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數字電路實驗裝置圖

發布時間:2022-06-17 14:36:32

A. 74LS00的空載導通電流Iccl

Vcc端采樣電阻100Ω 實測約2.65mA

B. (2007閔行區模擬)為驗證在自由落體過程中物體的機械能是守恆的,某同學利用數字實驗系統設計了一個實

A、根據機械能守恆的表達式,可知不需要測量質量,故A錯誤
B、實驗中需要測量從A到B過程中重力勢能的減小量,因此需要測量AB之間的距離h,故B正確;
C、A點運動到B點的過程中重力勢能的變化量△Ep=mgh,利用

1
2
mv22-
1
2
mv12算出物體從A點運動到B點的過程中動能增加量,故C錯誤
D、根據機械能守恆有:mgh=
1
2
mv22-
1
2
mv12,即驗證v22-v12與2gh是否相等,故D正確
本題選錯誤的故選AC

C. 數字電路設計實驗報告(5選1即可)

目錄
1 設計目的 3
2 設計要求指標 3
2.1 基本功能 3
2.2 擴展功能 4
3.方案論證與比較 4
4 總體框圖設計 4
5 電路原理分析 4
5.1數字鍾的構成 4
5.1.1 分頻器電路 5
5.1.2 時間計數器電路 5
5.1.3分頻器電路 6
5.1.4振盪器電路 6
5.1.5數字時鍾的計數顯示電路 6
5.2 校時電路 7
5.3 整點報時電路 8
6系統模擬與調試 8
7.結論 8
參考文獻 9
實驗作品附圖 10

數字鍾

摘要:
數字鍾是一種用數字電路技術實現時、分、秒計時的裝置,與機械式時鍾相比具有更高的准確性和直觀性,且無機械裝置,具有更更長的使用壽命,因此得到了廣泛的使用。
數字鍾從原理上講是一種典型的數字電路,其中包括了組合邏輯電路和時序電路。目前,數字鍾的功能越來越強,並且有多種專門的大規模集成電路可供選擇。
從有利於學習的角度考慮,這里主要介紹以中小規模集成電路設計數字鍾的方法。
經過了數字電路設計這門課程的系統學習,特別經過了關於組合邏輯電路與時序邏輯電路部分的學習,我們已經具備了設計小規模集成電路的能力,藉由本次設計的機會,充分將所學的知識運用到實際中去。
本次課程設計要求設計一個數字鍾,基本要求為數字鍾的時間周期為24小時,數字鍾顯示時、分、秒,數字鍾的時間基準一秒對應現實生活中的時鍾的一秒。供擴展的方面涉及到定時自動報警、按時自動打鈴、定時廣播、定時啟閉路燈等。因此,研究數字鍾及擴大其應用,有著非常現實的意義。
1 設計目的
1.掌握數字鍾的設計、組裝與調試方法。
2.熟悉集成元器件的選擇和集成電路晶元的邏輯功能及使用方法。
3.掌握麵包板結構及其接線方法
4.熟悉模擬軟體的使用。
2 設計要求及指標
2.1基本功能
1)時鍾顯示功能,能夠正確顯示「時」、「分」、「秒」。
2)具有快速校準時、分、秒的功能。
3)用555定時器與RC組成的多諧振盪器產生一個標准頻率(1Hz)的方波脈沖信號。
2.2擴展功能
1)用晶體振盪器產生一個標准頻率(1Hz)的脈沖信號。
2)具有整點報時的功能。
3)具有鬧鍾的功能。
4)……

3、方案論證與比較
本設計方案使用555多諧振盪器來產生1HZ的信號。通過改變相應的電阻電容值可使頻率微調,不必使用分頻器來對高頻信號進行分頻使電路繁復。雖然此振盪器沒有石英晶體穩定度和精確性高,由於設計方便,操作簡單,成為了設計時的首選,但是由於與實驗中使用的555晶元產生的脈沖相比較,利用晶振產生的脈沖信號更加的穩定,同過電壓表的測量能很好的觀察到這一點,同時在顯示上能夠更加接進預定的值,受外界環境的干擾較少,一定程度上優於使用555晶元產生信號方式。我們組依然同時設計了555和晶振兩個信號產生電路。(本實驗報告中著重按照原方案設計的555電路進行說明)
4、 系統設計框圖
數字式計時器一般由振盪器、分頻器、計數器、解碼器、顯示器等幾部分組成。在本設計中555振盪器及其相應外部電路組成標准秒信號發生器,由不同進制的計數器、解碼器和顯示器組成計時系統。秒信號送入計數器進行計數,把累計的結果以『時』、『分』、『秒』的數字顯示出來。『時』顯示由二十四進制計數器、解碼器、顯示器構成,『分』、『秒』顯示分別由六十進制計數器、解碼器、顯示器構成。其原理框圖如圖1.1所示。

5、電路原理分析

5.1數字鍾的構成
數字鍾實際上是一個對標准頻率(1HZ)進行計數的計數電路.由於計數的起始時間不可能與標准時間一致,故需要在電路上加一個校時電路,同時標準的1HZ時間信號必須做到准確穩定.在此使用555振盪器組成1Hz的信號。

數字鍾原理框圖(1.1)

5.1.1振盪器電路
555定時器組成的振盪器電路給數字鍾提供一個頻率為1Hz的方波信號。其中OUT為輸出。

5.1.2時間計數器電路
時間計數電路由秒個位和秒十位計數器,分個位和分十位計數器及時個位和時十位計數器電路構成,其中秒個位和秒十位計數器、分個位和分十位計數器為60進制計數器,而根據設計要求,時個位和時十位計數器為24進制計數器.

5.1.3分頻器電路
通常,數字鍾的晶體振盪器輸出頻率較高,為了得到1Hz的秒信號輸入,需要對振盪器的輸出信號進行分頻。
通常實現分頻器的電路是計數器電路,一般採用多級2進制計數器來實現。例如,將32768Hz的振盪信號分頻為1HZ的分頻倍數為32768( ),即實現該分頻功能的計數器相當於15級2進制計數器。

5.1.4振盪器電路
利用555定時器組成的多諧振盪器接通電源後,電容C1被充電,當電壓上升到一定數值時裡面集成的三極體導通,然後通過電阻和三極體放電,不斷的充放電從而產生一定周期的脈沖,通過改變電路上器件的值可以微調脈沖周期。

5.1.5數字時鍾的計數顯示控制
在設計中,我們使用的是74**160十進制計數器,來實現計數的功能,實驗中主要用到了160的置數清零功能(特點:消耗一個時鍾脈沖),清零功能(特點:不耗時鍾脈沖),在上級160控制下級160時候通過組合電路(主要利用與非門)實現,在連接電路的時候要注意並且強調使能端的連接,其將影響到整一個電路的是否工作。

電路的控制原理如下:
秒鍾由個位向十位進位:0000—0001—0010—0011—0100—0101—0110—0111—1000—1001實現個位的計數,採用的是置數的方式(利用RCO埠),當電路計數到1001的時候採用一個二輸入與非門接上級輸入的高位和低位輸出作為下級的信號,實現了秒區的個位和十位的顯示與控制。設計中注意到接的是一個與非門而不是與門,目標在產生一個時鍾脈沖。實現正確的顯示。
由秒區向分區的顯示控制:
基本原理同上,在秒區十位向時區個位顯示的時:0000—0001—0010—0011—0100—0101產生了六個脈沖的時候向下級輸出一個時鍾脈沖,利用的還是與非門,目標仍是實現正確的計時顯示。
分區的顯示及整體電路反饋清零:
當數值顯示達到:23:59的時候要實現清零的工作,採用CLR清零的方式反饋清零。具體設計接出控制端的9,5,3,2用十六進製表示後高電平對應引腳接與非,將非門輸出信號的值反饋給各個160晶元的清零端(CLR)既可以實現清零了。

