖 圖4-1 XXXXXX電路2元件清單表1 元件清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注（單價）R1T1。五、仿真必須有仿真平臺、仿真圖或波形、仿真結(jié)論六、安裝與調(diào)試1.電路安裝。2.電路調(diào)試（1）編碼器調(diào)試。（2）譯碼器調(diào)試。 （3）鎖定電路調(diào)試。七、性能、功能測試與分析（要圍繞設(shè)計要求中的各項指標(biāo)進(jìn)行）1、.功能電路測試與分析（1）測試步驟。