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前 言
锁相环路（PLL）是一个相位误差控制系统，是将输入信号（参考信号）和输出信号之间 的相位进行比较，产生相位误差电压来调整输出信号的相位，使输出信号频率与参考信号频 率相同。 信号锁相技术广泛应用于自动化控制等领域。利用该技术可以产生同步于被锁输入信号 的整数倍频或者分数倍频的输出控制信号。锁相环的基本结构是由鉴相、环路滤波、可控振 荡器和 M 倍分频等模块组成的一个反馈环路。输入的被锁信号首先与同步倍频信号经过 M 倍 分频后产生的锁相信号进行鉴相处理，输出相位误差信号。环路滤波模块通常具有低通特性， 它将相位误差信号转化为稳定的控制信号，从而控制可控振荡器模块，产生稳定的频率信号 输出。这个频率信号就是所需的同步倍频信号。如果整个反馈环路锁相稳定，锁相环输出的 同步倍频信号的频率就是其输入的被锁信号频率的 M 倍。假如被锁信号在输入鉴相模块之前 又先被分频了 L 倍，则锁相获得的同步倍频信号的频率就是被锁信号频率的 M/L 倍。 锁相环路的应用十分广泛。在稳频技术中的应用，如：锁相倍频器，锁相分频器，锁相 混频器，锁相合成器等；在调制解调技术中的应用，如：锁相调频和鉴频，同步检波等。除 了以上所介绍的锁相环路的应用外，它还应用于空间技术（例如，由于各种原因使地面接收 的空间信号十分微弱，采用锁相接收机可使接收机接收微弱空间信号的能力大大加强）等方 面。由于锁相环路易集成化，锁相环路已成为继集成运放之后，又一个用途广泛的多功能集 成电路。 目前锁相环应用广泛，比如：在通信中应用于调制解调自动频率微调等系统；在雷达中 应用于天线自动跟踪与精密辅角偏转测量等系统；在空间技术中主要应用于测速定轨、测距 与遥测数据获取等系统；在电视机中应用于电视机同步、门限扩展解调的同步检波。
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1.总体方案设计
锁相环是一种反馈控制电路，作用是实现设备外部的输入信号与内部的振荡信号同步。 传统的模拟锁相环有较短的锁定时间，可以保证参考时钟源和输出时钟的稳态相差。但其中 心频点受 VCO 的限制而范围较小，环路带宽较宽；当参考源出现瞬断或者参考时钟源切换时， VCO 输出时钟频率会出现较大的相位瞬变。全数字锁相环与传统的模拟电路实现的相比，具 有精度高且不受温度和电压影响，环路带宽和中心频率编程可调，并且应用在数字系统中时， 不需 A/D 及 D/A 转换。
1.1 方案 1
基本的锁相环路是由鉴相器（ＰＤ） 、环路滤波器（LF） 、压控振荡器（VCO）组成。
u ?t ?
r
u ?t ?
e
u ?t ?
c
鉴相器 ＰＤ
环路滤波器 ＬＦ
压控振荡器 ＶＣＯ
? ?t ?
o
?
r
?t ?
? ?t ?
e
u ?t ?
o
? ?t ?
o
u ?t ?
o
图 1.1 锁相环路的基本组成
鉴相器是相位比较器，能够将输入信号（参考信号） u r ?t ? 的相位
?
r
?t ? 和压控振荡器输
出信号 u o ?t ? 的相位 ? o ?t ? 进行比较，产生对应于这两个信号的相位差为 ? e ?t ? 的误差电压
u ?t ? 。环路滤波器用来消除误差电压中的高频分量及噪声，提高系统的稳定性，它输出控制
e
电压 u c ?t ? 。压控振荡器受 u c ?t ? 控制，使其输出信号频率与参考信号频率之差减小，直至最 后两频率相等，压控振荡器频率被锁定在参考信号频率处。压控振荡器输出的是与需要频率 很接近的等幅信号，把它和由相位参考提取电路从信号中提取的参考信号同时送入相位比较 器， 用比较形成的误差通过控制电路使压控振荡器的频率向减小误差绝对值的方向连续变化， 实现锁相，从而达到同步。
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但是中心频点受 VCO 的限制而范围较小，环路带宽较宽；当参考源出现瞬断或者参考时 钟源切换时， VCO 输出时钟频率会出现较大的相位瞬变。
1.2 方案 2
主要由相位参考提取电路、晶体振荡器、分频器、相位比较器、脉冲补抹门等组成。分 频器输出的信号频率与所需频率十分接近，把它和从信号中提取的相位参考信号同时送入相 位比较器，比较结果示出本地频率高了时就通过补抹门抹掉一个输入分频器的脉冲，相当于 本地振荡频率降低；相反，若示出本地频率低了时就在分频器输入端的两个输入脉冲间插入 一个脉冲，相当于本地振荡频率上升，从而达到同步。
图 1.2 方案 2 设计图
由于要求设计高速锁环电路，故鉴相器采用 AD9901。AD9901 是一种性能优越的超高速数 字鉴频鉴相器， 它具备模拟混频器的相位稳定性、 传统鉴相器内的锁定速度， 同时无鉴相 “死 区”问题，其直接鉴相频率高达 200MHz。 综上所述，经过比较方案 1 与方案 2，采用方案 2，具有精度高且不受温度和电压影响， 环路带宽和中心频率编程可调，并且应用在数字系统中时，不需 A/D 及 D/A 转换。
2.单元模块设计
2.1 鉴相器 2.1.1 AD9901 简介
AD9901是美国Analog Devices公司生产的超高速鉴频鉴相器，其功能如图l所示。它的主 要特点就是无需预分频就可以对中频输入进行鉴相或鉴频，而且支持高达200 MHz的鉴相速 度。AD9901由于采用了特殊的设计方式，线性检测范围不存在其他数字鉴相器常见的不稳定 的相位检测区，从而使锁定时的相位噪声明显减小。而且仅需+5 V电源，就能在1TrL或CMOS
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逻辑电平及在-5．2 V的ECL输入电平下工作。其集电极开路的输出结构还可使输出摆幅易于 达到后续电路的输入要求。 AD9901即属于异或门式的数字逻辑电路鉴相器。它的主要电路包括四个D触发器，一个异 或门和一些输出逻辑电路。从功能模块上分，主要由线性鉴相部分和鉴频部分组成。当参考 频率和振荡器频率十分接近或在锁定状态时，只有鉴相电路有效。
