電子關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用實習(xí)報告

　　在人們越來越注重自身素養(yǎng)的今天，報告的適用范圍越來越廣泛，不同的報告內(nèi)容同樣也是不同的'。相信許多人會覺得報告很難寫吧，下面是小編為大家整理的電子關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用實習(xí)報告，僅供參考，大家一起來看看吧。

　　實習(xí)目標、內(nèi)容和要求

　　實習(xí)目標

　　此次實習(xí)目標在于掌握數(shù)字電容測試儀設(shè)計、組裝和調(diào)試方法。在日常電路工程或是電路試驗中，電容是一個最常見元器件，實際應(yīng)用中，對電容電容值正確度要求也是很高。不過因為電容本身特征決定了電容和電阻測量是不一樣，電容測量相對于電阻測量復(fù)雜，正確度不高。所以我們意在設(shè)計一個能夠測量電容大小電路，而且采取七段數(shù)碼管直接在屏幕上顯示電容大小，方便在以后試驗中對電容使用。

　　實習(xí)內(nèi)容

　　1.2.1設(shè)計說明：

　　框圖中外接電容是定時電路中一部分。當外接電容容量不一樣時，和定時電路所對應(yīng)時間也有所不一樣，即C=f(t)，而時間和脈沖數(shù)目成正比，脈沖數(shù)目能夠經(jīng)過計數(shù)譯碼取得。

　　定時電路

　　定時電路

　　多諧振蕩器

　　計數(shù)器

　　譯碼器

　　數(shù)碼顯示器

　　微分電路

　　自動調(diào)零

　　外接電容

　　圖1 電容測量儀原理框圖

　　1.2.2設(shè)計要求：

　　1.2.2.1基礎(chǔ)部分

　　(1)被測電容容量在0.01μF至100μF范圍內(nèi)

　　(2)設(shè)計兩個測量量程

　　(3)用3為數(shù)碼管顯示測量結(jié)果，測量誤差小于20%

　　1.2.2.2發(fā)揮部分

　　(1)最少設(shè)計兩個以上測量量程，使被測電容容量擴大到100PF至100μF范圍內(nèi)。

　　(2)測量誤差小于10%。

　　1.3實習(xí)要求

　�。�1）畫出總體設(shè)計框圖，以說明數(shù)字式電容測量儀由哪些相對獨立功效模塊組成，標出各個模塊之間相互聯(lián)絡(luò)，時鐘信號傳輸路徑、方向和頻率改變。并以文字對原理作輔助說明。

　�。�2）設(shè)計各個功效模塊電路圖，加上原理說明。

　　（3）選擇適宜元器件，在仿真軟件上連接驗證、仿真、調(diào)試各個功效模塊電路。在連接驗證時設(shè)計、選擇適宜輸入信號和輸出方法，在充足電路正確性同時，輸入信號和輸出方法要便于電路仿真、調(diào)試和故障排除。

　�。�4）在驗證各個功效模塊基礎(chǔ)上，對整個電路元器件和連接，進行合理布局，進行整個數(shù)字鐘電路連接驗證、仿真、調(diào)試。

　　（5）自行接線驗證、仿真、調(diào)試，并能檢驗和發(fā)覺問題，依據(jù)原理、現(xiàn)象和仿真結(jié)果分析問題所在，加以處理。學(xué)生要處理問題包含元器件選擇、連接和整體設(shè)計引發(fā)問題。

　　設(shè)計原理及軟件介紹

　　設(shè)計原理

　　定時電路

　　定時電路

　　多諧振蕩器

　　計數(shù)器

　　譯碼器

　　數(shù)碼顯示器

　　微分電路

　　自動調(diào)零

　　外接電容

　　圖2電容測量儀原理圖圖框圖

　　多諧振蕩器產(chǎn)生矩形脈沖波和定時電報和微分電路產(chǎn)生信號相和后送入計數(shù)器，然后經(jīng)過譯碼器連接數(shù)碼顯示器，對電容大小進行顯示。

　　Multisim軟件介紹

　　Multisim是美國國家儀器（NI）推出以Windows為基礎(chǔ)仿真工具，適適用于板級模擬/數(shù)字電路板設(shè)計工作。它包含了電路原理圖圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方法，含有豐富仿真分析能力。

