秒信號發(fā)生器畢業(yè)論文

1、<p>　　【摘要】 隨著計(jì)算機(jī)和集成技術(shù)的高速發(fā)展，電子電路的分析與設(shè)計(jì)及相應(yīng)專業(yè)課程的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)所采用的方式與方法都發(fā)生了重大變化，特別是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)中所包含的測試測量技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代教育技術(shù)的重要組成部分。</p><p>　　秒信號發(fā)生器電路中利用CC4060和74HC74組成兩部分電路。一部分是14級分頻器，其最高分頻數(shù)為16384；另一部分是由外接電子表用石英晶體、電阻及電容

2、構(gòu)成振蕩頻率為32768Hz的振蕩源。振蕩器輸出級經(jīng)14級分頻后在輸出端Q13上得到1/2S脈沖并送入由C180構(gòu)成的二分頻器，分頻后在輸出端Q1上得到秒基準(zhǔn)脈沖。檢驗(yàn)電路是否工作，可測得CC4060的9腳有無振蕩信號輸出。調(diào)整微調(diào)電容C1可校準(zhǔn)振蕩頻率。</p><p>　　本電路中，14位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器/分頻器和振蕩器集成電路CC4060的輸出端只有Q13端，剩余輸出端可懸空。</p><

3、;p>　　【關(guān)鍵詞】秒信號發(fā)生器 CC4060 振蕩器 集成電路</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p><b>　　1.1 緒論1</b></p><p>　　1.2 信號發(fā)生器的基本介

4、紹1</p><p>　　1.3設(shè)計(jì)任務(wù)及要求2</p><p>　　第二章 秒信號發(fā)生器的組成和設(shè)計(jì)電路3</p><p>　　2.1 秒信號發(fā)生器的組成3</p><p>　　2.2秒信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)電路3</p><p>　　第三章 CC4060的基本介紹5</p><p>　

5、　3.1核心元件CC4060的基本介紹5</p><p>　　3.2 74HC74的基本介紹8</p><p>　　第四章 秒信號發(fā)生器的安裝調(diào)試10</p><p>　　4.1 器件的篩選檢測10</p><p>　　4.2 晶體及其負(fù)載匹配10</p><p>　　4.3 調(diào)試出現(xiàn)的問題10</p

6、><p>　　第五章 結(jié)束語11</p><p><b>　　致謝12</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)13</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 緒論</b>&

7、lt;/p><p>　　信號發(fā)生器廣泛應(yīng)用于電子工程、通信工程、自動(dòng)控制、遙測控制、測量儀器、儀表和計(jì)算機(jī)等技術(shù)領(lǐng)域。作為基礎(chǔ)測量儀器的信號發(fā)生器隨著用戶的需求而不斷發(fā)展。信號源實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)掃頻示波器或合成信號源，并具有基本的調(diào)制功能?，F(xiàn)在是數(shù)字化時(shí)代，研發(fā)或其他人員對測量儀器是最基本的工具，測量儀技術(shù)指標(biāo)上也不斷提高。如精度高、工作頻帶寬、誤差小等。能夠滿足不同層次用戶的測試要求。近幾年，數(shù)字化儀器在迅速發(fā)展，我

8、國也在不斷研究推出各種新型數(shù)字化儀器。</p><p>　　1.2 信號發(fā)生器的基本介紹</p><p>　　信號發(fā)生器（signal generator）又稱信號源或振蕩器，在生產(chǎn)實(shí)踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。各種波形曲線均可以用三角函數(shù)方程式來表示。能夠產(chǎn)生多種波形，如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路被稱為函數(shù)信號發(fā)生器。函數(shù)信號發(fā)生器在電路實(shí)驗(yàn)和設(shè)備檢測中具有十分廣泛

9、的用途。例如在通信、廣播、電視系統(tǒng)中，都需要射頻（高頻）發(fā)射，這里的射頻波就是載波，把音頻（低頻）、視頻信號或脈沖信號運(yùn)載出去，就需要能夠產(chǎn)生高頻的振蕩器。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)，如高頻感應(yīng)加熱、熔煉、淬火、超聲診斷、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、頻率或高或低的振蕩器。函數(shù)信號發(fā)生器的實(shí)現(xiàn)方法通常有以下幾種：</p><p>　　（1）用分立元件組成的函數(shù)發(fā)生器：通常是單函數(shù)發(fā)生器且頻率不高，其工作

10、不很穩(wěn)定，不易調(diào)試。</p><p>　?。?）可以由晶體管、運(yùn)放IC等通用器件制作，更多的則是用專門的函數(shù)信號發(fā)生器IC產(chǎn)生。早期的函數(shù)信號發(fā)生器IC，如L8038、BA205、XR2207/2209等，它們的功能較少，精度不高，頻率上限只有300kHz，無法產(chǎn)生更高頻率的信號，調(diào)節(jié)方式也不夠靈活，頻率和占空比不能獨(dú)立調(diào)節(jié)，二者互相影響。</p><p>　?。?）利用單片集成芯片的函數(shù)