5.2 校時功能的實現
當重新接通電源或走時出現誤差時都需要對時間進行校正.通常,校正時間的方法是:首先截斷正常的計數通路,然後再進行人工出觸發計數或將頻率較高的方波信號加到需要校正的計數單元的輸入端,校正好後,再轉入正常計時狀態即可.
根據要求,數字鍾應具有分校正功能,因此,應截斷分個位的直接計數通路,並採用正常計時信號與校正信號可以隨時切換的電路接入其中.
在實驗實現過程中使用的是通過開關(普通開關)來實現高低電平的切換,手動賦予需要的高低電平來實現脈沖的供給,將脈沖提供到所需要的輸入(CLK)埠,實現校時,模擬過程中能夠正常校時並且在校時的時候達到了預定的效果;而在我們進入實際電路連接的時候,利用開關(手控導線點觸實現)來實現校時再不像模擬那樣的精確了,原因分析是由於使用的是普通的開關同時利用的是手動的對CLK埠賦予脈沖信號,在實現手動生成脈沖信號的過程中產生了擾動,即相當於產生了多個的脈沖信號對需要的數碼管進行校時,如此,並沒有達到模擬的精確效果,但是在實驗中通過改進電路的校時方式,不是用手觸開關產生脈沖信號(如若需用手觸則需要使用一個鎖存器實現去抖動,才能夠在脈沖生成時候不產生干擾的脈沖,實現正常的校時),而是使用信號發生器實現信號的提供,對需要校時的數碼管在相對應的CLK埠提供脈沖信號實現校時,利用此方式實現校時則比手觸開關方式效果要好。

5.3 報時的實現
報時功能的實現原理較為簡單,即對所需要報時的輸出量進行控制,並對控制產生的信號作為LED顯示的信號源,電路連接中要注意到的是在實現LED顯示的時候最好連接上一個保護電阻對LED燈器到保護的作用。例如我們的校時時間是 23:59,0010—0011—0101—1001;利用相應的門電路實現滿足埠輸出是上述條件的時候進行報時即可。

6、系統模擬與調試

7、結論
學貴以致用,通過幾天的數字鍾設計過程,將從書本上學到的知識應用於實踐,學會了初步的電子電路模擬設計,雖然過程中遇到了一些困難,但是在解決這些問題的過程無疑也是對自己自身專業素質的一種提高。當最終調試成功的時候也是對自己的一種肯定。在當前金融危機大的社會背景下,能夠增加自身砝碼的不僅僅是一紙文憑證書,更為重要的是畢業生是否能夠適應社會大潮流的需要,契合企業的要求即又較硬的動手操作及設計能力。此次的設計作業不僅增強了自己在專業設計方面的信心,鼓舞了自己,更是一次興趣的培養,為自己以後的學習方向的明確了重點。
另外在這次實驗中我們遇到了不少的問題針對不同的問題我們採取不同的解決方法,最終一一解決設計中遇到的問題。還有在實驗設計中我們曾遇到多塊晶元以及數碼管損壞的情況造成了數字鍾的顯示沒有達到預期的效果,或是根本不顯示,通過錯誤排除最終確認是元件問題,並向老師咨詢跟換元件最終的到解決。在我們曾經遇到不懂的問題時,利用網上的資源,搜索查找得到需要的信息。

62

D. 數字電路請用維持阻塞D觸發器設計一個二位二進制加法計數器,寫出方程、功能表、狀態圖 和邏輯圖。

最佳答案該設計主要思路為時鍾分頻和邏輯運算。也可以理解為計數器設計和進位提取。需要建立對D觸發器的工作方式和各種邏輯門電路的工作方式的正確認識和使用1、觀察該...

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2020年1月11日-1byte=8bit,就是一個位元組等於8位二進制數) 4.構成時序電路的基本元件 5. 觸... 將計數器的各位對應到各個觸發器上,本質即為狀態機的次態設計。2、設計... 第三步, 根據求出的狀態方程繪制狀態表. 第四步, 根據狀態表繪制狀態圖. 第五...

  • (1)列狀態表: (2)列狀態激勵表: (3)根據狀態激勵表求狀態激勵方程和輸出方程: (4)檢查電路自啟動功能: (電路源文件在我的資源中可以找到, 歡迎大家下載訪問)...

  • 同步復位D觸發器與非同步復位D觸發器僅在敏感事件列表上有所不同,對於非同步復位觸發...計數器——二進制與非二進制計數器計數器是常用時序電路之一,且種類繁多,有同步和...

E. 求《直流電機測速》實驗電路圖。

直流電機控制電路

伺服電機是一種傳統的電機。它是自動裝置的執行元件。伺服電機的最大特點是可控。在有控制信號時,伺服電機就轉動,且轉速大小正比於控制電壓的大小。去掉控制電壓後,伺服電機就立即停止轉動。伺服電機的應用甚廣,幾乎所有的自動控制系統都需要用到。在家電產品中,例如錄相機、激光唱機等都是不可缺少的重要組成部分。
1.簡單伺服電機的工作原理

圖22示出了伺服電機的最簡單的應用。電位器RV1由伺服電機帶動。電機可選用電流不超過700mA,電壓為12~24V的任一種伺服電機。圖中RV1和RV2是接成惠斯登(Wheatstone)電橋。集成電路LM378是雙路4瓦功率放大器,也以橋接方式構成電機驅動差分放大器。
當RV2的任意變化,都將破壞電橋的平衡,使RV1—RV2之間產生一差分電壓,並且加以放大後送至電機。電機將轉動,拖動電位器RV1到新的位置,使電橋重新達到新的平衡。所以說,RV1是跟蹤了RV2的運動。

圖23是用方塊圖形式,畫出了測速感測器伺服電機系統,能用作唱機轉盤精密速度控制的原理圖。電機用傳統的皮帶機構驅動轉盤。轉盤的邊緣,用等間隔反射條文圖形結構。用光電測速計進行監視和檢測。光電測速計的輸出信號正比於轉盤的轉速。把光電測速計輸出信號的相位和頻率,與標准振盪器的相位和頻率進行比較,用它的誤差信號控制電機驅動電路。因此,轉盤的轉速就精確地保持在額定轉速上。額定轉速的換檔,可由操作開關控制。這些控制電路,已有廠家做成專用的集成電路。
2.數字比例伺服電機

伺服電機的最好類型之一,是用數字比例遙控系統。實際上這些裝置是由三部份組成:採用集成電路、伺服電機、減速齒輪盒電位器機構。圖24是這種系統的方塊圖。電路的驅動輸入,是用周期為15ms而脈沖寬度為1~2ms的脈沖信號驅動。輸入脈沖的寬度,控制伺服機械輸出的位置。例如:1ms脈寬,位置在最左邊;1.5ms在中是位置,2ms在最右邊的位置。
每一個輸入脈沖分三路同時傳送。一路觸發1.5ms脈寬的固定脈沖發生器。一路輸入觸發脈沖發生器,第三路送入脈寬比較電路。用齒輪盒輸出至RV1,控制可變寬度的脈沖發生器。這三種脈沖同時送到脈寬比較器後,一路確定電機驅動電路的方向。另一路送給脈寬擴展器,以控制伺服電機的速度,使得RV1迅速驅動機械位置輸出跟隨輸入脈寬的任何變化。
上述伺服電機型常用於多路遙控系統。圖25示出了四路數字比例控制系統的波形圖。