　　工程師們能夠使用Multisim交互式地搭建電路原理圖，并對電路進行仿真。Multisim提煉了SPICE仿真復(fù)雜內(nèi)容，這么工程師無需知道深入SPICE技術(shù)就能夠很快地進行捕捉、仿真和分析新設(shè)計，這也使其更適合電子學(xué)教育。經(jīng)過Multisim和虛擬儀器技術(shù)，PCB設(shè)計工程師和電子學(xué)教育工作者能夠完成從理論到原理圖捕捉和仿真再到原型設(shè)計和測試這么一個完整綜合設(shè)計步驟。

　　設(shè)計步驟和過程

　　3.1多諧振蕩器電路

　　由555定時器組成多諧振蕩器來產(chǎn)生標準脈沖，電路和輸出脈沖圖

　　圖3多諧振蕩器電路圖

　　圖4 輸出信號波形

　　在接通電源后，不需要外加觸發(fā)信號，便能自動產(chǎn)生矩形脈沖。此電路中用來產(chǎn)生時鐘脈沖信號（圖所表示）。周而復(fù)始，形成振蕩。其振蕩周期和電容充放電時間相關(guān)，充電時間為：T1=（R4+R5）Cln2,，放電時間為T2=R5Cln2,則時鐘信號一個周期為T=T1+T2=(R4+2R5)Cln2。

　　經(jīng)過上述分析可知，電容充電時，定時器輸出u=1電容放電時，u=0，電容不停地進行充、放電，輸出端便取得矩形波。多諧振蕩器無外部信號輸入，卻能輸出矩形波，其實質(zhì)是將直流形式電能變?yōu)榫匦尾ㄐ问诫娔堋?/p>

　　3.2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路

　　由555定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。2端作為觸發(fā)信號輸入端，由U1產(chǎn)生時鐘脈沖信號來提供。

　　圖5 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路圖

　　圖6 輸出信號波形

　　單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)兩個不一樣工作狀態(tài)。當被測電容Cx接到電路中以后，只要按一下開關(guān)S，電源電壓Vcc?經(jīng)微分電路C1、R1和反向器，送給555定時器低電平觸發(fā)端2一個負脈沖信號使單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器由穩(wěn)態(tài)變?yōu)闀悍�(wěn)態(tài)，其輸出端3由低電平變?yōu)楦唠娖剑�該高電平控制和門使時鐘脈沖信號經(jīng)過，送入計數(shù)器計數(shù)．暫穩(wěn)態(tài)脈沖寬度為Tx=1.1RCx．然后單穩(wěn)態(tài)電路又回到穩(wěn)態(tài)。輸出脈沖寬度tw等于暫穩(wěn)態(tài)連續(xù)時間，而暫穩(wěn)態(tài)連續(xù)時間取決于外接電阻R和電容C大小。即：tw=R2xC2xLn2=1.1R2xC2。

　　3.3計數(shù)和顯示電路

　　圖7 計數(shù)和顯示模塊電路

　　計數(shù)電路采取74LS160作為計數(shù)器。74LS160是集成同時十進制計數(shù)器，該計數(shù)器含有同時預(yù)置、異步清零、計數(shù)和保持四種功效有進位信號輸出端，可串接計數(shù)使用。

　　三位顯示控制模塊由三個芯片級聯(lián)組成。顯示部分電路中顯示器用是DCD-HEX-BLUE顯示器。

　　3.4總電路圖

　　圖8 總電路圖

　　總電路圖包含多諧振蕩器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，計數(shù)器，譯碼器等模塊，能夠成功仿真電容測量儀功效。

　　仿真和運行結(jié)果

　　電路調(diào)試

　　電路連接完成后打開仿真開關(guān)，首先觀察顯示模塊是否能夠顯示數(shù)值，若沒有示數(shù)顯示，則使用Multisim 13.0中示波器逐一檢驗各個模塊信號輸出波形，找出出現(xiàn)問題模塊依據(jù)設(shè)計原理判定是連接故障還是原理故障，并加以排除。

　　圖9示波器檢測輸出波形

　　若顯示器上顯示數(shù)值，觀察是否符合設(shè)計要求，若不符合設(shè)計要求，觀察是否是電容測量量程選擇出現(xiàn)錯誤，改變電容測量量程選擇開關(guān)重新進行仿真，觀察結(jié)果。若量程開關(guān)選擇正確，則可合適改變電路中原件參數(shù)值，進行不停調(diào)試，直抵達成預(yù)期設(shè)計目標要求。

　　圖10量程選擇開關(guān)

　　結(jié)果及分析

　　4.2.1小量程仿真結(jié)果

　　圖11小量程測量

　　電容大小在0.01uF~1uF時單刀雙擲開關(guān)置于180KΩ，圖所表示電容大小為0.13uF，結(jié)果顯示為0.14uF，誤差<5%，符合設(shè)計要求。

　　4.2.2大量程仿真結(jié)果

　　圖12大量程測量

　　電容大小在1uF~100 uF時單刀雙擲開關(guān)置于1.8KΩ，圖所表示電容大小為73uF，結(jié)果顯示為72uF，誤差<5%，符合設(shè)計要求

　　結(jié)論.