图2.1AD9901的功能框图
图2.2 AD9901锁定时的波形图
正如图2.1所示的， 首先输入信号1和2， 分别经参考输入触发器和振荡器输入触发器整形， 形成规则的方形脉冲序列，之后进行二分频，见波形3和4。经整形的信号(3和4)，在异或门 中通过比较，输出信号为5；同时，7和8处将出现连续的高电平，对鉴频部分不起作用，输出 仍为信号5。当振荡器输入超前或滞后参考输入时，信号5的占空比分别变大或减小，从而使
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输出经低通滤波器的直流平均值随相位差呈线性变化，即AD9901的输出信号占空比与两种输 入信号间的相位差成比例。其转移函数可表示为K ( ，- O)，K 等于AD9901允许输出的电压 范围除以2竹。对幅值为1．8 V的典型输出，转移函数可表示为(1．8 V／2"tr=0285 V／rad)。 如果两个信号频率相差很大，由鉴频电路取代鉴相电路，驱动振荡器频率会跟踪参考频率， 持续输出最高或最低的电平。 鉴频鉴相的特性如图2.3所示。 由以上原理可以看出， 由于AD9901 采用异或门的数字逻辑电路进行鉴相，未在输入端加入参考频率的前置分频，故可支持极高 频率的鉴相。 另外AD9901将其他数字鉴相器普遍存在的锁定状态附近相位增益不确定的区域（死区） 移到了鉴相范围的两边，如图2.3所示。
图2.3 AD9901鉴频鉴相特性
这种非线性鉴相区的产生，是出于在线性检测范围的两端，参考信号和振荡器的输出信 号相位接近，鉴相器输出脉宽变得很窄和鉴相器摆速增大，使相位增益迅速向鉴频区(即最高 值和最低值处)拉近的原因。通常这种非线性的跳变发生在输出信号脉宽小于3．6／IS时，这 里必须说明的是，随着频率的增加，非线性工作范围也会随之增加。典型的检测范围可用[(1 ／厂-3．6／IS)／(I／D]*360。来计算。如在200／VlHz时，线性鉴相范围为100．8。。因此 这种设计有效地减小了锁定状态时的相位噪声。更为重要的是，由于非线性工作区的扩展， 也有助于在失锁状态下迅速将误差频率拉入快捕带，从而改善了鉴相器的捕捉特性，特别是 对高频的作用尤为明显。
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2.1.2 鉴相器 AD 原理
鉴相器是相位比较器，参考信号和压控振荡器输出信号作为它的两个输入信号。它的 作用是比较两个输入信号的相位，它的输出信号 u e ?t ? 是两个输入信号的相位差? e ?t ? 的函数， 可以表示为
u ?t ? =F[? ?t ?
e
e
]=F[
?
r
?t ? -? ?t ? ]
o
（2-1）
AD9901 是一种性能优越的超高速数字鉴频鉴相器，它具备模拟混频器的相位稳定性、传 统鉴相器内的锁定速度，同时无鉴相“死区”问题，其直接鉴相频率高达 200MHz。 AD9901 引脚图：
图 2.4 AD9901 引脚图
AD9901 内部框图：
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图 2.5 AD9901 内部结构图
AD9901 能兼容 COMS/TTL/ECL 输入，这里选用具有互补输出的 ECL 型 AD9901，因为 ECL 电路具有速度快，逻辑功能强，扇出能力高，噪声低等特点。ECL 电路的工作电源通常接法 是 Vcc 接地，负电源 Vee 接-5.2V，输出直流偏置电压 Vref 接-1.29V，然而根据不同使用要 求，ECL 电路的工作电源可以采用正电源断 Vcc 接 5.2V,负电源端 Vee 接地，输出直流偏置点 电压 Vref 接 3.76V，这里，整个环路工作电压为正电源模式，1 为了不额外增加电源，选用 正电源+5V，所以需要直流偏压+3.76V。 鉴相器的工作原理：设外接输入的信号电压和压控振荡器的输出信号的电压分别为：
u i ( t ) ? U m sin[? i t ? ? i t ]..........................................(2 ? 2) u o ( t ) ? U om cos[? o t ? ? o t ].......................................(2 ? 3)
式中的 Wo 为压控振荡器在输入控制电压为零或为直流电压的振荡角频率， 称为电路的固有振 荡角频率。则模拟乘法器的输出电压 UD 为：
u D ? Ku i ( t ) u 0 ( t ) ? KU mU om sin[ ? i t ? ? i ( t )] cos[ ? o t ? ? o ( t )] ? 1 2 1 2 KU mU om sin[ ? i t ? ? i ( t ) ? ? o t ? ? o ( t )] ?
KU mU om cos[ ? i t ? ? i ( t ) ? ? o t ? ? o ( t )]........ .......... .......... ...( 2 ? 4 )
用低通滤波器 LF 将上式中的频分量滤掉，剩下的差额分量作为压控振荡器的输入控制电压 Uc（t） 。即 Uc（t）为：
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uc ? KU mU om sin[ ? i t ? ? i ( t )] ? [? o t ? ? o ( t )] 2 ? U dm {sin[ ? i ? ? 0 ]t ? [? i ( t ) ? ? o ( t )]}....... .......... ......... ....... ...( 2 ? 5 )
?
r
1
式中的 Wi 为输入信号的瞬时角频率，
?t ? 和? ?t ? 分别为输入信号和输出信号的瞬时相位，
o
根据向量关系可得瞬时频率和瞬时相位关系为：
? (t ) ?