從圖中可以看出是串列數據輸入,經過解碼器分出各路的控制信號。每一幀包含4ms的同步脈沖,緊接在後面的是四路可變寬度(1~2ms)順序的「路」脈沖。解碼器將四路脈沖變換為並行形式,就能用於控制伺服電機。
3.數字伺服電機電路
數字伺服電機控制單元,可以買到現成的集成電路。例如ZN409CE或NE544N型伺服電機放大器集成電路。圖26和圖27示出了這兩種集成電路的典型應用。

圖中元件值適用於輸入脈沖寬度為1~2ms,幀脈沖寬度大約為18ms的情況。
圖28是適用上述伺服電機型的通用測試電路。伺服電源電池通常為5V。輸入脈沖經標準的伺服插座送到伺服電路。幀脈沖的寬度為13—28ms;用RV1調節控制。RV2調節控制脈沖寬度在1—2ms之間。用RV4微調中間值為1.5ms.輸出電平由RV3進行調節。

兩個集成電路為時基電路CMOS7555型,電源電壓可以低到3V仍然工作。IC1為無穩多諧振盪器,產生幀時間脈沖,它的輸出觸發IC2。而IC2是一個單穩電路,產生輸出測試脈沖。
http://www.autooo.net/classid48-id13154.html
http://www.elecfans.com/article/88/131/190/2009/2009021624847.html
供參考

