专业电子实践。
实验报告。数字逻辑信号测试器。
数字逻辑信号测试器。
在数字电路测试、调试和检修时，经常要对电路中某点的逻辑电平进行测试，采用万用表或示波器等仪器仪表很不方便，而采用逻辑信号电平测试器可以通过声音来表示被测信号的逻辑状态，使用简单方便。
一。设计内容及要求。
1)基本功能：测试高电平、低电平或高阻。
2)测量范围：低电平<0.8v；高电平》3.5v。
3)高、低电平分别用1khz和800hz的音响表示，被测信号在0．8~3．5v之间则不发出声响。
4)工作电源为5v，输入电阻大于20kω。
二。电路工作原理。
逻辑信号测试器的原理框图。
电路由输入电路、逻辑状态识别电路和音响信号产生电路等组成。
三。单元电路设计。
1.输入及逻辑信号识别电路。
1)电路工作原理。
vi是输入的被测逻辑电平信号，输入电路是由电阻r1和r2组成，其作用是保证输入端悬空时， vi既不是高电平也不是低电平。
a1和a2组成的双限比较器对输入信号进行检测识别，a1的反向输入端为高电平阈值电位参考端，其电压值为vh,由电阻r3和r4分压后获得。同理，a2同相端vl为低电平阈值电位参考端，其值由电阻r5和r6分压后决定。
逻辑比较电路功能表。
比较器的同相输入端高于反相输入端电压时，比较器输出为高电平(5v)，反之，则比较器输出为低电平(0v)。在保证vh>vl的条件下，输入、输出状态关系见表。通过分析比较器的输出状态，就能够判断输入逻辑信号电平的高低。
2)电路参数的计算。
根据技术指标要求，输入电阻大于20kω，并且输入悬空时，vi=1.4v(一般在vh和vl中间位置选取)。因此。
可以求出 r1＝71kω ，r2＝27.6kω
选取标称值 r1＝75kω ，r2＝30kω,r3和r4的作用是给a1的反向输入端提供3.5v的基准电压。
选取r3 ＝30kω ，r4 ＝68kω
r5和r6的作用是给a2的同向输入端提供0.8v的基准电压。
选取r5 ＝68kω ，r6 ＝13kω
2.音响信号产生电路。
1)电路工作原理。
图示为音响信号产生电路原理图，主要由两个比较器a3和a4组成，根据前面对逻辑判断电路输出的研究，分3种情况介绍本电路的工作原理。
当（均为低电平）时。
由于稳态时，电容c1两端电压为零，并且此时va和vb两输入端均为低电平，二极管d1和d2截止，电容c1没有充电回路，而a3的同相输入端为基准电压3.5v，使得a3的同相端电位高于反相端，vo输出为高电平。输出vo通过电阻r9按指数规律为电容c2充电，达到稳态时电容c2的电压为高电平，a4的同相端(5v)高于反相端(3.
5v)，虽然输出为高电平，但是由于二极管d3的存在，电路的稳定状态不受影响。故电路输出vo一直保持高电平。
当时。此时二极管d1导通，电容c1通过电阻r7充电，按指数规律逐渐升高，由于a3同相输入端电压为3.5v，则在vc1未达到3.
5v之前，a3输出端电压保持为高电平。在vc1升高到3.5v后，a3的反相端电压高于同相端电压，a3输出电压由5v跳变为0v，使c2通过电阻r9和a3的输出电阻ro3放电， vc2由5v逐渐下降，当vc2下降到小于a4反相端电压(3.
5v)时，a4的输出电压跳变为0v，二极管d5导通，cl通过d5和a4的输出电阻放电。因为a4输出电阻很小，所以vc1将迅速降到0v左右，这导致a3反相端电压小于同相端电压，a3的输出电压又跳变到5v，c1再一次充电，如此周而复始，就会在a3输出端形成矩形脉冲信号。 vc1 、 vc2和vo的波形如下图所示。
当时。此时电路的工作过程与va＝5v，vb＝0v时相同，惟一区别在于d2导通时，vb高电平通过r8向c1充电，所以cl的充电时间常数改变了，使得vo的周期会发生相应的变化。
2)电路参数的计算。
根据一阶电路响应的特点可知，在tl期间电容c1充电，电容端电压表达式为)
在t2期间电容c2放电的表达式为。
输出vo的周期。
其中 选取则当c2＝0.01μf时，
同时选取c1=0.1μf，由于技术指标要求，被测信号为高电平时，音响频率为1khz。即。
代入求得。所以。
被测信号为高电平时，音响频率为800hz。同理，计算求得取标称值电阻。
3.音响驱动电路。
音响驱动电路如图所示，电阻由于音响负载工作电压较低且功率小，因此对驱动三极管的耐压等条件要求不高，选取9012作为驱动管，可完全满足本电路要求。
四．总体电路图。
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