11、發(fā)生器：能產(chǎn)生多種波形，達(dá)到較高的頻率，且易于調(diào)試。鑒于此，美國美信公司開發(fā)了新一代函數(shù)信號發(fā)生器ICMAX038，它克服了（2）中芯片的缺點(diǎn)，可以達(dá)到更高的技術(shù)指標(biāo)，是上述芯片望塵莫及的。MAX038頻率高、精度好，</p><p>　　因此它被稱為高頻精密函數(shù)信號發(fā)生器IC。在鎖相環(huán)、壓控振蕩器、頻率合成器、脈寬調(diào)制器等電路的設(shè)計(jì)上，MAX038都是優(yōu)選的器件。</p><p>　　（

12、4）利用專用直接數(shù)字合成ＤＤＳ芯片的函數(shù)發(fā)生器：能產(chǎn)生任意波形并達(dá)到很高的頻率。但成本較高。</p><p>　　產(chǎn)生所需參數(shù)的電測試信號儀器。按其信號波形分為四大類：①正弦信號發(fā)生器。主要用于測量電路和系統(tǒng)的頻率特性、非線性失真、增益及靈敏度等。按其不同性能和用途還可細(xì)分為低頻（20赫至10兆赫）信號發(fā)生器、高頻（100千赫至300兆赫）信號發(fā)生器、微波信號發(fā)生器、掃頻和程控信號發(fā)生器、頻率合成式信號發(fā)生器等。

13、②函數(shù)（波形）信號發(fā)生器。能產(chǎn)生某些特定的周期性時(shí)間函數(shù)波形（正弦波、方波、三角波、鋸齒波和脈沖波等）信號，頻率范圍可從幾個(gè)微赫到幾十兆赫。除供通信、儀表和自動(dòng)控制系統(tǒng)測試用外，還廣泛用于其他非電測量領(lǐng)域。③脈沖信號發(fā)生器。能產(chǎn)生寬度、幅度和重復(fù)頻率可調(diào)的矩形脈沖的發(fā)生器，可用以測試線性系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)，或用作模擬信號來測試?yán)走_(dá)、多路通信和其他脈沖數(shù)字系統(tǒng)的性能。④隨機(jī)信號發(fā)生器。通常又分為噪聲信號發(fā)生器和偽隨機(jī)信號發(fā)生器兩類。噪聲信號發(fā)

14、生器主要用途為：在待測系統(tǒng)中引入一個(gè)隨機(jī)信號，以模擬實(shí)際工作條件中的噪聲而測定系統(tǒng)性能；外加一個(gè)已知噪聲信號與系統(tǒng)內(nèi)部噪聲比較以測定噪聲系數(shù)；用隨機(jī)信號代替正弦或脈沖信號，以測定系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性等。當(dāng)用噪聲信號進(jìn)行相關(guān)函數(shù)測量時(shí)，若平均測量時(shí)間不夠長，會(huì)出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)</p><p>　　1.3設(shè)計(jì)任務(wù)及要求</p><p><b>　　1.性能指標(biāo)</b></p>

15、<p>　　CC4060電源電壓范圍3V-15V；74HC74電源電壓范圍2V-6V</p><p>　　2．設(shè)計(jì)任務(wù)與要求（完成后需提交的文件和圖表等）： </p><p>　　（1）利用數(shù)字電路設(shè)計(jì)一個(gè)秒信號發(fā)生器，根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)選擇電路形式，畫出電路原理圖；</p><p>　?。?）畫出PCB圖；</p><p>　?。?

16、）估算原件的參數(shù)并選擇元件，列出材料清單，利用萬能板焊接元器件；</p><p>　?。?）擬定測試內(nèi)容及步驟，并記錄。</p><p>　?。?）寫出總結(jié)報(bào)告。</p><p>　　總結(jié)報(bào)告內(nèi)容：電路形式選擇，元器件的選擇及參數(shù)估算，原理圖，安裝布線及材料清單，調(diào)試內(nèi)容及步驟、記錄，調(diào)試結(jié)果整理分析及設(shè)計(jì)調(diào)試的心得體會(huì)。報(bào)告不少于5000字。</p>

17、<p><b>　　3．安裝調(diào)試要求</b></p><p>　?。?）安裝時(shí)要仔細(xì)檢查元器件和連接；</p><p>　?。?）進(jìn)行元器件焊接；</p><p>　　(3) 對電路板進(jìn)行調(diào)試。</p><p>　　第二章 秒信號發(fā)生器的組成和設(shè)計(jì)電路</p><p>　　2.1 秒信