F. 計算機專業數字邏輯電路時序邏輯圖

現在電氣工程及其自動化的觸角已伸向各行各業,小到一個開關的設計,大到宇航飛機的研究,都有它的身影。電氣控制技術的發展走過了幾個比較有代表性的階段,了解這幾個有代表性的發展階段及其特點,對於學習電氣控制櫃的製作有很大幫助。
開關控制電器階段
早期的電氣控制都比較簡單,主要是實現電器與電源之間的通斷控制。由於當時的電器電壓不是很高,電流不是很大,所以開關普遍採用裸露的非封閉形式,因此稱為可見斷點的開關。可見斷點的開關因為其接通和斷開狀態一目瞭然,從心理上可以給人安全感,而且實際上在斷開狀態下也確實是安全的。比較有代表性的開關電器就是刀開關,至今仍然在普遍使用。
早期的刀開關一般由人直接操作,開關的通斷速度不可能很快,因此只能用於低壓且電流不太大的控制場合。因為電壓較高及電流較大的開關在接通和斷開的過程中會產生強烈的電弧,電弧會將開關的接觸部分燒壞,電弧還會危及操作者的人身安全。為了解決電弧的危害,一是在開關上採用機械速動裝置,減少產生電弧的時間;二是採用滅弧裝置,減小電弧並降低電弧的溫度;三是將開關用外殼完全封閉起來,避免對人的傷害;四是利用杠桿機構操作開關,使人處於安全位置;五是採用電動操作機構,實現開關的遠距離操控和自動控制。
為了安全起見,根據國家標准,一般電氣控制中的隔離開關應採用可見斷點的開關。對於全封閉型開關及遠距離操控開關,必須在操作器件上醒目地標示出開關接通和斷開位置。對於自動控制開關,則必須在操作後有檢測開關通斷狀態的反饋信號顯示,以確保操作的可靠性和安全性。
繼電控制電器階段
「繼電保護」是輸變電過程中的一種專門技術,是由各種繼電器及量測設備組成的保護電路,目的是保證持續不間斷供電。「繼電保護」技術的發展為電氣自動控制技術的發展奠定了基礎。
繼電控制是利用具有繼電特性的元件進行控制的自動控制系統。所謂繼電特性是指,在輸入信號作用下輸出僅為通、斷等幾個狀態的特性。由於其控制方式是斷續的,故稱為斷續控制系統。例如,電爐溫度調節中,根據爐溫是否超過規定值而斷開或接通電源。這種只有通、斷兩個狀態的控制又稱雙位式控制。繼電控制中使用的元件並不限於電磁式繼電器,也可用別的手段來實現繼電特性。例如,在雙位式溫度調節中,常採用雙金屬片作為敏感元件,溫度變化時雙金屬片因兩部分金屬的膨脹系數不同而彎曲變形,接通或斷開觸點。液壓和氣動閥等也是具有繼電特性的元件。
各種接觸器、繼電器的使用,對電氣控制技術的發展具有決定性的意義。各種接觸器、繼電器的操作方式徹底顛覆了開關設備只能近身操作的觀念,開啟了遠距離電氣操作的時代。繼電器是一種當輸入量(電、磁、聲、光、熱)達到一定值時,輸出量將發生跳躍式變化的自動控制器件。繼電器除具有開關功能外,還具有比較多的其他控制功能,這些功能為實現電氣自動控制立下了汗馬功勞。繼電器與早期的開關電器相比具有以下特點。
1.具有記憶功能
利用繼電器的接點可以連接成自保持電路,即使控制信號消失,繼電器仍然可以保持控制指令的狀態,這就是繼電器的記憶功能。繼電器的記憶功能是實現自動控制的基本條件,在電氣自動控制中應用相當普遍。
2.動作速度快
繼電器的動作一般由電磁鐵控制,其動作速度一般只有零點幾秒。繼電器的動作速度比其他機械結構的開關電器快,有利於減小電弧,用於電壓較高、電流較大的控制場合。
3.可以實現較遠距離控制
繼電器的控制迴路中電流很小,因此在控制迴路導線截面積一定的情況下,電壓降很小,所以可以進行較遠距離的控制。
4.可以實現非電量的控制
利用時間繼電器可以實現對時間的控制;利用速度繼電器可以實現對速度的控制;利用溫度繼電器可以實現對溫度的控制;利用干簧式或磁保持繼電器可以實現對磁場的控制;利用步進繼電器可以實現順序控制等。繼電器對非電量的控制,較大地擴展了電氣自動控制的應用領域。
5.具有放大作用
繼電器利用工作電流很小的控制迴路控制通斷能力很大的主接點,可以控制很大功率的電路,因此繼電器具有放大作用。
6.可以實現各種保護
1)失電壓保護和欠電壓保護
利用繼電器電磁鐵線圈在失電壓和欠電壓狀態時不能吸合的特點,實現失電壓保護和欠電壓保護。
2)過電壓保護
利用電壓繼電器可以實現過電壓保護。
3)短路保護、過電流保護和過載保護
利用熱繼電器可以實現短路保護、過電流保護和過載保護。
4)斷相保護
斷相後其餘兩相的電流必然增大,利用熱繼電器或電流繼電器可以實現斷相保護。
7.可以實現監測功能
根據每一個繼電器的控制功能,其接點連接上信號燈和電鈴,就可以顯示控制電路各個部分的工作狀態,並可以實現故障顯示、報警和監測功能。
8.擴大控制范圍
多觸點繼電器控制信號達到某一定值時,可以按觸點組的不同形式,同時換接、斷開、接通多路電路。
9.綜合信號功能
根據電氣控制邏輯的需要,將多個控制信號按規定(串聯、並聯或混聯)的形式輸入多繞組繼電器時,經過比較、綜合,實現預定的控制目標。
正是由於繼電器具有上述強大功能,自動裝置上的繼電器與其他電器一起可以組成程序控制線路,從而實現自動化運行。正是由於繼電器的出現,人類才第一次實現了電氣控制自動化。因此,繼電器的運用在電氣控制的發展史上具有里程碑的意義。
繼電器接觸式控制系統具有控制結構簡單、方便實用、易於維護、控制容量大、抗干擾能力強、價格低廉等優點,繼電控制系統的主要優點是控制裝置比較簡單。對於同樣的功率,繼電控制裝置的質量和體積在各類控制系統中是比較小的,因此廣泛應用於各類設備的電氣控制。目前,繼電器接觸式控制仍然是電氣控制設備最基本的控制形式之一,繼電器-接觸器控制系統至今仍在許多生產機械設備中廣泛採用。
繼電控制系統的主要缺點是控制的非線性。但也存在接線方式固定、靈活性差、難以適應復雜和程序可變的控制對象的要求,另外還有工作頻率低的問題。由於繼電控制系統的電氣接點太多,接點的銹蝕、燒蝕、熔合及接觸不良,使繼電控制系統的故障率較高,存在可靠性差的問題。同時繼電器的線圈耗電量很大,既不符合當代綠色環保要求,又不易實現電氣控制設備小型化的要求。
數字邏輯控制階段
開關電器和繼電器控制的實質就是開關量的控制,因為只有接通「1」和斷開「0」兩個狀態。
這里所講的數字邏輯控制階段是指,集成電路普遍採用以後,使用邏輯門電路進行的數字邏輯控制。盡管繼電控制系統也可以進行一些比較簡單的數字邏輯控制,但是由於繼電控制系統實現這些邏輯電路結構十分復雜、成本高且可靠性差,並且存在難以避免的時序上的競爭問題,要解決這一問題,對設計人員的要求很高,最終往往需要通過實驗才能解決。
在實際生產中,由於大量存在一些用開關量控制的簡單的程序控制過程,而實際生產工藝和流程又是經常變化的,因而傳統的繼電器接觸式控制系統通常不能滿足這種要求,因此曾出現了繼電器接觸控制和電子技術相結合的控制裝置,叫作順序控制器。它能根據生產需要改變控製程序,而又遠比電子計算機結構簡單、價格低廉,它是通過組合邏輯元件插接來實現繼電器接觸控制的。但裝置體積大,功能也受到一定限制。
集成電路的邏輯門晶元具有體積小、質量輕、耗電量小、工作可靠的特點。集成的各種門電路、觸發器、寄存器、編碼器、解碼器和半導體存儲器組成組合邏輯電路和時序邏輯電路廣泛應用在電氣自動控制中,並且比較成功地解決了組合邏輯電路的競爭—冒險現象。
數字邏輯控制階段最為成功的案例是數控機床的應用。為解決占機械總加工量80%左右的單件和小批量生產的自動化難題,20世紀50年代出現了數控機床。它綜合應用了數字邏輯控制、檢測、自動控制和機床結構設計等各個技術領域的最新技術成就。數控機床由控制介質、數控裝置、伺服系統和機床本體等部分組成,其中伺服系統的性能是決定數控機床加工精度和生產率的主要因素之一。
電子計算機控制階段
1971年,Intel公司設計了世界上第一個微處理器晶元Intel 4004,並以它為核心組成了世界上第一台微型計算機MCS-4。它開創了計算機應用的新時代。但是將普通PC直接移植於電氣控制系統,存在系統過於復雜、成本太高的問題。直到專門為工業控制而設計的單片機誕生,這一問題才得以解決。
1.單片機
單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的晶元,而是把整個計算機系統集成到一個晶元上。概括地講,一塊晶元就是一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、軟體可修改、為應用和開發提供了便利條件。利用單片機可以實現柔性控制、通信技術、多目標控制、模擬與智能控制。
單片機雖然具有強大的功能,但是它的價格很低(一般在十元以內)。低廉的價格和強大的功能為單片機在電氣控制領域內的應用創造了條件。目前,單片機的使用領域已十分廣泛,如智能儀表、實時工控、通信設備、導航系統、家用電器等。
單片機的最小系統只用一片集成電路,它作為控制部分的核心部件,可進行簡單的運算和控制。因為它體積小,通常都藏在被控設備的「肚子」內。一個單片機系統的最低價格只有幾十元。單片機控制系統使用靈活,多用於有一定生產批量、專業性比較強、市場面不是很大的領域。因為如果市場面很大,生產批量大,就會有更加經濟的專用控制晶元生產出來。單片機控制系統比較適宜小批量生產及在舊設備技術改造中應用。
2.可編程邏輯控制器(PLC)
隨著大規模集成電路和微處理機技術的發展及應用,電氣控制技術也發生了根本性的變化,在20世紀70年代,出現了將計算機存儲技術引入順序控制器,產生了新型工業控制器—可編程序控制器(PLC),它兼備了計算機控制和繼電器控制系統兩方面的優點,故目前在世界各國已作為一種標准化通用電器普遍應用於工業自動控制領域。
可編程式控制制器技術是以硬接線的繼電器-接觸器控制為基礎,逐步發展為既有邏輯控制、計時、計數,又有運算、數據處理、模擬量調節、連網通信等功能的控制裝置。它可通過數字量或模擬量的輸入、輸出滿足各種類型設備控制的需要。可編程式控制制器及有關外部設備,均按既易於與工業控制系統組成一個整體,又易於擴充其功能的原則設計。可編程式控制制器已成為生產機械設備中開關量控制的主要電氣控制裝置。
可編程邏輯控制器(PLC)是利用單片機技術由模仿原繼電器控制原理發展起來的,20世紀70年代的PLC只有開關量邏輯控制,首先應用的是汽車製造行業。它用來存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和運算等操作的指令,並通過數字輸入和輸出操作,來控制各類機械或生產過程。用戶編制的控製程序表達了生產過程的工藝要求,並事先存入PLC的用戶程序存儲器中。運行時按存儲程序的內容逐條執行,以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內有指示程序存儲地址的程序計數器,在程序運行過程中,每執行一步該計數器自動加1,程序從起始步(步序號為零)起依次執行到最終步(通常為END指令),再返回起始步循環運算。PLC每完成一次循環操作所需的時間稱為一個掃描周期。
不同型號的PLC,循環掃描周期在1μs到幾十μs之間。PLC用梯形圖編程,在計算邏輯方面,表現出快速的優點,掃描周期在微秒量級,計算1KB邏輯程序用時不到1ms。它把所有的輸入都當成開關量來處理,16位(也有32位的)為一個模擬量。大型PLC使用另外一個CPU來完成模擬量的運算,把計算結果傳送給PLC的控制器。
對於相同I/O點數的系統,用PLC比用計算機集中控制系統(DCS)的成本要低一些(大約能省40%)。PLC沒有專用操作站,它用的軟體和硬體都是通用的,所以維護成本比DCS要低很多。一個大型的PLC控制器可以接收幾千個I/O點(最多可達8000多個I/O)。如果被控對象主要是設備連鎖、迴路很少,採用小型PLC較為合適。PLC由於採用通用軟體,在設計企業的管理信息系統方面要容易一些。
通用PLC應用於專用設備時,可以認為它就是一個嵌入式控制器,但PLC相對一般嵌入式控制器而言具有更高的可靠性和更好的穩定性。可編程式控制制器作為離散控制的首選產品,以微處理器為核心,通過軟體手段實現各種控制功能。它具有通用性強、可靠性高、能適應惡劣的工業環境、指令系統簡單、編程簡便易學、易於掌握、體積小、維修工作少、現場連接安裝方便等一系列優點,正逐步取代傳統的繼電器控制系統,廣泛應用於各個行業的控制中。

