秒信號發(fā)生器畢業(yè)論文

1、<p>　　【摘要】 隨著計算機和集成技術的高速發(fā)展，電子電路的分析與設計及相應專業(yè)課程的教學與實驗所采用的方式與方法都發(fā)生了重大變化，特別是電子設計自動化系統(tǒng)中所包含的測試測量技術已經成為現代教育技術的重要組成部分。</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、構成振蕩頻率為32768Hz的振蕩源。振蕩器輸出級經14級分頻后在輸出端Q13上得到1/2S脈沖并送入由C180構成的二分頻器，分頻后在輸出端Q1上得到秒基準脈沖。檢驗電路是否工作，可測得CC4060的9腳有無振蕩信號輸出。調整微調電容C1可校準振蕩頻率。</p><p>　　本電路中，14位二進制串行計數器/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設計任務及要求2</p><p>　　第二章 秒信號發(fā)生器的組成和設計電路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)生器的設計電路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)生器的安裝調試10</p><p>　　4.1 器件的篩選檢測10</p><p>　　4.2 晶體及其負載匹配10</p><p>　　4.3 調試出現的問題10</p

6、><p>　　第五章 結束語11</p><p><b>　　致謝12</b></p><p><b>　　參考文獻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)生器廣泛應用于電子工程、通信工程、自動控制、遙測控制、測量儀器、儀表和計算機等技術領域。作為基礎測量儀器的信號發(fā)生器隨著用戶的需求而不斷發(fā)展。信號源實質上就是一個掃頻示波器或合成信號源，并具有基本的調制功能?，F在是數字化時代，研發(fā)或其他人員對測量儀器是最基本的工具，測量儀技術指標上也不斷提高。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，在生產實踐和科技領域中有著廣泛的應用。各種波形曲線均可以用三角函數方程式來表示。能夠產生多種波形，如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路被稱為函數信號發(fā)生器。函數信號發(fā)生器在電路實驗和設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載出去，就需要能夠產生高頻的振蕩器。在工業(yè)、農業(yè)、生物醫(yī)學等領域內，如高頻感應加熱、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。函數信號發(fā)生器的實現方法通常有以下幾種：</p><p>　　（1）用分立元件組成的函數發(fā)生器：通常是單函數發(fā)生器且頻率不高，其工作

10、不很穩(wěn)定，不易調試。</p><p>　?。?）可以由晶體管、運放IC等通用器件制作，更多的則是用專門的函數信號發(fā)生器IC產生。早期的函數信號發(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，無法產生更高頻率的信號，調節(jié)方式也不夠靈活，頻率和占空比不能獨立調節(jié)，二者互相影響。</p><p>　?。?）利用單片集成芯片的函數

11、發(fā)生器：能產生多種波形，達到較高的頻率，且易于調試。鑒于此，美國美信公司開發(fā)了新一代函數信號發(fā)生器ICMAX038，它克服了（2）中芯片的缺點，可以達到更高的技術指標，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、脈寬調制器等電路的設計上，MAX038都是優(yōu)選的器件。</p><p>　　（

12、4）利用專用直接數字合成ＤＤＳ芯片的函數發(fā)生器：能產生任意波形并達到很高的頻率。但成本較高。</p><p>　　產生所需參數的電測試信號儀器。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（波形）信號發(fā)生器。能產生某些特定的周期性時間函數波形（正弦波、方波、三角波、鋸齒波和脈沖波等）信號，頻率范圍可從幾個微赫到幾十兆赫。除供通信、儀表和自動控制系統(tǒng)測試用外，還廣泛用于其他非電測量領域。③脈沖信號發(fā)生器。能產生寬度、幅度和重復頻率可調的矩形脈沖的發(fā)生器，可用以測試線性系統(tǒng)的瞬態(tài)響應，或用作模擬信號來測試雷達、多路通信和其他脈沖數字系統(tǒng)的性能。④隨機信號發(fā)生器。通常又分為噪聲信號發(fā)生器和偽隨機信號發(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)中引入一個隨機信號，以模擬實際工作條件中的噪聲而測定系統(tǒng)性能；外加一個已知噪聲信號與系統(tǒng)內部噪聲比較以測定噪聲系數；用隨機信號代替正弦或脈沖信號，以測定系統(tǒng)動態(tài)特性等。當用噪聲信號進行相關函數測量時，若平均測量時間不夠長，會出現統(tǒng)計</p><p>　　1.3設計任務及要求</p><p><b>　　1.性能指標</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．設計任務與要求（完成后需提交的文件和圖表等）： </p><p>　?。?）利用數字電路設計一個秒信號發(fā)生器，根據設計指標選擇電路形式，畫出電路原理圖；</p><p>　　（2）畫出PCB圖；</p><p>　　（3

16、）估算原件的參數并選擇元件，列出材料清單，利用萬能板焊接元器件；</p><p>　?。?）擬定測試內容及步驟，并記錄。</p><p>　　（5）寫出總結報告。</p><p>　　總結報告內容：電路形式選擇，元器件的選擇及參數估算，原理圖，安裝布線及材料清單，調試內容及步驟、記錄，調試結果整理分析及設計調試的心得體會。報告不少于5000字。</p>

17、<p><b>　　3．安裝調試要求</b></p><p>　　（1）安裝時要仔細檢查元器件和連接；</p><p>　?。?）進行元器件焊接；</p><p>　　(3) 對電路板進行調試。</p><p>　　第二章 秒信號發(fā)生器的組成和設計電路</p><p>　　2.1 秒信