d ? (t ) dt
即 ? ( t ) ? ? ? ( t ） ? 0d ? 则 ? d ? [? i ? ? 0 ]t ? [? i ( t ) ? ? o ( t )]........ .......... .......... .... ........ .......... ( 2 ? 6 ) 对两边微分，可以得到 d ? (t ) dt ? d （ ? i ? ? 0） t dt 频差关系式 ? d [? i ( t ) ? ? o ( t )] dt .......... .......... . ......... .......( 2 ? 7 )
上式等于零，说明锁相环进入相位锁定的状态，此时输出和输入信号的频率和相位保持恒定 不变的状态， u c ?t ? 为恒定值。当上式不等于零时，说明锁相环的相位还未锁定，输入信号和 输出信号的频率不等， u c ?t ? 随时间而变。
2.2 环路滤波器 LF
环路滤波器是一个线性低通滤波器，用来滤除 u e ?t ? 中的高频分量和噪声，保证环路达 到要求的性能， 并能提高环路的稳定性。 在锁相环路中， 常用的环路滤波器有 RC 积分滤波器、 无源比例积分滤波器和有源比例积分滤波器。
2.2.1 LM741 芯片
LM741 芯片引脚图：
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图 2.6 LM741 芯片引脚图
在 LM741 反相和同相输入接入电压，在 6 脚对地测输出电压。反相和同相输入，这是差 分放大的接法，只能输出一路，并且输出的是两路输入的区别信息。想搞两路信号的话，用 两块 741，或者用双运放比如 lm358，接成同相或反相放大器。这样就是放大信号了。典型区 别： 1.偏置 2.反相输入端 3.正向输入端 4.电源负极 5.偏置 6.输出端 7.电源正极 8.地线 主要参数: 功耗: 85mW 总电压: 30V 电压增益: 86dB 转换速率 SR: 0.5V/μ s 共模抑制比 CMRR: 70dB 输入阻抗: 300kΩ 失调电压: 7.5mV。典型运用：如果是由方波生成三角波，那 接好电源后把正向输入端接地，负向输入端接一块电阻接方波输入，输出端接一个电容并一 个电阻接负向输入端。参数得用方波和三角波的幅度和频率决定。LM741 光电检测电路 此电容测量电路的测量原理是被测电容 Cx 充、放电而形成三角波，测量三角波的振荡周 期就可知电容量的大小。由 A1 可构成密勒积分电路，经 A2 构成的施密特电路形成正反馈而 产生振荡。其振幅由 R4 和 R3 决定，等于电源电压的 1/3。Cx 的充电电流由电源电压和 R2 决 定，放电电流由电源电压和(R1+R2)决定。从原理上讲，振荡周期应不受电源电压的影响，但 实际上，由于 A2 差动输入电压的限制与晶体管驱动电路的常数等影响，故不允许电源电压大 幅度的变动。电源电压的范围为±13~±15V，正、负电源电压的绝对值需要相等。lm741 pdf datasheet 。不接电容 Cx 时，A2 以延迟约 20μ S 的时间进行振荡，可以计算出 Cx 对此进行 补偿。Cx 电容量为 1000μ F 时的测量时间为 10S。若 R1 和 R2 采用 1KΩ 的电阻，则测量时间 可缩短到 1/10。
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Vout
7
IC? 3 6 Vin R1 10k 741 D2 2 D1
4 1
10k
图 2.7LM741
R2
LM741 还可以用于电话自动录音控制装置，市面上出售的带录音功能的电话，按记录载体一 般分为磁带记录、半导体录音两种，前者其机芯质量一般不太好，而后者的时间又太短且不 便长期贮存信息，同时价格都比普通电话机高出许多，因结构紧凑维护、维修也不方便。利 用家中闲置的录音机与电话机相连接，在电话时可自动录通话内容，平时仍可使用录音机原 有功能。
2.2.2 环路滤波器设计
由于高阶环路存在不稳定问题，而二阶环无条件稳定，因此基本锁相环设计为二阶环， 即采用有源比例积分滤波器的二阶环。其中，鉴相器选用 AD9901 压控振荡器选用中心频率 160MHz 的正斜率振荡器，压控灵敏度为 15MHz/V。 环路滤波器具有平滑输出和滤除高频成分的作用。由于 AD9901 有反向和同向的双端输 出，因此把运放接成差动工作方式，如图 2.8 所示。
C 100n
R1 42.17k TP2
R1 42.17k
R2 150.26
C1 118 .3p
IOP1 + TP1
R1 42.17k TP3
R1 42.17k
R2 150 .26
C1 118 .3p
图 2.8 环路滤波器图
10
C 100n
5
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具体参数计算如下：
k N? 1 ，
w
n
?
?
1
?
?
R
1
C 及k ?
k k
d
2 n
v
有： （2-8）
R
由? ? ?
2
k k
d
v
1
N
w
C
（? ）
k N? 1
2
?
?
2
2
w
n
，? 2 ?
2?
R
2
C 及 wn ?
k N? 1
R
2
?
wn C
?? ?
（2-9） 为压控灵敏度 （rad/s/V） R 1 为滤波器电阻，w n ，
其中 k d 为鉴相器灵敏度 （V/rad） ，
k
v
为环路自然角频率，N 为环路分频比， R 2 为积分电阻，C 为积分电容， C 1 为滤波电容。 环路噪声带宽 B L 与环路自然角频率 w n 之间有如下关系：
B
L
?1 ? 4? ? ?w
2 n
8?
（2-10）
其中 ? ? 0 .707 ， B L =50KHz， k v =15MHz/N，N=1，
w
n
?
8? 1 ? 4?
2
B
L
?
B
L
0 . 53
?
50 ? 10 0 . 53
3
? 9 . 4285 ? 10
4
?rad s ?
又由 AD9901 的线性鉴相区和鉴相灵敏度的计算公式：
? 1 ? - 3.6ns f ?? ? 1 ? f ?
? 1 . 8V
?
d
? ? ? ? 360 ? ? ? ?
（2-11）
k
d
?
d
对于本课程设计的要求，其中 f ? 50 MHz ，得：
?
k
d
? ?1 - 3.6ns ? f ? ? 2? ?
1 - 3 . 6 ? 10
-9
? 50 ? 10
6
0 . 72
? 2? ? 1 . 44 ?
d
?
1 . 8V 1 . 44 ?
? 0 . 398 ?V rad
?
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由（1）（2） 、 ，取 C=0.1uF，有：
R1 ?
?
k k Nw
d n
v
2
?
0 . 398 ? 15 ? 10 ? 2?
6
C
1 ? ?9 . 428 ? 10 2 ? 0 . 707
4 2
?
? 0 . 1 ? 10
? 42 . 17 K ?
-6
（2-12）
R
因此 R 1
2
2?
2
w
n
C
?
9 . 428 ? 10 ? 0 . 1 ? 10
4
-6
? 150 . 26 K ?