G. 數字電路十字路口交通控制器設計

英語,背公式、解習題、引用文獻太容易啦。
以國內這幾十年來的普遍教學方法、教學大綱、教材、實驗裝置,再加上創新工程,即使是北大、清華都沒什麼可能培養出能純熟設計電路的人物。至少要對十個以上基本的電路進行完整的設計、調試;再對十個以上的應用組合設計進行系統的設計、整體聯調,才是最基本的教育。
能造衛星、運載火箭、核武器的國家多了去,而代表其工業基礎和整體的創新能力的標志是基礎材料、精密加工設備、精密儀器中有多少是本國製造的?基礎工業在國際上的水平如何?本人在軍工企業工作過,知道各國的國防工業的關鍵技術都是以國家的實力買來賣去,結果是別人大規模生產的工業產品,你用更高的生產成本製造,也達不到別人的性能和可靠性。工業基礎建設不扎實、現代工業不完善、國民素質**的條件下,要緊跟世界的發展、經濟形式要求迫切的的壓力下,就只能以信息化建設為中心,必然捉襟露肘,就要進行補缺啦;房屋建築偷工減料,造成了隱患,引起了鄰里不和,糾紛不斷,於是防水補漏行業興旺發達,社會資源浪費消耗巨大,當初建房子的時候稍微注意、花一點小錢就能後顧無憂。
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以上內容都是本人在網路知道網站獨立撰寫、逐字鍵入的,以後這些問題,應該責院士、博導、院長、校長、部長在線回答。
什麼是模擬電路?最難、最基本的,在限定分立元器件、通用集成電路的前提下,本科生做不出的,博士後也沒有辦法,這功夫就是如此硬朗!!!不同於數學題、外語作業,提高一個學歷等級就可以解決了;做生意、搞政績、玩股票,投資額度高就可以掩蓋問題,在這里是行不通的!!無論是模擬電路技術指標、特殊功能、模擬計算機等等,都是硬功夫!!!許多參數都是可以計算或調試出來的,都是有依據的,這不是下載線路仿製能達到相同效果的技巧,是復雜、靈活機動的空間、時間思維方式,還要充分考慮市場供應條件、客戶要求、發達國家最高的水平。機械機構設計、特殊加工工藝的思維方式也類似。本人擅長於此,與許多出版社聯系過,願意提供從基礎線路到高性能應用實例的全套創新教材,他們都不願意出版,他們要的是國外翻譯的原版教材、抄襲國外的教科書。現在尋求大企業贊助,具體請與

