信号发生与监测系统

信号发生与监测系统
一、实验目的
1．了解V/F、F/V转换器、双积分A/D转换器工作原理与接线；
2．学会综合应用多种微机接口与单元电路构成满足要求的小型应用系统;
3．掌握信号检测的原理与方法。

二、实验内容与要求
微机应用实验平台上的V/F与F/V变换单元电路、三位半双积分A/D转换单元电路 和 基本接口实验板上的 8253单元电路，构成如图 1所示的信号发生与监测电路。具体内容与要求是：
1．V/F→F/V→A/D→LED显示，要求调节V/F单元与F/V单元中的可调电阻W 1 与W 2 ，使给定值（由W 3 决定）与显示值一致（并有一定的线性对应）。
2．V/F→8253计频→LED显示（或CRT显示），显示每秒脉冲次数（频率），与示波器所测频率（通过周期换算）作比较。
  
图1 信号发生与监测实验示意图

三、实验报告要求
 １．设计目的和内容
 ２．总体设计
 ３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明
 ４．软件设计框图及程序清单
５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法）

四、LM331压频变换器的原理
 1．LM331介绍
 LM331是美国NS公司生产的性能价格比较高的集成芯片，可用作精密频率电压转换器、A/D转换器、线性频率调制解调、长时间积分器及其他相关器件。LM331采用了新的温度补偿能隙基准电路，在整个工作温度范围内和低到4.0V电源电压下都有极高的精度。LM331的动态范围宽，可达100dB；线性度好，最大非线性失真小于0.01％，工作频率低到0.1Hz时尚有较好的线性；变换精度高，数字分辨率可达12位；外接电路简单，只需接入几个外部元件就可方便构成V/F或F/V等变换电路，并且容易保证转换精度。
LM331的内部电路组成如图1所示。由输入比较器、定时比较器、R－S触发器、输出驱动管、复零晶体管、能隙基准电路、精密电流源电路、电流开关、输出保护管等部分组成。输出驱动管采用集电极开路形式，因而可以通过选择逻辑电流和外接电阻，灵活改变输出脉冲的逻辑电平，以适配TTL、DTL和CMOS等不同的逻辑电路。LM331可采用双电源或单电源供电，可工作在4.0～40V之间，输出可高达40V，而且可以防止Vcc短路。