和 R 2 可分别选用阻值为 21 K ? 和150 ? 。
另外，为了提高环路对鉴相频率的抑制，在环路滤波器中引入由 R 1 、 C 1 组成的辅助滤 波器电路，但要使辅助滤波器电路不影响二阶环路的基本特性，要求其截止频率
w
e
? ?5 ~ 10 ? w n 。 由辅助滤波器传输函数 w e ?
4
便可求得
1
RC
1
C
1
? 118.3pf ， 因此电容 C 1 可
以选用容值为 100pf 的电容。
2.3 压控振荡器 VCO
压控振荡器实际上是一种电压-频率变换器，其特性用输出角频率 ω 0 与输入控制电 压 uc 之间的关系曲线(图 2.9)来表示。 图中,uc 为零时的角频率 ω 0,0 称为自由振荡角 频率；曲线在 ω 0,0 处的斜率 K0 称为控制灵敏度。在通信或测量仪器中，输入控制电 压是欲传输或欲测量的信号（调制信号） 。人们通常把压控振荡器称为调频器，用以产 生调频信号。在自动频率控制环路和锁相环环路中，输入控制电压是误差信号电压，压 控振荡器是环路中的一个受控部件。
2.3.1 压控振荡器类型
压控振荡器的类型有 LC 压控振荡器、RC 压控振荡器和晶体压控振荡器。对压控振 荡器的技术要求主要有：频率稳定度好，控制灵敏度高，调频范围宽，频偏与控制电压 成线性关系并宜于集成等。晶体压控振荡器的频率稳定度高，但调频范围窄， RC 压控 振荡器的频率稳定度低而调频范围宽，LC 压控振荡器居二者之间
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图 2.9 输出角频率 ω 0 与输入控制电压 uc 之间的关系曲线
在锁相环路中，压控振荡器的输出作用于鉴相器，对于鉴相器起作用的是它的瞬时相位。
2.3.2 74LS124 振荡器
74LS124 单稳态多谐振振荡器，通过一定的外围电路就可以构成压控振荡器。 74LS124 芯片的引脚图：
图 2.1074LS124 芯片的引脚图
3.电路仿真
本课程设计使用了 TINA 软件，绘画电路图并进行电路的仿真，依据锁相环路的原理（将 输入信号（参考信号）和输出信号之间的相位进行比较，产生相位误差电压来调整输出信号 的相位，使输出信号频率与参考信号频率相同。 ）设计锁相环路电路。根据设计要求，使用了 性能优越的超高速数字鉴频鉴相器 AD9901，
3.1 设计要求及实现的功能
设计高速数字锁相环电路，技术指标要求如下：
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1．输入信号，频率 50MHz，电平-13~-9 dBm/50Ω . 2．输出信号，频率 50MHz，电平-13~-9 dBm/50Ω ，谐波抑制>20db,杂波抑制>50db. 3．环路带宽,50KHz 将输入信号（参考信号）和输出信号之间的相位进行比较，产生相位误差电压来调整输 出信号的相位，使输出信号频率与参考信号频率相同。输入信号，频率 50MHz，电平-13~-9 dBm/50Ω .， 输出信号， 频率 50MHz， 电平-13~-9 dBm/50Ω ， 谐波抑制>20db,杂波抑制>50db.。 环路带宽,50KHz。
3.2 电路指标参数测试及分析
数字鉴相器 AD9901 能兼容 COMS/TTL/ECL 输入， 这里选用具有互补输出的 ECL 型 AD9901， 因为 ECL 电路具有速度快，逻辑功能强，扇出能力高，噪声低等特点。ECL 电路的工作电源 通常接法是 Vcc 接地，负电源端 VEE 接-5.2V，输出直流偏置电压 VREF 接-1.29V。 振荡器(VCO) 构成的的形式与模拟锁相环路相当, 14 脚用于控制频率范围,1 脚用于控制 频率调节,12、13 脚选用 AD9901 压控振荡器选用中心频率 160MHz 的正斜率振荡器，压控灵 敏度为 15MHz/V。
图 3.1 振荡器(VCO)
锁相环参数测试: 1．调节参考输入信号电压幅度值的大小,可改变压控输出频率,同时观察和记录参考输入信号 的幅值及频率的变化,画出压迫特性曲线. 2．一阶锁相环同步带和捕获带的测试,高参考界入信号的频率由低到高,记录波形刚好能锁定 及失锁时信号弹的频率;现调节频率由高到低,记录波形刚好能锁定及失锁时信号的频率.两次
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锁定之间的频差就是带,两次失锁之间的频差就是同步带.
图 3.2 捕捉带与同步带
3．二阶锁相环同步带捕获带测试 连接二阶锁相环电路 Lm741.其它操作与一阶环测试方式相同 4．观察锁相环的鉴相特性 重复 C 的步骤.观测鉴相输出点(AD9901 的 10 足或 6 足)在捕获,牵引.锁定及失锁的鉴相波 形. 5．当 AD9901 的鉴相频率为 50MHZ 时,环路特性是否正常.即达到输出信号指标的要求.调整 AD9901 外围电路 R7;R8.R7 观察对鉴相灵敏及增益的影响.