18、號發(fā)生器的組成</p><p>　　使用價(jià)格低廉的 32768HZ 晶體，配套 CC4060 電路，但是電壓范圍為 3 － 15V，靜態(tài)電流隨電壓提高而上升，在 +5V 供電時(shí)，靜態(tài)電流約 0.25 － 5uA，主要考慮的是在 3.0V 電池供電時(shí)的停振問題。而 CC4060 電路工作電壓可以低一些。（本電路還可以輸出其他標(biāo)準(zhǔn)頻率的參考信號，印刷板上預(yù)留了 5 種頻率輸出信號的焊盤）。</p>&l

19、t;p>　　2.2秒信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)電路</p><p>　　秒信號發(fā)生器是利用CC4060和晶體振蕩器兩部分電路組成。其中CC4060有兩部分電路一部分是14級分頻器，其最高分頻數(shù)為2048HZ;另一部分是由外電接電子表用石英晶體、電阻及電容構(gòu)成振蕩頻率為32768Hz的振蕩器；振蕩器輸出14級分頻后在輸出端Q13得到所需脈沖。由鍵盤輸入所需要的延時(shí)時(shí)間，通過CC4060內(nèi)部控制延時(shí)器所要求的延時(shí)時(shí)間。當(dāng)

20、外觸發(fā)信號輸入時(shí)，外延電路，延時(shí)器開始計(jì)數(shù)，當(dāng)達(dá)到所設(shè)定的時(shí)間時(shí)延時(shí)器停止工作，同時(shí)輸出一個(gè)脈沖信號，觸發(fā)電路開始工作，輸出信號。CC4060工作電路:</p><p>　　圖一 秒信號發(fā)生器設(shè)計(jì)電路圖</p><p>　　檢驗(yàn)電路是否工作，可測量CC4060的9腳有無振蕩信號輸出。調(diào)整微調(diào)電容可校準(zhǔn)振蕩頻率。</p><p>　　脈沖發(fā)生器是數(shù)字鐘的核心部分，它的

21、精度和穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量，通常用晶體振蕩器發(fā)出的脈沖經(jīng)過整形、分頻獲得1Hz的秒脈沖。如晶振為32768 Hz，通過15次二分頻后可獲得1Hz的脈沖輸出。</p><p>　　第三章 CC4060的基本介紹</p><p>　　3.1核心元件CC4060的基本介紹</p><p>　　如圖1所示電路是由14位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器/分頻器和振蕩器CC4060、BCD

22、同步加法計(jì)數(shù)器C180構(gòu)成的秒信號發(fā)生器。</p><p>　　電路中利用CC4060組成兩部分電路。一部分是14級分頻器，其最高分頻數(shù)為16384；另一部分是由外接電子表用石英晶體、電阻及電容構(gòu)成振蕩頻率為32768Hz的振蕩源。振蕩器輸出級經(jīng)14級分頻后在輸出端Q14上得到1/2S脈沖并送入由C180構(gòu)成的二分頻器，分頻后在輸出端Q1上得到秒基準(zhǔn)脈沖。檢驗(yàn)電路是否工作，可測得CC4060的9腳有無振蕩信號輸出

23、。調(diào)整微調(diào)電容C1可校準(zhǔn)振蕩頻率。</p><p>　　本電路中，14位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器/分頻器和振蕩器集成電路CC4060的輸出端只有Q14端，剩余輸出端可懸空。</p><p>　　其引腳圖如圖2所示。</p><p>　　圖二 CC4060引腳圖</p><p>　　其功能表如下表所示。</p><p>　　3.

24、2 74HC74的基本介紹</p><p>　　74HC74是一款高速CMOS器件，74HC74引腳兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。74HC74遵循JEDEC標(biāo)準(zhǔn)no.7A。</p><p>　　74HC74是雙路D 型上升沿觸發(fā)器 ，帶獨(dú)立的數(shù)據(jù)（D）輸入、時(shí)鐘 （CP）輸入、設(shè)置（SD）和復(fù)位（RD）輸入、以及互補(bǔ)的Q和Q輸出。</p><p>　　設(shè)

25、置和復(fù)位為異步低電平有效，且不依賴于時(shí)鐘輸入。74HC74數(shù)據(jù)輸入口的信息在時(shí)鐘脈沖的上升沿傳輸?shù)絈口。為了獲得預(yù)想中的結(jié)果，D輸入必須在時(shí)鐘脈沖上升沿來臨之前，保持穩(wěn)定一段就緒時(shí)間。時(shí)鐘輸入的施密特觸發(fā)功能使得電路對于緩慢的脈沖上升和下降具備更高的容差性。</p><p><b>　　74HC74引腳圖</b></p><p><b>　　74HC74真值

