數字電路設計報告設計課題： 使用門電路產生脈沖信號自激多諧振蕩器專業班級： 13電信卓越班 學生姓名： 陳軍波 學號：130807002指導教師： 許糧老師 設計時間： 2014年12月27日 自激多諧振蕩器一、設計任務與要求1 掌握使用門電路構成信號脈沖信號產生電路的基本方法；2 掌握影響輸出脈沖波形參數的定時原件數值的計數方法；3 學習石英晶體穩頻原理和使用石英晶體構成振蕩器的方法；4.掌握555集成時基電路的基本應用。二、方案設計與論證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構和電路符號。圖中G1、G2兩個反相器之間經電容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折區，這時，兩個反相器都工作在放大區。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構和電路符號。如果仔細研究一下對稱式多諧振蕩器就不難發現，這是電路的近一步簡化。只要在反饋環路中保留電容C2，電路就任然沒有穩定狀態，而只能在兩個暫穩態之間往復振蕩。就得到了非對稱多諧振蕩器。圖非稱型多諧振蕩器設計3. 方案三、石英晶體穩頻的多諧振蕩器 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頻的多諧振蕩器的電路結構和電路符號。可以看出將石英晶體與對稱式多諧振蕩器的電容串聯起來，就組成了右圖的石英晶體振蕩器。圖石英晶體穩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，構成的多諧振蕩器，腳與腳直接相連。電路沒有穩態，僅存在兩個暫穩態，電路也不需要外接觸發信號，利用電源通過，向電容充電，以及通過向放電端放電，使電路產生自激振蕩。圖構成的多諧振蕩器三、單元電路設計與參數計算 多諧振蕩器由門電路和阻容元件構成，它沒有穩定狀態，只有兩個暫穩態，通過電容的充電和放電，使兩個暫穩態相互交替，從而產生自激振蕩，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，常將矩形脈沖產生電路稱作多諧振蕩器。與非門作為一個開關倒相器件，可用以構成各種脈沖波形的產生電路。電路的基本工作原理是利用電容器的充放電，當輸入電壓達到與非門的閾值電壓VT時，門的輸出狀態即發生變化。因此，電路輸出的脈沖波形參數直接取決于電路中阻容元件的數值。、 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，當用TTL與非門組成時，輸出脈沖寬度tw1RC tw21.2RC T2.2RC調節 R和C值，可改變輸出信號的振蕩頻率，通常用改變C實現輸出頻率的粗調，改變電位器R實現輸出頻率的細調。、石英晶體穩頻的多諧振蕩器如圖所示。當要求多諧振蕩器的工作頻率穩定性很高時，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。用石英晶體與門電路構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。另外，石英晶體不但頻率特性穩定，而且品質因數Q很高，有極好的選頻特性。石英晶體的頻率穩定度可達，可滿足大多數數字系統對頻率穩定度的要求。.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：占空比q，q=（脈寬）/（周期T），指輸出一個周期內高電平所占的時間。圖（C）所示電路輸出矩形波的占空比。 1、搶答按鍵。相應電路、原理分析、公式推導和參數計算、。2、編碼器。相應電路、原理分析、公式推導和參數計算、。 編碼器電路圖如圖3-X所示。 圖3-X 直流穩壓電路圖 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數量備注（單價）R1T1。五、仿真必須有仿真平臺、仿真圖或波形、仿真結論六、安裝與調試1.電路安裝。2.電路調試（1）編碼器調試。（2）譯碼器調試。 （3）鎖定電路調試。七、性能、功能測試與分析（要圍繞設計要求中的各項指標進行）1、.功能電路測試與分析（1）測試步驟。