4.设计总结
4.1 小结
随着通信和控制向数字化方向发展，需要采用数字方式实现信号的锁相处理。此次设计 根据锁相环电路原理，依据设计要求，选用超高速数字鉴频鉴相器 AD9901，其中，鉴相器选 用 AD9901 压控振荡器选用中心频率 160MHz 的正斜率振荡器，压控灵敏度为 15MHz/V，高阶 环路存在不稳定问题，而二阶环无条件稳定，因此基本锁相环设计为二阶环，即采用有源比 例积分滤波器的二阶环。 另外， 为了提高环路对鉴相频率的抑制， 在环路滤波器中引入由 R 1 、
C
1
组成的辅助滤波器电路， 但要使辅助滤波器电路不影响二阶环路的基本特性， 要求其截止
频率 w e ? ?5 ~ 10 ? w n 。选用 74LS124 单稳态多谐振振荡器，通过一定的外围电路就可以构成 压控振荡器。将各个模块连接起来，通过仿真软件对初设计的电路进行测试，并进行调试， 使得电路所实现的功能满足设计的要求，完成设计。
4.2 设计收获、体会
通过此次设计，体会到设计时所经历的困难，及完成设计后所得结果的欢乐。尤其，对
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锁相环路有进一步的认识和了解，然而，设计全数字锁相环存在许多问题。首先，由于在全 数字的锁相环中，各种模拟电平信号变成了方波脉冲或者离散数据的形式，而且数字控制的 振荡信号源不再具有类似于模拟压控振荡器的近似线性特征，这使得数字锁相系统难以设计 和分析。其次，传统的数字锁相系统仍然希望通过采用具有低通特性的环路滤波，从而获得 稳定的振荡控制数据。但是，在基于数字逻辑电路设计的锁相环系统中，利用逻辑算法实现 低通滤波是比较困难的。于是，出现了一些脉冲序列低通滤波计数电路，其中最为常见的是 “N 先于 M”环路滤波器。这些电路通过对鉴相模块产生的相位误差脉冲进行计数运算，获得 可控振荡器模块的振荡控制参数。脉冲序列低通滤波计数方法是一个比较复杂的非线性处理 过程，难以进行线性近似，所以无法采用系统传递函数的分析方法确定锁相环中的设计参数， 以及进一步分析锁相性能。此外，有一些数字鉴相方法产生的相位误差脉冲，不仅能反映被 锁信号和锁相信号之间的频率差别，还能够利用脉冲宽度反映信号的相位差距。 先于 M” “N 环路滤波方法只对相位误差脉冲的个数进行计数，而没有利用脉宽与相位误差的关系，因此 降低了锁相性能。锁相系统包括三个重要的性能指标：锁相范围、锁相速度和稳定性。已有 数字锁相系统中的设计参数不能实现这三个性能指标的解耦控制和分析，使性能要求相互制 约，无法满足较高的应用需要。 鉴于上述原因，提出了采用具有比例积分特性的数字控制方法来实现环路滤波，从而得 到一种新型的全数字锁相环。设计中给出了这种锁相环的具体结构，该结构是可以基于数字 逻辑电路实现的。在锁相环中应用比例积分控制不仅能够使锁相系统有效地工作，而且通过 线性化近似手段，可以定量地计算锁相环的设计参数、评估锁相性能。
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参考文献：
[1] David Rosemarin Accurately Compute PLL Active-Filter Parameters [外文期 刊] 2000 [2] 张厥盛;张会宁;刑静 锁相环频率合成器 1997 [3] 高码速率锁相 FM 解调器设计 - 电讯技术 - 2002, 42(4) [4] 叶华;骆永健;林镇材 数字鉴相稳频的 8mm 固态源 1994(04) [5] 方建邦 锁相环原理及应用 1988 [6] 刘彩霞、刘波粒 高频电子线路 科学出版社 2008.7 [7] 罗兰 锁相环的设计,模拟与应用 2003 [8] 宋丽梅 李刚 《国外电子元器件》 1999 第 6 期 - 维普资讯网 [9] 陈霞 《电讯技术》 2003 第 4 期 - 万方数据 [10] 黄继江 王彦瑜 《核电子学与探测技术》 2007 第 5 期 - 维普资讯网
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西华大学课程设计说明书
附1
相关设计图
ＶＣＯ输出
C2 1 k R1 5 1 0
参考输入
C1 100m
3
C10 10m R18 180 C9 10m
R1 9 1 8 0
C3 1 0 0 m
R2 5 1 0
3
R3 5 1 0
1
7 8
6
5
4
3
2
1
C4 1 0 m
E10505
1
C5 1 0
R17 180
C6 1 0 m C7 1 k C8 1 0 0 m
10
11
12
16
+5
9
13
13
1
1
5 5
6 6
R4 5 1 0 R5 5 1 0
4
14
15
1 16
C1 4 1 0 C1 3 1 0 m
2 15
3 14
4 13
7
8
14
74LM124
12 11 9 10 10
C1 5 1 0 C1 7 1 0
C1 1 1 0 m
14
R6 5 1 0 C1 2 1 0 R7 5 1 0
8 9
7
AD9901
10 11 12 13 14
R16 180
6
15
3
5
6
5
1
7
7
10
R9 1 8 0
R8 1 8 0
R12 180 R13 180 R15 180
R10 180 R11 180 R14 180 C18 10
C1 6 1 0
C1 9 1 0 C2 0 1 0 m
4 5
3 6
2 7
1
LM741
8
+12V
附图 1
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附2
元器件清单
电平转换器 E10505··························1 块 ························· 数字鉴相器 AD9901··························1 块 ························· LM741 芯片····························· 块 ·····························1 74LS124 芯片···························· 块 ····························1 不同阻值电阻····························19 个 ··························· 不同容值电容····························20 个 ···························
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集成电路课程设计——锁相环CD4046设计频率合成器