H. 單綜示波器組成、原理與使用

示波器由示波管和電源系統、同步系統、X軸偏轉系統、Y軸偏轉系統、延遲掃描系統、標准信號源組成。

可以參考http://ty-yq.51.net/board.php?table=shop1&query=view&l=49&go=0&p=1

示波器的工作原理和使用方法
在數字電路實驗中,需要使用若干儀器、儀表觀察實驗現象和結果。常用的電子測量儀器有萬用表、邏輯筆、普通示波器、存儲示波器、邏輯分析儀等。萬用表和邏輯筆使用方法比較簡單,而邏輯分析儀和存儲示波器目前在數字電路教學實驗中應用還不十分普遍。示波器是一種使用非常廣泛,且使用相對復雜的儀器。本章從使用的角度介紹一下示波器的原理和使用方法。 1 示波器工作原理 示波器是利用電子示波管的特性,將人眼無法直接觀測的交變電信號轉換成圖像,顯示在熒光屏上以便測量的電子測量儀器。它是觀察數字電路實驗現象、分析實驗中的問題、測量實驗結果必不可少的重要儀器。示波器由示波管和電源系統、同步系統、X軸偏轉系統、Y軸偏轉系統、延遲掃描系統、標准信號源組成。 1.1 示波管 陰極射線管(CRT)簡稱示波管,是示波器的核心。它將電信號轉換為光信號。正如圖1所示,電子槍、偏轉系統和熒光屏三部分密封在一個真空玻璃殼內,構成了一個完整的示波管。 圖1 示波管的內部結構和供電圖示 1.熒光屏 現在的示波管屏面通常是矩形平面,內表面沉積一層磷光材料構成熒光膜。在熒光膜上常又增加一層蒸發鋁膜。高速電子穿過鋁膜,撞擊熒光粉而發光形成亮點。鋁膜具有內反射作用,有利於提高亮點的輝度。鋁膜還有散熱等其他作用。 當電子停止轟擊後,亮點不能立即消失而要保留一段時間。亮點輝度下降到原始值的10%所經過的時間叫做「余輝時間」。余輝時間短於10μs為極短余輝,10μs—1ms為短余輝,1ms—0.1s為中余輝,0.1s-1s為長余輝,大於1s為極長余輝。一般的示波器配備中余輝示波管,高頻示波器選用短余輝,低頻示波器選用長余輝。 由於所用磷光材料不同,熒光屏上能發出不同顏色的光。一般示波器多採用發綠光的示波管,以保護人的眼睛。 2.電子槍及聚焦 電子槍由燈絲(F)、陰極(K)、柵極(G1)、前加速極(G2)(或稱第二柵極)、第一陽極(A1)和第二陽極(A2)組成。它的作用是發射電子並形成很細的高速電子束。燈絲通電加熱陰極,陰極受熱發射電子。柵極是一個頂部有小孔的金屬園筒,套在陰極外面。由於柵極電位比陰極低,對陰極發射的電子起控製作用,一般只有運動初速度大的少量電子,在陽極電壓的作用下能穿過柵極小孔,奔向熒光屏。初速度小的電子仍返回陰極。如果柵極電位過低,則全部電子返回陰極,即管子截止。調節電路中的W1電位器,可以改變柵極電位,控制射向熒光屏的電子流密度,從而達到調節亮點的輝度。第一陽極、第二陽極和前加速極都是與陰極在同一條軸線上的三個金屬圓筒。前加速極G2與A2相連,所加電位比A1高。G2的正電位對陰極電子奔向熒光屏起加速作用。 電子束從陰極奔向熒光屏的過程中,經過兩次聚焦過程。第一次聚焦由K、G1、G2完成,K、K、G1、G2叫做示波管的第一電子透鏡。第二次聚焦發生在G2、A1、A2區域,調節第二陽極A2的電位,能使電子束正好會聚於熒光屏上的一點,這是第二次聚焦。A1上的電壓叫做聚焦電壓,A1又被叫做聚焦極。有時調節A1電壓仍不能滿足良好聚焦,需微調第二陽極A2的電壓,A2又叫做輔助聚焦極。 3.偏轉系統 偏轉系統控制電子射線方向,使熒光屏上的光點隨外加信號的變化描繪出被測信號的波形。圖8.1中,Y1、Y2和Xl、X2兩對互相垂直的偏轉板組成偏轉系統。Y軸偏轉板在前,X軸偏轉板在後,因此Y軸靈敏度高(被測信號經處理後加到Y軸)。兩對偏轉板分別加上電壓,使兩對偏轉板間各自形成電場,分別控制電子束在垂直方向和水平方向偏轉。 4.示波管的電源 為使示波管正常工作,對電源供給有一定要求。規定第二陽極與偏轉板之間電位相近,偏轉板的平均電位為零或接近為零。陰極必須工作在負電位上。柵極G1相對陰極為負電位(—30V~—100V),而且可調,以實現輝度調節。第一陽極為正電位(約+100V~+600V),也應可調,用作聚焦調節。第二陽極與前加速極相連,對陰極為正高壓(約+1000V),相對於地電位的可調范圍為±50V。由於示波管各電極電流很小,可以用公共高壓經電阻分壓器供電。 1.2 示波器的基本組成 從上一小節可以看出,只要控制X軸偏轉板和Y軸偏轉板上的電壓,就能控制示波管顯示的圖形形狀。我們知道,一個電子信號是時間的函數f(t),它隨時間的變化而變化。因此,只要在示波管的X軸偏轉板上加一個與時間變數成正比的電壓,在y軸加上被測信號(經過比例放大或者縮小),示波管屏幕上就會顯示出被測信號隨時間變化的圖形。電信號中,在一段時間內與時間變數成正比的信號是鋸齒波。 示波器的基本組成框圖如圖2所示。它由示波管、Y軸系統、X軸系統、Z軸系統和電源等五部分組成。 圖2 示波器基本組成框圖 被測信號①接到「Y"輸入端,經Y軸衰減器適當衰減後送至Y1放大器(前置放大),推挽輸出信號②和③。經延遲級延遲Г1時間,到Y2放大器。放大後產生足夠大的信號④和⑤,加到示波管的Y軸偏轉板上。為了在屏幕上顯示出完整的穩定波形,將Y軸的被測信號③引入X軸系統的觸發電路,在引入信號的正(或者負)極性的某一電平值產生觸發脈沖⑥,啟動鋸齒波掃描電路(時基發生器),產生掃描電壓⑦。由於從觸發到啟動掃描有一時間延遲Г2,為保證Y軸信號到達熒光屏之前X軸開始掃描,Y軸的延遲時間Г1應稍大於X軸的延遲時間Г2。掃描電壓⑦經X軸放大器放大,產生推挽輸出⑨和⑩,加到示波管的X軸偏轉板上。z軸系統用於放大掃描電壓正程,並且變成正向矩形波,送到示波管柵極。這使得在掃描正程顯示的波形有某一固定輝度,而在掃描回程進行抹跡。 以上是示波器的基本工作原理。雙蹤顯示則是利用電子開關將Y軸輸入的兩個不同的被測信號分別顯示在熒光屏上。由於人眼的視覺暫留作用,當轉換頻率高到一定程度後,看到的是兩個穩定的、清晰的信號波形。 示波器中往往有一個精確穩定的方波信號發生器,供校驗示波器用。 2 示波器使用 本節介紹示波器的使用方法。示波器種類、型號很多,功能也不同。數字電路實驗中使用較多的是20MHz或者40MHz的雙蹤示波器。這些示波器用法大同小異。本節不針對某一型號的示波器,只是從概念上介紹示波器在數字電路實驗中的常用功能。 2.1 熒光屏 熒光屏是示波管的顯示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多條刻度線,指示出信號波形的電壓和時間之間的關系。水平方向指示時間,垂直方向指示電壓。水平方向分為10格,垂直方向分為8格,每格又分為5份。垂直方向標有0%,10%,90%,100%等標志,水平方向標有10%,90%標志,供測直流電平、交流信號幅度、延遲時間等參數使用。根據被測信號在屏幕上占的格數乘以適當的比例常數(V/DIV,TIME/DIV)能得出電壓值與時間值。 2.2 示波管和電源系統 1.電源(Power) 示波器主電源開關。當此開關按下時,電源指示燈亮,表示電源接通。 2.輝度(Intensity) 旋轉此旋鈕能改變光點和掃描線的亮度。觀察低頻信號時可小些,高頻信號時大些。 一般不應太亮,以保護熒光屏。 3.聚焦(Focus) 聚焦旋鈕調節電子束截面大小,將掃描線聚焦成最清晰狀態。 4.標尺亮度(Illuminance) 此旋鈕調節熒光屏後面的照明燈亮度。正常室內光線下,照明燈暗一些好。室內光線不足的環境中,可適當調亮照明燈。 2.3 垂直偏轉因數和水平偏轉因數 1.垂直偏轉因數選擇(VOLTS/DIV)和微調 在單位輸入信號作用下,光點在屏幕上偏移的距離稱為偏移靈敏度,這一定義對X軸和Y軸都適用。靈敏度的倒數稱為偏轉因數。垂直靈敏度的單位是為cm/V,cm/mV或者DIV/mV,DIV/V,垂直偏轉因數的單位是V/cm,mV/cm或者V/DIV,mV/DIV。