電子技術基礎課程設計學生

電子技術基礎課程設計學生第一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一

§1 電子系統(tǒng)設計基礎知識電子系統(tǒng)的組成電子系統(tǒng)設計步驟設計的基本方法實驗文件的標準格式2第二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一§1.1 電子系統(tǒng)的組成電子系統(tǒng)通常由四部分組成，輸入電路，變換、控制運算電路，輸出電路和電源。輸入電路接收被測或被控對象的有關信息，經(jīng)變換放大、運算，把結果送給輸出電路，輸出電路把送來的結果經(jīng)輸出電路處理后去驅(qū)動執(zhí)行機構。電源是供給各部分必需的電壓和電流。3第三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一§1.2 電子系統(tǒng)設計步驟

（1）方案設計根據(jù)設計任務書給定的技術指標和條件，設計出完整的電路。在這一階段的主要任務是準備好實驗文件，它包括：A、畫出主要單元電路、數(shù)據(jù)通路、輸入、輸出及重要控制信號的概貌框圖。B、畫出構成電路的詳細電路圖。C、簡要說明系統(tǒng)的工作原理。（2）方案試驗對所定的設計方案進行裝調(diào)實驗。對一個僅從理論上設計出來的電路往往是不成熟的，可能存在許多問題，必須通過裝調(diào)試驗。發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象與設計要求不相符的地方，通過分析、試驗，找出解決的方法，來不斷改善原設計方案，甚至修改原方案。（3）工藝設計完成制作實驗樣機所必需的文件資料，包括整機結構設計和印刷電路板設計。（4）樣機制作和調(diào)試在修改和完善方案設計、工藝設計的基礎上，完成樣機外殼和構架的加工、元器件的焊接和組裝、整機調(diào)試和指標測試等工作。最終制作出符合指標要求的性能樣機。（5）總結鑒定考核樣機是否全面達到給定技術指標要求，能否長期可靠地工作。同時寫出設計總結報告、只有通過鑒定后方可投入試生產(chǎn)。由上述設計步驟可以看出，電子系統(tǒng)的設計最終是要制作出生產(chǎn)樣機或定型產(chǎn)品。整個過程是較復雜的。由于學時數(shù)有限和設備條件的限制，我們只能選擇方案設計、方案試驗和寫總結報告三個環(huán)節(jié)作為訓練重點。4第四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一§1.3 設計的基本方法

（1）根據(jù)技術指標和系統(tǒng)功能要求，把復雜的電路系統(tǒng)分解成若干個獨立的功能單元。每個單元可由若干個集成電路或分立元件來完成。分解的單元不宜太多，以免造成單元間連接錯誤。但也不能太少，造成一個單元太復雜，一旦出故障難以查找。（2）根據(jù)所劃分單元的功能，選擇合適的電路和器件來完成所需的功能，因此，要求設計者不僅應具備電路方面的知識，還要熟悉各類器件的性能和特點。（3）完成各單元電路間的相互連接。對邏輯電路，在時序上應協(xié)調(diào)一致。對模擬電路，相位關系應相符。相鄰單元間，在電氣性能上應匹配，以保證各部分均能正常工作。由于集成電路的迅速發(fā)展，許多單元功能電路已由生產(chǎn)器件的廠家完成。因此，我們在設計時，搞清總體方案對各部分電路的要求之后，就可選擇合適的集成電路。盡量少用分立元件。這樣不僅可以減少器件的數(shù)量，還可提高電路的可靠性，降低成本。一個電路系統(tǒng)設計的好壞，首先是看是否達到技術指標要求，能否長期可靠地工作。第二，是否經(jīng)濟實用，容易制作，使用、維修方便。故要設計一個比較理想實用的電路，設計者除必需具備扎實的理論基礎知識、豐富的實踐經(jīng)驗和很強的想象力外，還必需熟悉各種器件的功能和性能。5第五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一§1.4 實驗文件的標準格式

本課程著重訓練方案設計、方案試驗和撰寫總結報告三方面的能力，故在整個設計過程中要求完成三個文件，即方案設計報告、方案試驗預習報告和課程設計總結報告。6第六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一方案設計報告必須按下述要求畫出框圖和電路圖：（1）比較簡單的框圖，一般由幾個方框組成。復雜些的電路，一般由十幾個方框組成。通常所有的框圖畫在一張紙上。始當龐大的電路，可附加各單元電路的方框圖。所畫的框圖不必太詳細，但也不能過于含糊．關鍵是要反映出電路系統(tǒng)的主要單元電路、數(shù)據(jù)通路，輸入和輸出，以及控制點的設想。（2）框圖要清晰地表示出信息的流向。（3）每個方框不必指出功能決中所包含的器件。（4）所有連線必須清晰、整齊。（5）所有器件符號均采用國際（或國家）標準符號。7第七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一方案試驗報告包括：調(diào)試方法和步驟；指標測量內(nèi)容和方法；所用儀器設備；記錄測量結果的表格等。課程設計總結報告包括：任務要求；方案特點；框圖組成及其工作原理；單元電路的設計計算；總電路圖；調(diào)試方法和步驟；實驗結果（包括各點的數(shù)據(jù)、波形和指標測量值）；結果分析；改進意見和心得體會等。8第八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一§2 設計課題題目：改通用示波器為簡易邏輯分析儀