集 成 电 路 实 验 报 告 学号：110800316 姓名：苏毅坚指导老师：罗国新 2011年1月
锁相环CD4046设计频率合成器 实验目的：设计一个基于锁相环CD4046设计频率合成器 范围是10k~100K，步进为1K 设计和制作步骤： 确定电路形式，画出电路图。 计算电路元件参数并选取元件。 组装焊接电路。 调试并测量电路性能。 确定电路组成方案 原理框图如下，锁相环路对稳定度的参考振动器锁定，环内串接可编程的分频器，通过改变分频器的分配比N，从而就得到N倍参考频率的稳定输出。晶体振荡器输出的信号频率 f1，经固定分频后（M分频） 得到基准频率f1’，输入锁相环 的相位比较器（PC）。锁相环 的VCO输出信号 经可编程分频器（N分频）后输入到PC的另一端，这两个信号进行相位比较，当锁相环路锁定后得到： f1/M=f1’=f2/N 故f2=Nf’1 (f’1为基准频率) 当N变化时，就可以得到一系列的输出频率 f2。 设计方法 （一）、振荡源的设计 用CMOS与非门和1M晶体组成 1MHz振荡器，如图14。图中Rf 使 F1工作于线性放大区。晶体的等效 电感，C1、C2构成谐振回路。C1、 C2可利用器件的分布电容不另接。 F1、F2、F3使用CD4049。
（二）、N分频的设计 N分频采用CD40103进行分频。CD40103是BCD码8位分频器。采用8位拨码开关控制分频大小。输入的二进制大小即为分频器N分频。图中RP1为1K排阻 （三）、1KHZ标准信号源设计（即M分频的设计） 根据4518的输出波形图，可以看出4518包含二分频、四分频、十分频，用二片CD4518（共4个计数器）组成一个1000分频器，也就是三个十分频器，这样信号变为2Khz.再经过双D触发器，这样就可把2MHz的晶振信号变成500hz 的标准信号。如下图所示： （四） 4046锁相环的设计 锁相环4046为主芯片。电路图如下：500Hz 信号从14脚输入。 3脚4脚接N分频电路，即40103分频电路。13脚接低通滤波器。 锁相环参数设计 本设计中，M固定，N可变。基准频率f’1 定为1KHz，改变N值，使N=1~999，则可产生
《机械工程测试技术》 课程设计 对无缝钢管超声测厚仪的探讨 姓名： 学院： 专业： 班级： 学号： 完成日期：
目录 1 绪论 2 信号仿真、采集与分析处理 2.1 题目 2.2 Matlab处理分析 2.3讨论 2.4结论 3 基于计算机的声信号采集与分析 3.1题目 3.2 Matlab处理分析 3.3讨论 3.4结论 4 机械运行数据分析与处理 4.1题目 4.2第一份数据分析 4.2.1 Matlab处理 4.2.2结论 4.3第二份数据分析 4.3.1 Matlab处理 4.3.2结论 5 总结 参考文献
动态测试信号采集仿真与实例分析 摘要：测试技术的项目设计——动态测试信号采集仿真与实例分析，围绕课程 讲授的动态信号的采集、分析与处理的基本原理与方法进行，同时运用Matlab 等工具，进行数学处理，做出信号的频谱，并能够分析信号的频谱。项目设计包括三个部分：信号仿真、采集与分析处理，基于计算机的声信号采集与分析，机械运行数据分析与处理。通过项目设计，能熟练运用傅里叶变换处理和分析信号，对信号的频谱能够有一个更深的了解。 关键词：matlab；信号采样；频谱分析；fft
1.1 信号仿真、采集与分析处理 信号采集过程中一般需要考虑以下几个参数：信号频率、采样频率、采样长度等，不同参数的数值设定对于信号采集的效果会产生直接影响，为了掌握信号采集过程中这些参数对采集过程及其效果产生的影响，可以通过Matlab 或C 语言对信号采集与分析处理的过程进行仿真分析，具体要求如下： 利用Matlab 或C 语言产生信号x (t )， )()2sin()2sin()2sin()(333222111t n t f a t f a t f a t x ++++++=?π?π?π 其中：f 1=50Hz 、 f 2=200Hz 、f 3=1000Hz ； n (t ) 为白噪声，均值为零，方差为0,7； 幅值、相位任意设定； 对信号x (t )进行DFFT 处理下: 取1a =4，2a =,5, 3a =6, 1?=2?=3?=0;噪声方差0.7 Fs=3000HZ:N=1024 程序： Fs=3000; %采样频率 L=1024; %信号长度 NFFT= 1024; %采样点数 T=1/Fs; t=(1:L)*T; n=(rand(1,L)-0.5)*sqrt(12*0.7); %均值为零，方差为0.7的白噪声 x=4*sin(2*pi*50*t)+5*sin(2*pi*200*t)+6*sin(2*pi*1000*t)+n; %信号 subplot(2,1,1); plot(Fs*t(1:1000),x(1:1000)); %信号的时域图
通信线路课程设计报告 基于锁相环的FM发射机设计与总结报告 学院计算机与电子信息学院 专业 班级 小组成员
摘要 本设计利用基于晶体管设计的科皮斯振荡器，通过控制电压达到控制FM和PLL，最大限度的实现了调频（FM）发射机的功能。该发射机的发射功率为500mW，可调频率在88~108MHz之间，传输距离在200米左右。通过本课程设计，达到了学习高频电子线路的目的。 Abstract The design of Kepi Si-based transistor oscillator design, by controlling the voltage to control the FM and PLL, maximum to achieve the FM transmitter function. The transmitter's transmission power is 500mW, adjustable between 88 ~ 108MHz frequency, transmission distance of 200 meters. Through the curriculum design to achieve the purpose of studying high-frequency electronic circuits.
一、整体方案论证 本设计使用基于晶体管T1设计的Colpitts振荡器。这是一种通过控制电压从而达到控制FM和PLL控制的方案。为了获得良好的工作效果，T1晶体管本应该为HF晶体管。但是在本例中，我选用了既便宜又通用的BC817晶体管。该振荡器需要利用LC震荡电路来达到良好的谐振效果。在本例中，LC振荡电路由C1、C2、C2、L1以及变容二极管BB139组成。由图可见电感线圈平行于由C1、C2串联组成的电路，变容二极管和C3有相同的组成方法。图中易知，C3的值决定了VCO的调节范围，即C3的值越大，VCO 的电压调节范围也就越大。由于变容二极管的容量受到加在它两边的电压的控制，因此她的容积收到电压变化的影响。因此，电压的变化将直接决定震荡频率的变化。