18、號發(fā)生器的組成</p><p>　　使用價格低廉的 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，靜態(tài)電流約 0.25 － 5uA，主要考慮的是在 3.0V 電池供電時的停振問題。而 CC4060 電路工作電壓可以低一些。（本電路還可以輸出其他標準頻率的參考信號，印刷板上預留了 5 種頻率輸出信號的焊盤）。</p>&l

19、t;p>　　2.2秒信號發(fā)生器的設計電路</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時間，通過CC4060內部控制延時器所要求的延時時間。當

20、外觸發(fā)信號輸入時，外延電路，延時器開始計數，當達到所設定的時間時延時器停止工作，同時輸出一個脈沖信號，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)生器設計電路圖</p><p>　　檢驗電路是否工作，可測量CC4060的9腳有無振蕩信號輸出。調整微調電容可校準振蕩頻率。</p><p>　　脈沖發(fā)生器是數字鐘的核心部分，它的

21、精度和穩(wěn)定度決定了數字鐘的質量，通常用晶體振蕩器發(fā)出的脈沖經過整形、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位二進制串行計數器/分頻器和振蕩器CC4060、BCD

22、同步加法計數器C180構成的秒信號發(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，其最高分頻數為16384；另一部分是由外接電子表用石英晶體、電阻及電容構成振蕩頻率為32768Hz的振蕩源。振蕩器輸出級經14級分頻后在輸出端Q14上得到1/2S脈沖并送入由C180構成的二分頻器，分頻后在輸出端Q1上得到秒基準脈沖。檢驗電路是否工作，可測得CC4060的9腳有無振蕩信號輸出

23、。調整微調電容C1可校準振蕩頻率。</p><p>　　本電路中，14位二進制串行計數器/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標準no.7A。</p><p>　　74HC74是雙路D 型上升沿觸發(fā)器 ，帶獨立的數據（D）輸入、時鐘 （CP）輸入、設置（SD）和復位（RD）輸入、以及互補的Q和Q輸出。</p><p>　　設

25、置和復位為異步低電平有效，且不依賴于時鐘輸入。74HC74數據輸入口的信息在時鐘脈沖的上升沿傳輸到Q口。為了獲得預想中的結果，D輸入必須在時鐘脈沖上升沿來臨之前，保持穩(wěn)定一段就緒時間。時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)生器的安裝調試</p><p>　　4.1 器件的篩選檢測</p><p>　　判斷質量是否良好。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 晶體及其負載匹配</p><p>　　晶振以高頻率穩(wěn)定性廣泛應用于計算機、鐘表等要求頻率穩(wěn)定性高的設備中。其中主要參數有標稱頻率、負載電容、激勵電平、工作溫度范圍及溫度頻差等。其中以負載電容對其工作正常影響最大。在實際使用中，許多人選擇晶振時往往僅注意晶振的額定頻率值，而忽視了晶振的負載電容大小。所以即使在使用中選

28、擇了符合標稱的晶振，但若果該晶振的負載電容與電路提供的電容不匹配，就會影響晶振的起振或導致振蕩頻率的偏移，從而出現問題。</p><p>　　4.3 調試出現的問題</p><p>　　只要安裝無誤，所有器件無質量問題，一般裝好調試即可成功。但本電路調試若出現問題：輸出脈沖偏移，且無論如何調試電容C1,都不能校準振蕩頻率，有時甚至整個電路停止工作。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，電路工作情況，若電路工作良好，說明分頻計數電路本身無問題，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行檢測，找出問題所在。</p><p><b>　　第五章 結束語</b></p><p>　　經過幾周的制作我的課題——秒信號發(fā)生器已經做了出來，一開始感

30、覺這樣的東西挺簡單的，只要找到資料就會很容易的制作出來，但當我真正的操作起來才發(fā)現還有好多的問題。</p><p>　　這次的課題設計還讓我體會到了理論與實際相結合的重要性，如果你只注重理論學習而不去鍛煉自己的實踐經驗，是永遠不能把事情做好的，從理論中得出結論，用實踐鍛煉自己，這才是重要的。同時這次的設計讓我也學到了一些書本上沒有的知識，提升了我獨立思考能力。還有就是讓我熟練的對Protel99se、等軟件的運用

31、，總之這次設計讓我深刻地學會了許多東西，也溫習了許多以前的知識。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　三年一個輪回，三年前，我們隨著中奧的落幕而走進我們的大學，而四年后的如今要迎來世界杯的時刻我們又要離開，滿是不舍與依戀卻注定要走。 畢業(yè)論文正代表著大學的終結，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。當它終于完工的時候，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！ 感謝我的論文導師**老師，感謝*老師在我的論文完成過程中給與的指導與幫助，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 </b></p><p>　?。?］李朝青.PC機及單片機數據通信技術［M］.北京：北京航空航天大學出版社</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.

34、現代通信原理［M］.北京：清華大學出版社</p><p>　?。?］沈偉慈.西安電子出版社的. 通信電路，2009</p><p>　　［6］張雙慶. 電子元器件的選用與檢測[M]..北京機械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　［7］電子制作，1995年03期</p><p>　?。?］楊邦文. 實用信號產生電路200例[M]..北京電

35、子工業(yè)出版社.，1998</p><p>　?。?］電子技術應用，1988年08期</p><p>　?。?0］沈金龍. 計算機通信與網絡[M]..北京郵電大學出版社，2002</p><p>　　［11］魏延存. 模擬CMOS集成電路設計. 清華大學出版社， 2010</p><p>　　［12］高西全.玉美.數字信號處理(第三版).西安電