26、表</b></p><p>　　第四章 秒信號發(fā)生器的安裝調(diào)試</p><p>　　4.1 器件的篩選檢測</p><p>　　判斷質(zhì)量是否良好。對于電路的集成器件CC4060、石英晶體振蕩電路分立元件R、C及萬用表的篩選，用測量電阻予以定性的檢測篩選，其方法是：用萬用表測量石英晶體振蕩器上的正、反向電阻值，正常均為無窮大，若測石英晶體振蕩器有一定阻值或

27、為0，則說明該石英晶體振蕩器已漏電或擊穿損壞。</p><p>　　4.2 晶體及其負(fù)載匹配</p><p>　　晶振以高頻率穩(wěn)定性廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、鐘表等要求頻率穩(wěn)定性高的設(shè)備中。其中主要參數(shù)有標(biāo)稱頻率、負(fù)載電容、激勵(lì)電平、工作溫度范圍及溫度頻差等。其中以負(fù)載電容對其工作正常影響最大。在實(shí)際使用中，許多人選擇晶振時(shí)往往僅注意晶振的額定頻率值，而忽視了晶振的負(fù)載電容大小。所以即使在使用中選

28、擇了符合標(biāo)稱的晶振，但若果該晶振的負(fù)載電容與電路提供的電容不匹配，就會(huì)影響晶振的起振或?qū)е抡袷庮l率的偏移，從而出現(xiàn)問題。</p><p>　　4.3 調(diào)試出現(xiàn)的問題</p><p>　　只要安裝無誤，所有器件無質(zhì)量問題，一般裝好調(diào)試即可成功。但本電路調(diào)試若出現(xiàn)問題：輸出脈沖偏移，且無論如何調(diào)試電容C1,都不能校準(zhǔn)振蕩頻率，有時(shí)甚至整個(gè)電路停止工作。為了找出問題所在先去掉CC4060的外圍振

29、蕩元件R1C1C2及晶振電路，直接由信號發(fā)生器向CC4060提供一定頻率的方波脈沖；測試發(fā)現(xiàn)，電路工作情況，若電路工作良好，說明分頻計(jì)數(shù)電路本身無問題，所以問題就可能出在晶體為核心的震蕩電路上，然后對晶體振蕩電路進(jìn)行檢測，找出問題所在。</p><p><b>　　第五章 結(jié)束語</b></p><p>　　經(jīng)過幾周的制作我的課題——秒信號發(fā)生器已經(jīng)做了出來，一開始感

30、覺這樣的東西挺簡單的，只要找到資料就會(huì)很容易的制作出來，但當(dāng)我真正的操作起來才發(fā)現(xiàn)還有好多的問題。</p><p>　　這次的課題設(shè)計(jì)還讓我體會(huì)到了理論與實(shí)際相結(jié)合的重要性，如果你只注重理論學(xué)習(xí)而不去鍛煉自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，是永遠(yuǎn)不能把事情做好的，從理論中得出結(jié)論，用實(shí)踐鍛煉自己，這才是重要的。同時(shí)這次的設(shè)計(jì)讓我也學(xué)到了一些書本上沒有的知識，提升了我獨(dú)立思考能力。還有就是讓我熟練的對Protel99se、等軟件的運(yùn)用

31、，總之這次設(shè)計(jì)讓我深刻地學(xué)會(huì)了許多東西，也溫習(xí)了許多以前的知識。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　三年一個(gè)輪回，三年前，我們隨著中奧的落幕而走進(jìn)我們的大學(xué)，而四年后的如今要迎來世界杯的時(shí)刻我們又要離開，滿是不舍與依戀卻注定要走。 畢業(yè)論文正代表著大學(xué)的終結(jié)，完成它既有一種收獲感，又有一種失落感，可無論如何它代表著我四年的努力，

32、代表了我四年的歷程。當(dāng)它終于完工的時(shí)候，我不禁想起了很多人，很多事，尤其是辛勤培養(yǎng)我的老師們，謝謝你們！ 感謝我的論文導(dǎo)師**老師，感謝*老師在我的論文完成過程中給與的指導(dǎo)與幫助，讓我得以順利地完成論文。</p><p>　　感謝傳授我知識的每一位老師，馬上就要走出校門，走上工作崗位，我將帶著你們所傳授的技能去打拼，去奮斗，多謝你們！com</p><p><b>　

33、　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　?。?］李朝青.PC機(jī)及單片機(jī)數(shù)據(jù)通信技術(shù)［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社</p><p>　　［2］王秉鈞.通信系統(tǒng)［M］.西安：西安電子科技大學(xué)出版社</p><p>　?。?］趙曙光，李增烈.具有記憶功能的呼叫系統(tǒng)［J］電子科技出版社</p><p>　?。?］曾志剛，錢亞生.

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