检测技术课程设计 一、课程设计的目的 综合应用已修课程所学知识，完成被测信号的提取、转换、处理的一次综合性设计实践。它的作用如下： 获得工程师基本训练，培养学生综合运用所学理论和技术知识，解决工程实际问题的能力。 （1）提高学生查阅科技文献资料能力。 （2）开发学生的主观能动性与创造性。 （3）加深学生对课程内容的理解，拓展所学知识面。 （4）使学生初步建立正确的设计思想。掌握系统的设计方法和设计步骤。 二、课程设计时间 检测技术课程设计为1周。 三、课程设计的任务 以任务书的形式给出。 任务书的主要内容有： （1）给予的对象； （2）设计题目； （3）设计要求； （4）撰写的设计报告要求； （5）时间安排。 设计报告内容包括：目录，设计题目，前言，设计方案与设计工艺流程，各部分设计原理，设计计算及说明，器件、仪器设备的选择，设计图纸，参考文献，附录。设计图用专用计算机软件绘制，打印。 四、课程设计报告的一般格式 课程设计报告包括封面、目录、绪论、主体部分、结尾部分。 1、绪论 主要说明设计的目的、设计的任务和要求等。 2、主体部分 （1）总体设计方案的设计
（2）软硬件电路的设计 （3）设计结果（实验数据等） （4）参考文献 2、结束语 阐述本次设计的收获与体会，课题进一步完善的建议与意见。致谢等。如有附录可放在结尾处。
设计题目一电机自动监控系统设计 一、电机控制系统描述 电机作为一种拖动动力设备，在机床加工、运输、电力等领域有着广泛的应用。为了保证电机系统的正常运行，需要通过检测控制装置对它进行监控。重点监控的参数是电机 A、B、C三相线圈的温度、电机轴的径向振动振幅、电机轴的转速。 二、控制要求 上图为电机供电主电路。三相电经过空气开关KQ、交流接触器Z、热继电器PT，加到电机上，当接触器常开触点接通时，电机得电，运转。可以通过控制接触器线圈的方式控制接触器主常开触点的通断。正常接触器线圈得电，接触器主常开触点接通，异常接触器线圈断电，接触器主常开触点断开。 常规电机控制电路如图。 START STOP
目录 一、开发计划 (1) 1. 所选题目 (1) 2. 小组信息 (1) 3. 项目背景 (1) 二、需求分析 (2) 1. 需求定义说明书 (2) 2. 数据流图 (2) 3. 数据字典 (4) 1）数据项的定义 (4) 2）数据流的定义 (4) 3）数据存储的定义 (4) 4）处理逻辑的定义 (5) 三、概要设计 (5) 1. 系统功能模块结构图 (5) 2. 数据库概要设计（E-R图） (6) 3. 代码设计 (6) 4. 输入/输出界面设计 (7) 四、详细设计 (8) 1. 主界面模块 (8) 1) 界面设计 (8) 2) 编码 (11) 2. 派车功能模块 (11) 1) 界面设计 (12) 2) 编码 (19) 五、测试与调试 (30) 1. 系统测试目标 (30) 2. 任务测试的任务 (30) 3. 系统测试的方法 (31) 4. 系统测试用例设计 (31) 六、对软件分析、设计及实施方面的评价及体会 (32) 七、组长对小组工作及成员的评价 (32)
一、开发计划 1. 所选题目 车辆管理系统 2. 小组信息 1）小组成员：XXXXXX 2）任务分配： 7月3日： XXX：分析管理功能模块代码 XXX：分析课题，编写开发计划、需求分析 7月4日： XXX：绘制数据流程图、E-R图、模块结构图 XXX：运行系统，分析数据库结构、系统结构、数据流程、数据字典 7月5日： XXX：测试功能模块，记录测试过程及结果 XXX：测试功能模块，记录测试过程及结果 7月6日： XXX：编写好实验报告并提交 3. 项目背景 1）原系统：随着经济的日益增长，车辆作为最重要的交通工具，在企事业单位中得到普及，单位的车辆数目已经远远不止简单的几辆，与此同时就产生了车辆资源的合理分配使用问题。该问题涉及到车辆的档案管理；驾驶员档案管理；车辆（维修费用、洗车费用、燃料费用等）管理；车辆使用管理和交通事故管理等。如何对一个企事业单位的车辆进行合理分配使用，使其发挥最大的使用价值，所以该系统对于一个用车单位来说，不但可以对车辆的使用进行合理的管理，而且对车辆的使用情况进行跟踪记录，这对于单位车辆责任到人，费用清晰，避免责任混乱、费用虚假等一系列相应问题的解决。 2）目标系统：原系统的设计基本满足要求，但也存在着些许不足之处，我们所要做的就是分析原系统，尽可能的完善原系统。
机械工程测试技术课程设计 温 度 测 量 班级：机自111 学号：201100314115 姓名：孟凡 日期：2013.12.1
设计要求： 1、传感器：设计或选用，设计要有设计过程及计算结果。选用要列出所选传感器的技术指标。 2、信号处理电路，尽量设计出详细的电路图，也可以对局部电路图用方框表示。 3、设计所显示信号的显示部分，要求同1。 4、对所设计的题目写出设计报告。设计报告需打印，其中设计图部分可手绘。 5、不得完全相同，如有两个完全相同者，特别是电路部分及报告部分均做零分处理。 6、要求12月6日，以班为单位交到实验室405号。 7、具体设计项目：0——1300摄氏度，温度测量测试系统。 设计原理： 本设计采用的温度传感器是LM35温度传感器， LM35温度传感器是利用两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，当导体A和B之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流。测试电路是通过电压比较放大电路来实现温度都的检测，控制电路是通过两个电压比较电路来实现对两个继电器的控制。报警电路有555时基电路和光敏电阻以及扬声器组成。 工作原理主要是利用温度传感器把系统的温度通过A\D转换电
路将电信号转换成数字信号，并通过与之连接的译码电路中显示出来。同时电压信号通过电压比较器与输入电压比较决定输出是高电平或是低电平，进而控制下一个电路单元的工作状态。报警电路中，当电路出现故障使温度失控时，使被控系统温度达到允许最高温度Vmax，此时发光二极管通电发光照在光敏电阻RL上，RL受光激发，电阻值迅速下降，分压点电位升高，电路立即产生振荡，发出声响报警。调温控制电路中，通过电压比较器的输入输出关系，决定温度的调节。当温度低于下限温度时，电路经过一系列变化接通加热器电源对其进行加热。当温度升到上限温度时，加热器电源，停止加热。 设计方案综述：: 1、对温度进行测量、控制并显示：首先必须将温度的度数（非电量）转换成电量，然后采用电子电路实现题目要求。可采用温度传感器，将温度变化转换成相应的电信号，并通过放大、滤波后送A/D 转换器变成数字信号，然后进行译码显示。 2、恒温控制：将要控制的温度所对应的电压值作为基准电压V REF，用实际测量值 v与V REF进行比较，比较结果（输出状态）自动地控制、 I 调节系统温度。 3、报警部分：设定被控温度对应的最大允许值V max，当系统实际温度达到此对应值V max时，发生报警信号。 4、温度显示部分：采用转换开关控制，可分别显示系统温度、控制温度对应值VREF，报警温度对应值Vmax。