實際上因習慣用法和測量電壓讀數的方便,有時也把偏轉因數當靈敏度。 蹤示波器中每個通道各有一個垂直偏轉因數選擇波段開關。一般按1,2,5方式從 5mV/DIV到5V/DIV分為10檔。波段開關指示的值代表熒光屏上垂直方向一格的電壓值。例如波段開關置於1V/DIV檔時,如果屏幕上信號光點移動一格,則代表輸入信號電壓變化1V。 每個波段開關上往往還有一個小旋鈕,微調每檔垂直偏轉因數。將它沿順時針方向旋到底,處於「校準」位置,此時垂直偏轉因數值與波段開關所指示的值一致。逆時針旋轉此旋鈕,能夠微調垂直偏轉因數。垂直偏轉因數微調後,會造成與波段開關的指示值不一致,這點應引起注意。許多示波器具有垂直擴展功能,當微調旋鈕被拉出時,垂直靈敏度擴大若干倍(偏轉因數縮小若干倍)。例如,如果波段開關指示的偏轉因數是1V/DIV,採用×5擴展狀態時,垂直偏轉因數是0.2V/DIV。 在做數字電路實驗時,在屏幕上被測信號的垂直移動距離與+5V信號的垂直移動距離之比常被用於判斷被測信號的電壓值。 2.時基選擇(TIME/DIV)和微調 時基選擇和微調的使用方法與垂直偏轉因數選擇和微調類似。時基選擇也通過一個波段開關實現,按1、2、5方式把時基分為若干檔。波段開關的指示值代表光點在水平方向移動一個格的時間值。例如在1μS/DIV檔,光點在屏上移動一格代表時間值1μS。 「微調」旋鈕用於時基校準和微調。沿順時針方向旋到底處於校準位置時,屏幕上顯示的時基值與波段開關所示的標稱值一致。逆時針旋轉旋鈕,則對時基微調。旋鈕拔出後處於掃描擴展狀態。通常為×10擴展,即水平靈敏度擴大10倍,時基縮小到1/10。例如在2μS/DIV檔,掃描擴展狀態下熒光屏上水平一格代表的時間值等於 2μS×(1/10)=0.2μS TDS實驗台上有10MHz、1MHz、500kHz、100kHz的時鍾信號,由石英晶體振盪器和分頻器產生,准確度很高,可用來校準示波器的時基。 示波器的標准信號源CAL,專門用於校準示波器的時基和垂直偏轉因數。例如COS5041型示波器標准信號源提供一個VP-P=2V,f=1kHz的方波信號。 示波器前面板上的位移(Position)旋鈕調節信號波形在熒光屏上的位置。旋轉水平位移旋鈕(標有水平雙向箭頭)左右移動信號波形,旋轉垂直位移旋鈕(標有垂直雙向箭頭)上下移動信號波形。 2.4 輸入通道和輸入耦合選擇 1.輸入通道選擇 輸入通道至少有三種選擇方式:通道1(CH1)、通道2(CH2)、雙通道(DUAL)。選擇通道1時,示波器僅顯示通道1的信號。選擇通道2時,示波器僅顯示通道2的信號。選擇雙通道時,示波器同時顯示通道1信號和通道2信號。測試信號時,首先要將示波器的地與被測電路的地連接在一起。根據輸入通道的選擇,將示波器探頭插到相應通道插座上,示波器探頭上的地與被測電路的地連接在一起,示波器探頭接觸被測點。示波器探頭上有一雙位開關。此開關撥到「×1」位置時,被測信號無衰減送到示波器,從熒光屏上讀出的電壓值是信號的實際電壓值。此開關撥到「×10"位置時,被測信號衰減為1/10,然後送往示波器,從熒光屏上讀出的電壓值乘以10才是信號的實際電壓值。 2.輸入耦合方式 輸入耦合方式有三種選擇:交流(AC)、地(GND)、直流(DC)。當選擇「地」時,掃描線顯示出「示波器地」在熒光屏上的位置。直流耦合用於測定信號直流絕對值和觀測極低頻信號。交流耦合用於觀測交流和含有直流成分的交流信號。在數字電路實驗中,一般選擇「直流」方式,以便觀測信號的絕對電壓值。 2.5 觸發 第一節指出,被測信號從Y軸輸入後,一部分送到示波管的Y軸偏轉板上,驅動光點在熒光屏上按比例沿垂直方向移動;另一部分分流到x軸偏轉系統產生觸發脈沖,觸發掃描發生器,產生重復的鋸齒波電壓加到示波管的X偏轉板上,使光點沿水平方向移動,兩者合一,光點在熒光屏上描繪出的圖形就是被測信號圖形。由此可知,正確的觸發方式直接影響到示波器的有效操作。為了在熒光屏上得到穩定的、清晰的信號波形,掌握基本的觸發功能及其操作方法是十分重要的。 1.觸發源(Source)選擇 要使屏幕上顯示穩定的波形,則需將被測信號本身或者與被測信號有一定時間關系的觸發信號加到觸發電路。觸發源選擇確定觸發信號由何處供給。通常有三種觸發源:內觸發(INT)、電源觸發(LINE)、外觸發EXT)。 內觸發使用被測信號作為觸發信號,是經常使用的一種觸發方式。由於觸發信號本身是被測信號的一部分,在屏幕上可以顯示出非常穩定的波形。雙蹤示波器中通道1或者通道2都可以選作觸發信號。 電源觸發使用交流電源頻率信號作為觸發信號。這種方法在測量與交流電源頻率有關的信號時是有效的。特別在測量音頻電路、閘流管的低電平交流噪音時更為有效。 外觸發使用外加信號作為觸發信號,外加信號從外觸發輸入端輸入。外觸發信號與被測信號間應具有周期性的關系。由於被測信號沒有用作觸發信號,所以何時開始掃描與被測信號無關。 正確選擇觸發信號對波形顯示的穩定、清晰有很大關系。例如在數字電路的測量中,對一個簡單的周期信號而言,選擇內觸發可能好一些,而對於一個具有復雜周期的信號,且存在一個與它有周期關系的信號時,選用外觸發可能更好。 2.觸發耦合(Coupling)方式選擇 觸發信號到觸發電路的耦合方式有多種,目的是為了觸發信號的穩定、可靠。這里介紹常用的幾種。 AC耦合又稱電容耦合。它只允許用觸發信號的交流分量觸發,觸發信號的直流分量被隔斷。通常在不考慮DC分量時使用這種耦合方式,以形成穩定觸發。但是如果觸發信號的頻率小於10Hz,會造成觸發困難。 直流耦合(DC)不隔斷觸發信號的直流分量。當觸發信號的頻率較低或者觸發信號的占空比很大時,使用直流耦合較好。 低頻抑制(LFR)觸發時觸發信號經過高通濾波器加到觸發電路,觸發信號的低頻成分被抑制;高頻抑制(HFR)觸發時,觸發信號通過低通濾波器加到觸發電路,觸發信號的高頻成分被抑制。此外還有用於電視維修的電視同步(TV)觸發。這些觸發耦合方式各有自己的適用范圍,需在使用中去體會。 3.觸發電平(Level)和觸發極性(Slope) 觸發電平調節又叫同步調節,它使得掃描與被測信號同步。電平調節旋鈕調節觸發信號的觸發電平。一旦觸發信號超過由旋鈕設定的觸發電平時,掃描即被觸發。順時針旋轉旋鈕,觸發電平上升;逆時針旋轉旋鈕,觸發電平下降。當電平旋鈕調到電平鎖定位置時,觸發電平自動保持在觸發信號的幅度之內,不需要電平調節就能產生一個穩定的觸發。當信號波形復雜,用電平旋鈕不能穩定觸發時,用釋抑(Hold Off)旋鈕調節波形的釋抑時間(掃描暫停時間),能使掃描與波形穩定同步。 極性開關用來選擇觸發信號的極性。撥在「+」位置上時,在信號增加的方向上,當觸發信號超過觸發電平時就產生觸發。撥在「-」位置上時,在信號減少的方向上,當觸發信號超過觸發電平時就產生觸發。觸發極性和觸發電平共同決定觸發信號的觸發點。 2.6 掃描方式(SweepMode) 掃描有自動(Auto)、常態(Norm)和單次(Single)三種掃描方式。 自動:當無觸發信號輸入,或者觸發信號頻率低於50Hz時,掃描為自激方式。 常態:當無觸發信號輸入時,掃描處於准備狀態,沒有掃描線。觸發信號到來後,觸發掃描。 單次:單次按鈕類似復位開關。單次掃描方式下,按單次按鈕時掃描電路復位,此時准備好(Ready)燈亮。觸發信號到來後產生一次掃描。單次掃描結束後,准備燈滅。單次掃描用於觀測非周期信號或者單次瞬變信號,往往需要對波形拍照。 上面扼要介紹了示波器的基本功能及操作。示波器還有一些更復雜的功能,如延遲掃描、觸發延遲、X-Y工作方式等,這里就不介紹了。示波器入門操作是容易的,真正熟練則要在應用中掌握。值得指出的是,示波器雖然功能較多,但許多情況下用其他儀器、儀表更好。例如,在數字電路實驗中,判斷一個脈寬較窄的單脈沖是否發生時,用邏輯筆就簡單的多;測量單脈沖脈寬時,用邏輯分析儀更好一些。