　　5.1設(shè)計過程中碰到困難及處理措施

　　在電路調(diào)試過程中發(fā)覺多諧振蕩器沒有產(chǎn)生輸出信號，示波器輸出信號一直顯示低電平。將多諧振蕩器電路單獨建立一個設(shè)計圖紙，逐一原件去查找出現(xiàn)故障原因，發(fā)覺故障是因為有一根導(dǎo)線沒有連接電源所致，立即對電路進行修改，完成調(diào)試過程。

　　把全部模塊全部連接起來以后，運行該數(shù)字電容測試儀時，顯示器上一開始一直顯示是111，每次測試時候全部是從111這個數(shù)值基礎(chǔ)上開始累加。以后經(jīng)過我們對電路研究，發(fā)覺沒有設(shè)計調(diào)零電路，所以我們在電路圖上設(shè)計了一個自動調(diào)零電路，這么，從111開始計數(shù)問題就處理了。

　　5.2結(jié)論

　　在兩個星期電子技術(shù)應(yīng)用實習(xí)以后，我對電子產(chǎn)品設(shè)計通常方法和步驟有了深入了解，我不僅感到了自己實際動手能力有所提升，更關(guān)鍵是經(jīng)過對設(shè)計過程了解，深入激發(fā)了我對專業(yè)知識愛好，并為以后能夠結(jié)合實際存在問題在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)進行更深入學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。這次數(shù)字電容測試儀設(shè)計使我把學(xué)到由555定時器組成多諧振蕩器和單穩(wěn)觸發(fā)器，74LS160十進制加法器和LED數(shù)碼管全部利用到了電路中，從而加深拉了我對這些知識了解和利用，使我受益匪淺。經(jīng)過這次實習(xí)，使我認識到了自己要學(xué)習(xí)還有很多�？偠�言之，很感謝學(xué)校給我們這次實習(xí)機會。課程實習(xí)不僅鍛煉了我們動手能力還讓我們對自己所學(xué)專業(yè)知識有了更深了解。在此期間，在老師身上我也學(xué)得到很多實用知識，在此表示對我們指導(dǎo)老師感謝。還有我們同組幫助過我同學(xué)也表示感謝。

　　參考文件

　　[1]. 《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》 童詩白主編高教出版社

　　[2]. 《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》閻石主編高教出版社

　　[3]. 《電子技術(shù)基礎(chǔ)試驗－電子電路試驗.設(shè)計.仿真》陳大欽主編華科出版社

　　[4]. 《電子技術(shù)基礎(chǔ)試驗和課程設(shè)計》高吉祥主編國防科技大學(xué)出版社

　　[5]. 《電子測試技術(shù)》金唯香、謝玉梅主編湖南大學(xué)出版社

　　附錄A數(shù)字式電容測量儀電路圖

　　附錄B數(shù)字式電容測量儀元器件清單

　　名稱

　　型號

　　數(shù)量

　　計數(shù)器芯片

　　74LS160

　　3

　　顯示器

　　DCD_HEX_DIG_BLUE

　　3

　　555定時器

　　555_VIRTUAL

　　2

　　一般電容

　　0.01uF

　　2

　　一般電容

　　0.1uF

　　1

　　一般電容

　　1uF

　　1

　　一般電阻

　　1kΩ

　　1

　　一般電阻

　　1.8kΩ

　　1

　　一般電阻

　　5kΩ

　　1

　　一般電阻

　　10kΩ

　　1

　　一般電阻

　　12kΩ

　　1

　　一般電阻

　　180kΩ

　　1

　　單刀單擲開關(guān)

　　1

　　單刀雙擲開關(guān)

　　1

　　雙輸入和門

　　74LS08

　　1

　　單輸入非門

　　74LS04

　　1

　　穩(wěn)壓二極管

　　10BQ015

　　2

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