9第九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一雙蹤示波器邏輯分析儀設計目標

10第十頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一一、示波器工作原理

1．組成通用示波器通常由顯示器件（陰極射線管）、垂直放大器、觸發(fā)器或同步電路、時基、水平放大器、門控放大器、電源等組成，其框圖如下所示。11第十一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一2．工作原理被測信號經(jīng)垂直放大器后加到示波器的垂直（Y軸）的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，使電子射線的垂直偏轉(zhuǎn)距離正比于輸入信號的瞬時值。在示波管的水平（X軸）偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)上加以隨時間線性變化的信號；使電子射線在水平偏轉(zhuǎn)正比于時間，那么再示波管的屏幕上就得到輸入信號的時間波形。由于水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)所加線性變化的信號不可能無限增長，熒光屏的尺寸也有限，故實際線性變化的信號（掃描信號）是一鋸齒波，這樣就能使輸入信號的時間波形在熒光屏上反復出現(xiàn)。當鋸齒波的重復周期等于輸入信號周期（或輸入信號周期的整數(shù)倍）時，每次重復出現(xiàn)的波形正好完全重合（同步）就可看到穩(wěn)定的波形。12第十二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一3．雙蹤示波器：對于雙蹤示波器，則是由一個電子開關來控制Y軸偏移電壓，使其在第一個掃描周用內(nèi)接通第一路信號，在第二個掃描周期接通第二路信號（在兩個掃描周期可以加入不同的偏移電壓），交替進行。這樣在屏幕上就可同時看到兩個波形。如圖所示。實際上示波器是分時工作。13第十三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一14第十四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一4．示波器功能擴展根據(jù)上述原理，若要示波器能夠同時觀察多個波形。只需在每個波形加入Y軸放大器（垂直放大器）的同時加一偏移電壓，然后調(diào)節(jié)掃描周明便能得到穩(wěn)定的多個波形。示波器觀察多個波形功能擴展框圖如下。15第十五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一對邏輯電路只有“0”、“l(fā)”兩個狀態(tài)。在示波器上要顯示出“0”、“l(fā)”邏輯字符，可根據(jù)顯示李沙育圖形的原理，將兩個頻率相同，并有一定相位差（60°～90°）的正弦波，分別加到Y軸和X軸輸入端，示波器就可顯示字符“0”；若只有Y軸加信號，X軸不加信號，就可顯示字符“1”。若在Y軸和X軸加（或不加）信號的同時加上一定的偏移電壓，就可把“0”、“1”字符顯示在熒光屏的不同位置上。示波器顯示邏輯字符功能擴展框圖見圖12。16第十六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一17第十七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一圖12示波器顯示邏輯字符功能擴展框圖根據(jù)上述原理就可將通用示波器改為簡易數(shù)字邏輯分析儀。18第十八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一二、技術指標（簡易數(shù)字邏輯分析儀）1．輸入、輸出信號與TTL集成電路電平相容；2．輸人信號：輸入信號最高頻率≤l00KHZ；A、可同時輸入四個被測信號B、外時鐘信號3、輸出信號：A、送至示波器Y軸輸人端信號幅度：“邏輯”狀態(tài)≥0.2VP-P“波形”狀態(tài)≥0.3VP-PB、送至示波器X軸輸入端或外觸發(fā)輸入端信號幅度：至X軸輸入端信號幅度≥0.1VP-P至外觸發(fā)輸入端信號幅度≥3VP-PC、內(nèi)時鐘信號輸出：約100KHZD、“8421”編碼信號輸出4、簡易數(shù)字邏輯分析儀與示波器配合使用：A、可顯示≤16組由“0”、“1”字符組成的被測信號邏輯值B、可顯示四個被測信號的邏輯波形5、電源電壓：+5V。19第十九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一三、具體設計內(nèi)容

1、根據(jù)技術指標要求，設計計算 A、正弦波振蕩器。 B、時鐘脈沖振蕩器；2、設計整機電路，畫出框圖和總電路圖3、在實驗板上接插電路，并進行單元電路和整機調(diào)試。調(diào)試完成后，要寫出詳細總結報告，包括：調(diào)試步驟、調(diào)試結果、晶體管工作狀態(tài)、原器件明細表、使用方法（例舉組合邏輯電路動態(tài)測試和時序電路測試的使用方法）等。20第二十頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一四、器材和元件

建議選用如下中、小規(guī)模集成電路和分立元件來完成方案設計。1、六反相器 74LS042、2-8進制計數(shù)器 74LS933、雙4選l數(shù)據(jù)選擇器 74LS1534、晶體三極管 3DG6、3DK25、電阻器、電容器、電位器21第二十一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一五、儀器和設備

雙蹤示波器。三用表。直流穩(wěn)壓電源。接插板。22第二十二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一六、參考文獻

l、模擬電子技術基礎 江曉安主編2、數(shù)字電子技術基礎 江曉安主編23第二十三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一七、簡易數(shù)字邏輯分析儀參考電路24第二十四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一八、集成電路引腳，邏輯圖及功能

74LS0474LS86（異或門）25第二十五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一74LS93（2－8進制計數(shù)器）注：NC為空腿。26第二十六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一74LS153（