14-15电子设计综合实验-要求及交流信号测量课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《14-15电子设计综合实验-要求及交流信号测量课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 14 15 电子设计 综合 实验 要求 交流 信号 测量 课件
- 资源描述:
-
1、电子设计综合实验课程整体安排n30学时:设计制作基础训练、输入通道设计训练、输出通道设计训练、控制单元及接口电路设计训练、系统设计训练 要求n良好的自学精神,当堂实验完成不了的,自行找时间在下次实验开始前完成。n个别元器件自行解决,留好发票和元器件清单。n提交:q设计报告(后附:实物清晰的照片,设计成员和实物的合影)q设计项目的ppt报告q视频文件n考核方法:设计实物及设计报告成绩(60分)实验过程及作业(40分)电子设计竞赛的要求及知识需求n基本知识q涵盖电路分析、模拟与数字电路、高频/非线性电子电路主要知识点;q单元电路分析、验证、设计方法;q电路主要性能指标测量方法;q重要基本概念:n时
2、域与频域、频率与相位、功率与效率,瞬态与稳态,有源与无源,调制与解调、传输与接收、同步与异步、集中与分布,线性与非线性,捕捉与跟踪,反馈、动态范围、精度、分辨力、阻抗、匹配、稳定度、调整能力等等。n基本技能q元器件识别、寻找、运用q常用仪器工作原理、使用方法;q资料查阅:书、刊、网;q电路设计与仿真;q印刷电路板设计;q工装:焊接、装配q电子测量方法:参数测量,准确度与误差分析q调试方法:故障分析和排除q文档整理:章节、文字、图表的规范化。n基本设计能力q掌握先进仪器使用方法(如数字存储示波器、逻辑分析 仪等);q掌握单片机/嵌入式、CPLD/FPGA、*DSP基本知识;q掌握更先进的工具软件
3、、开发系统,结合硬件实现较小电子系统的能力;q掌握一些系统分析软件,能完成单元、系统设计;n综合设计能力q实现小系统的设计实现能力;q掌握常用传感器、执行机构的基本知识,和用简单的或与本专业有关的光、机、电一体化组成系统的能力;q能在网上查阅相关元器件资料,具有一定的选择能力,并能根据要求正确使用;q具有绘制印刷板能力,并有初步的电磁兼容知识;q具有接受和掌握“嵌入式系统”的开发能力;q具有接受和掌握“SOC”的开发能力;n电子系统设计过程q确定设计目标n需求分析:从非技术和技术两方面分析;n性能设计:功能,技术性能与指标;n支撑技术:关键技术,相关技术;n实现方法:技术方法,技术路线;n完成
4、形式:原理/性能样机,实用样机。q系统分析:系统可以按功能分解成若干个功能相对独立、单一的单元模块;q设计过程n模块设计与实现n系统调试n系统测试q文档整理n系统分析系统分析:单片机+FPGA小系统MCUFPGAKeyBoardRS232/CANLCD/LEDMemoryADCDAC I/OInterfaceExt STDInterfacen电子系统设计过程q确定设计目标q系统分析:系统可以按功能分解成若干个功能相对独立、单一的单元模块;q设计过程n模块设计与实现n系统调试n系统测试q文档整理软件调试,硬件调试,系统联调功能调试与指标调试调试内容、方法与手段调试步骤测试内容与测试方案测试仪器与
5、测试工具功能测试与指标测试测试数据记录与结果分析确定电路形式/确定软件框图与基本算法;理论分析与计算元、器件选择电路设计与仿真电路装配电路调试电路测试方案论证与方案比较理论分析与参数计算单元电路设计与实现软件设计系统测试与数据处理结果分析/结论n课程讲解安排n设计安排5-9周3项目一:交流电压参数的测量。项目一:交流电压参数的测量。完成放大电路、比较器的设计。实现:用信号发生器产生弱信号,用示波器的两个通道分别观察输入和输出信号。4完成AD转换。实现:用MCU采集转换后的数字量。5完成幅度的测量。实现:对AD转换器输出的信号进行测量,并能显示3位测量值(幅度)。6完成频率的测量。实现:对比较器
6、输出的信号频率进行测量,并能显示3位测量值(频率)。7项目验收:交流电压参数的测量8-11周项目二:项目二:2013年全国电子设计竞赛题(本科)年全国电子设计竞赛题(本科)12项目验收3课程安排、设计制作基础训练及项目讲解4传感器电路5单片机6嵌入式系统的软件设计及开发82013年全国电子设计竞赛项目讲解基本要求:基本要求:1.用给定运放制作一个放大器(用给定运放制作一个放大器(20分)分)增益:增益:20dB;带宽:;带宽:100KHz2.用用MCU或或FPGA作为主控单元,和已设计的放大器制作一个频率计(作为主控单元,和已设计的放大器制作一个频率计(30分)分)测量范围:测量范围:10Hz
7、100KHz,显示:,显示:3位位发挥部分:发挥部分:1.提高放大器性能(提高放大器性能(20分):增益:分):增益:60dB;带宽:;带宽:500KHz2.增加测量参数(增加测量参数(20分):电压幅度,测量范围:输入信号越小越好分):电压幅度,测量范围:输入信号越小越好3.显示以下幅值(显示以下幅值(10分):分):Asin20 Asin40 Asin60 Asin80项目一:交流电压参数的测量项目一:交流电压参数的测量LED或液晶均可元件清单元件清单运放:运放:TLV2464、LM324 比较器:比较器:TLC372AD变换器:变换器:ADC0820(或(或MCU内部自带的内部自带的AD