I. 光通信技術 綜合實驗電路圖

從×××引進了高頻功率放大器教材和實驗裝置,×××的體會是,在本科學習期間,摸索了幾節實驗課,都難以產生像樣的輸出,而當輸出波形一出來就立即將3DG12中功率管燒毀。
所以,×××按照國外線路仿製電子管無線電台成功,而×××的體會,是在電子管高頻放大器中即使電子管的自身功率消耗大而使屏極鎳板燒紅(俗稱屏紅),工作仍然很正常,×××;而固體高頻放大器——晶體管、半導體高頻功率放大器,在功率管功率富裕量很大的條件下,效率很低,莫名其妙地就燒毀功率管。
現有的國內外教材和專業書籍,都沒有具體的解決方法,相關的內容都是雷同。如今從保安的對講機到民眾的手機、以及熱炒的無線標簽高頻讀寫卡、軍用通訊電台,其中的射頻功率晶元都是進口的,其理論和工藝訣竅別人不告訴你。
本人希望有人能免費將×××這些手寫的資料變成電子文檔形式公開。本人設計、製作的高頻功率放大器教學裝置,為了直觀,避免學生調整時損壞磁芯,盡量不使用封閉的線圈而多採用陶瓷骨架,該陶瓷骨架生產企業:江西景德鎮原四機部(無線電工業部)999廠、897廠。
本人以上工作的核心意義,在於有精準的各種測試方法,可以用規定的步驟,對電路的各個參數和工作條件,用普通儀器測試和調整,都是有序的,可測的,有圖形可以對比的,而通常所說的高頻電路分布參數復雜、高頻電路性能取決於結構形狀的流行說法是沒有真實認識的體現。
現在流行的電路模擬軟體和集成電路設計軟體,並不能真實反應實際電路的工作狀態,要有正確的電路測試和調整依據,才能通過改變集成電路版圖和半導體工藝來製作最佳的射頻集成電路。
在2007年全國大學生電子設計競賽中的無線射頻識別題目,本人指導的參賽選手就採用分立元器件的無線發射和接收電路;而×××都採用進口無線模塊,而全軍覆沒。
要能從許多方面來說明一個設計的依據,特別是為什麼要這么作,具體的細節,在工程技術上有很強的語言表達能力,嚴謹的構思,精準的手工工藝。
本人在二十多年前打破了教師照本宣科教育方式,而是由學生隨機任意提問題,然後共同來解決,因為通常都沒有實驗室工作條件,就由本人來個全面回答。
×××的學生在上實驗課、作畢業論文的時候,都喜歡本人現場解答問題,立馬就能解決困難,對於本人無准備的問題,大部分是能用連珠炮的速度,准確回答,
這就是准確地把握、使學生醍醐灌頂(tí hú guàn dǐng)、茅塞頓開的能力,使他們對上課內容的理解很透,境界很高,即使是一個基本概念的講解,都會讓你有大開眼界、恍然大悟的感覺。
現在,僅僅就×××而言,就對於最基礎的一個三級管電路設計能力,就這不超過10個小元器件,在低噪音、低功耗、開關狀態、小電流開關、大電流開關、高速開關、低速開關、高頻小信號、高頻高效率大功率、高電源電壓、低電源電壓、交流耦合、直流多級耦合、復合無源邏輯運算、積分阻塞處理、微分處理技巧、瞬態響應、極端溫度環境、頻域特性、高可靠等等,其設計和調試技巧相當豐富,也是基礎中的基礎,沒有公開的教材。本人擅長此道,學生一但提問,我的回答就滔滔不絕,口若懸河,連珠炮地疲勞轟炸,在那個年代都是稀缺的。
本人從×××到×××,就長期、頻繁地進入學生宿舍、流連於實驗室,對學生進行免費輔導。例如,可以向×××調查,他的體會是在即將畢業前,切實體會到,不具備解決實際問題的能力,期盼著有相關的書籍,在網上和圖書館就是找不到,本人在規定了×××問題不能問以外,本人在馬路邊,學生宿舍,用幾個月時間回答了他提出的大部分問題,並且當場用書寫作了具體的說明。
又舉一例,×××在做挑戰杯實驗的時候,×××本人在當年假期一個月的時間內,基本上每天早、中、晚三次進行指導,在本人不具體動手操作的情況下,他實現了預期的目標。
本人依據數學分析的結果設計製造的×××,其數學建模過程,是用了幾個月時間,在學生宿舍指導兩個學生分別完成,相關的資料已經在國家專利局網站公開。
本人來舉幾個例子;本人曾經考查過×××生產的現代通訊實驗裝置的情況,反映普遍不好。本人在做了硬體修改的同時,也指導過×××的通信實驗室實驗員,現場演示了正確的波形同步方法。其實,在數字電路基礎實驗也一樣,自行改裝示波器,或者自製示波器,才能改進波形同步的效果。
對於數字電路教學實踐的經驗,特別是對現代通信教學的體會,就是對於眼圖的觀測同步操作要有獨立設計的硬體同步電路支持。
對於幀同步信號,對於各種幀的模擬調制和數字調制的同步,就是其具體的體現。
在現代通信的調制過程的同步和解調過程的同步效果,就直接影響到學生對現代通信原理的感性認識;而調制和解調之間的相位、延時與信道條件等是一個不確定的參數,要准確地同時顯示出在同步條件下相互之間的邏輯關系,就要自己親自動手設計和製造,目前還沒有現成產品可以直接利用吧?
而且,要向學生提供電子格式的全部設計資料,調試經驗,元器件數據,裝配圖,波形圖,采購、加工地點與方法、工藝、價格,為學生青出於藍而勝於藍提供平台。
一種教學方法,是電路主要的元器件數值可以獨立線性改變,而不是用滑鼠去點擊拉動。例如考試中要能按照預測方向計算出相關數值,並且用公式計算,能改變眼圖的形狀和驗證。美國麻省理工學院的教材都在網上公開了,僅僅是以此考試合格,那是系統集成的熟練好手,不是從底層基礎出發向他們叫板的高手。
教師教學的一個檢驗方法,就是在課室外和實驗室外,以當前的教材出考題,你就將這個元器件的最大、最小值范圍給說一下,還有計算依據?

國內外的一個共識,就是,在世界領先的研究中,要有自行製造的當今獨到、頂級儀器、設備;依靠市場上現有商品化的儀器,是不能與競爭者拉開距離的。先進國家的科技水平背後,就是先進的實驗設備的支撐。
本科評估的一個標准,就是教學儀器的自製率,教學儀器的設計圖紙,工作原理,測試數據的完整性和公開性,相對現有商品儀器的技術先進性,教學的直觀性。本人自製的儀器,具備可靠性、維修性、檢測性和保障性。
對於教師和實驗室人員的一個考核標准,就是能自行維修實驗室的供水、排水、供電、傢具、門窗、照明、鎖具的綜合後勤能力。如今教師連一點小事,就把維修工招來,消耗了大量的社會資源。這點小事都做不了,何談設計製作教學儀器?換個燈管,也要電工證書嗎?就去考個證書也輕而易舉吧?
中國的教育要始終為無產階級政治服務、與生產勞動相結合、以政治和經濟建設為中心,以國家的根本利益為中心。

J. 數字電路課程設計及實驗的圖書目錄

第一章數字電路驗證性實驗
實驗一TTL邏輯門電路的邏輯功能測試
實驗二CMOS集成邏輯門的功能與參數測試
實驗三集成邏輯電路的連接和驅動
實驗四半加器與全加器
實驗五解碼器及其應用
實驗六觸發器
實驗七計數器
實驗八寄存器和移位寄存器
實驗九自激多諧振盪器
實驗十單穩態觸發器與施密特觸發器
實驗十一555定時器及其應用
第二章數字電路設計性實驗
設計實驗一組合邏輯電路的設計
設計實驗二數據選擇器及其應用
設計實驗三任意進制計數器
設計實驗四移位寄存器的應用
設計實驗五電子表計數、解碼顯示電路
設計實驗六自擬題設計電路
設計實驗七智力競賽搶答裝置
設計實驗八電子秒錶
設計實驗九數字頻率計
設計實驗十拔河游戲機
設計實驗十一隨機存取存儲器2114A及其應用
第三章數字電路課程設計
概述電子技術基礎課程設計的基本知識
課題一 數字電子鍾邏輯電路設計
課題二智力競賽搶答計時器的設計
課題三數字電壓表
課題四 數字脈搏測試儀的設計
課題五交通信號燈控制邏輯電路設計
課題六 數字頻率計邏輯電路設計
課題七定時控制器邏輯電路設計
課題八循環彩燈控制電路設計
課題九脈沖按鍵電話顯示邏輯電路設計
課題十雙路防盜報警器的設計
課題十一數字式溫度測量電路的設計
附錄
附錄1KHD-2型數字電路實驗裝置
附錄2集成邏輯門電路新、舊圖形符號對照表
附錄3集成觸發器新、舊圖形符號對照表
附錄4部分集成電路引腳圖
……

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