8、C)设计框图设计框图放大器放大器ADAD变换变换比较器比较器MCU/FPGAMCU/FPGA3 3位显示位显示被测信号被测信号10.01,实现幅度测量,实现幅度测量实现频率测量实现频率测量基准信号基准信号n思考思考q对于只知频率范围的周期信号,如何实现幅度的测量。q如何实现周期信号频率的测量。设计电路分解:设计电路分解:1.基本放大器设计:增益基本放大器设计:增益20dB;带宽;带宽100KHz2.提高放大器性能:增益提高放大器性能:增益60dB;带宽;带宽500KHz3.比较电路设计:输出比较电路设计:输出TTL电平电平4.测量频率:测量范围测量频率:测量范围10Hz100KHz,显示,显示
9、3位位5.测量幅值:实现测量幅值:实现AD转换控制电路设计,测量电压幅度转换控制电路设计,测量电压幅度6.幅值显示:实现存储并显示幅值显示:实现存储并显示Asin20 Asin40 Asin60 Asin80红色部分功能必须完成运放:运放:TLV2464单位增益带宽:单位增益带宽:6.4MHz单电源供电:单电源供电:2.76V双电源供电:双电源供电:1.35 3V1.1.放大器设计:增益放大器设计:增益20dB20dB;带宽;带宽100KHz100KHz运放OP07运放的单位增益带宽积(运放的单位增益带宽积(GBPGBP:Gain Bandwidth Product Gain Bandwidt
10、h Product)=增益增益(-3dB-3dB带宽)带宽)一级放大倍数一级放大倍数=10=10,带宽,带宽=6.4MHz/10=640KHz=6.4MHz/10=640KHz一级运放达到基本要求:增益一级运放达到基本要求:增益20dB20dB;带宽;带宽100KHz100KHz运算电路:反相比例运算或同相比例运算运算电路:反相比例运算或同相比例运算IfOuRRu IOfuukRkR1010010反相比例运算电路反相比例运算电路电路结构:引入电压并联负反馈;电路结构:引入电压并联负反馈;输出电阻小;输出电阻小;输入电阻小;输入电阻小;补偿电阻补偿电阻R R=R/R=R/Rf f运算关系:运算关
11、系:同相比例运算电路同相比例运算电路电路结构:引入电压串联负反馈;电路结构:引入电压串联负反馈;输入电阻大;输入电阻大;输出电阻小;输出电阻小;补偿电阻补偿电阻R=R/Rf运算关系:运算关系:IfOu)RR1(u IOfuukRkR11100102.2.提高放大器性能:增益提高放大器性能:增益60dB60dB;带宽;带宽500KHz500KHzn两个同频率的放大器两个同频率的放大器fH=0.64fH1n三个同频率的放大器三个同频率的放大器fH=0.52fH1n四个同频率的放大器四个同频率的放大器fH=0.45fH1(1)第一级放大倍数)第一级放大倍数=10,带宽,带宽=6.4MHz/10=64
12、0KHz(2)第二、三级放大倍数)第二、三级放大倍数=10(总增益(总增益=1000),带宽),带宽=0.52*640KHz=300KHz一级放大达到基本要求:增益一级放大达到基本要求:增益20dB;带宽;带宽100KHz三级放大达到发挥要求三级放大达到发挥要求1:增益:增益60dB(带宽(带宽500KHz)方案:四级放大,每级方案:四级放大,每级5.7倍,倍,5.74=1055一级带宽一级带宽=6.4M/5.7=1.12M,四级带宽,四级带宽1.12MHz0.45=0.504MHz2.2.提高放大器性能:增益提高放大器性能:增益60dB60dB;带宽;带宽500KHz500KHz运放的单位增
13、益带宽积运放的单位增益带宽积=增益增益(-3dB带宽)带宽)过零比较器过零比较器3.3.比较电路设计:输出比较电路设计:输出TTLTTL电平电平比较器:比较器:TLC372供电电压:供电电压:218V设计框图设计框图放大器放大器ADAD变换变换比较器比较器MCU/FPGAMCU/FPGA3 3位显示位显示被测信号被测信号10.01,实现幅度测量,实现幅度测量实现频率测量实现频率测量基准信号基准信号n思考思考q对于只知频率范围的周期信号,如何实现幅度的测量。q如何实现周期信号频率的测量。放大器放大器ADAD变换变换比较器比较器MCU/FPGAMCU/FPGA3 3位显示位显示被测信号被测信号10
14、.01,实现幅度测量,实现幅度测量实现频率测量实现频率测量基准信号基准信号4.FPGA4.FPGA扩展:实现扩展:实现ADAD转换控制电路设计,测量电压幅度转换控制电路设计,测量电压幅度模数转换电路n种类:816位的A/D转换器芯片qADC08098位MOS型A/D转换器qAD574快速12位A/D转换器。n接口主要考虑:q数字量输出线的连接:内部是否带有三态锁存数据输出缓冲器、数据线的位数q读取控制逻辑qADC启动方式、转换结束信号处理方法:由单片机提供。n脉冲启动:如ADC0809、ADC574等。n电平启动:AD570、AD571n转换结束标志信号:判断有中断和查询两种。q时钟的连接:决
展开阅读全文