锁相环CD4046设计频率合成器 ------集成电路考试实验设计报告 学校：福州大学 学院：物理与信息工程学院 班级：09级信息工程类2班 姓名：吴志强学号：110900636 姓名：吴鑫学号：110900635
目录 一、设计和制作任务 (3) 二、主要技术指标 (3) 三、确定电路组成方案 (3) 四、设计方法 (3) （一）、振荡源的设计 (3) （二）、N分频的设计 (3) （三）、10HZ标准信号源设计（即M分频的设计） (5) 五、锁相环参数设计 (6) 六、调试步骤 (6) 七、参考文献 (7) 附录：各芯片的管脚图 (7)
锁相环CD4046设计频率合成器 一、设计和制作任务 1．确定电路形式，画出电路图。 2．计算电路元件参数并选取元件。 3．组装焊接电路。 4．调试并测量电路性能。 5．写出课程设计报告书 二、主要技术指标 1．频率步进 10Hz 2．频率范围：1kHz—10kHz 3．电源电压 Vcc=5V 三、确定电路组成方案 原理框图如下，锁相环路对稳定度的参考振动器锁定，环内串接可编程的分频器，通过改变分频器的分配比N，从而就得到N倍参考频率的稳定输出。 晶体振荡器输出的信号频率f1， 经固定分频后（M分频）得到 基准频率f1’，输入锁相环的相 位比较器（PC）。锁相环的VCO 输出信号经可编程分频器（N分频） 后输入到PC的另一端，这两个信号进行相位比较，当锁相环路锁定后得到：f1/M=f1’=f2/N 故f2=Nf’1 (f’1为基准频率) 当N变化时，或者N/M变化时，就可以得到一系列的输出频率f2。 四、设计方法 （一）、振荡源的设计 用CMOS与非门和1M晶体组成 1MHz振荡器，如图14。图中Rf 使 F1工作于线性放大区。晶体的等效 电感，C1、C2构成谐振回路。C1、 C2可利用器件的分布电容不另接。 F1、F2、F3使用CD4049。 （二）、N分频的设计 用三片4522组成1——10kHZ频率合成器 CD1522的二一十进制1/N减计数器。其引脚见附录。其中D1-D4是预置端，Q1
课程设计任务书及指导书 一.设计题目 《压力测量仪的设计》 二.设计目的 （1）使同学们掌握金属箔应变片组成的称重传感器的正确使用方法；了解压力测量仪的工作原理及其在电子天平中的应用。 （2）通过设计、安装、调试电路等实践环节，提高学生的动手能力，提高分析问题、解决问题的能力。 三.设计任务 （1）学生根据设计要求完成设计与测试。 （2）在完成设计后书写课程设计报告。 四.时间安排2005年12月5日至2005年12月30日 五.设计内容 压力测量仪由以下五个部分组成：传感器、传感器专用电源、信号放大系统、模数转换系统及 显示器等组成。其原理框图如图1所示： 图1 压力测量仪组成框图 (1) 传感器测量电路 称重传感器的测量电路通常使用电桥测量电路，它将应变电阻值的变化转换为电压的变化，这就是可用的输出信号。 电桥电路由四个电阻组成，如图2所示：桥臂电阻R 1，R 2 ，R 3 和R 4 ，其中两对角点AC接电源电 压U SL =E（+10V），另两个对角点BD为桥路的输出U SC ，桥臂电阻为应变电阻。 R 1R 4 =R 2 R 3 时，电桥平衡，则测量对角线上的输出U SC 为零。当传感器受到外界物体重量影响时， 电桥的桥臂阻值发生变化，电桥失去平衡，则测量对角线上有输出，U SC ≠0。
图2 传感器电桥测量电路 (2) 放大系统 压力测量仪的放大系统是把传感器输出的微弱信号进行放大，放大的信号应能满足模数转换的要求。该系统使用的模数转换是3位半A/D转换，所以放大器的输出应为0V ～ 1.999V。 为了准确测量，放大系统设计时应保证输入级是高阻，输出级是低阻，系统应具有很高的抑制共模干扰的能力。 (3) 模数转换及显示系统 传感器的输出信号放大后，通过模数转换器把模拟量转换成数字量，该数字量由显示器显示。显示器可以选用数码管或液晶显示器 (4) 传感器供电电源 有恒压源与恒流源 对于恒压源供电：参考图2，设四个桥臂的初始电阻相等且均为R，当有重力作用时，两个桥臂电阻增加△R，而另外两个桥臂的电阻减少，减小量也为△R。由于温度变化影响使每个桥臂电阻均变化△R T 。这里假设△R远小于R，并且电桥负载电阻为无穷大，则电桥的输出为： U SC = E*( R+△R+△R T )/( R-△R+△R T +R+△R+△R T )- E*( R-△R+△R T )/( R+△R+△R T +R-△R+△ R T )= E*△R/（R+△R T ） 即 U SC = E*△R/（R+△R T ）式(1) 说明电桥的输出与电桥的电源电压E的大小和精度有关，还与温度有关。 如果△R T =0，则电桥的电源电压E恒定时，电桥的输出与△R/R成正比。 当△R T ≠0时，即使电桥的电源电压E恒定，电桥的输出与△R/R也不成正比。这说明 恒压源供电不能消除温度影响。 对于恒流源供电：供电电流为I，设四个桥臂的电阻相等，则 I ABC =I ADC =0.5I 有重力作用时，仍有 I ABC =I ADC = 0.5I 则电桥的输出为： U SC = 0.5I*(R+△R+△R T )- 0.5I*(R-△R+△R T )=I*△R 即 U SC = I*△R 式(2) 因此，采用恒流源供电，电桥的输出与温度无关。因此，一般采用恒流源供电为好。 由于工艺过程不能使每个桥臂电阻完全相等，因此，在零压力时，仍有电压输出，用恒流源供电仍有一定的温度误差。 四、设计提示 (1) 放大电路设计 首先，由于传感器测量范围是0 ～ 2Kg，灵敏度为1mV/V，其输出信号只有0 ～10mV左右；而A/D转换的输入应为0V ～ 1.999V，对应显示0 ～ 1.999Kg，当量为1mV/g，因此要求放大器的放大倍数约为200倍，一般采用二级放大器组成。 其次，在电路设计过程中应考虑电路抗干扰环节、稳定性。选择低失调电压，低漂移，高稳定
课程设计 课程名称软件测试技术题目名称图书系统软件测试专业班级软件工程 学生姓名 学号 指导教师褚伟 二○一六年五月二十四日
目录 1.测试需求分析 (3) 1.1系统概述 (4) 1.2测试需求 (4) 2. 测试概要 (5) 3.测试计划 (5) 3.1测试方案的选择 (5) 3.2测试方案： (7) 3.3测试项目 (7) 3.4测试准备 (7) 3.5 测试覆盖率要求 (7) 4.测试项目说明 (8) 4.1测试项目名称及测试内容 (8) 4.2测试用例 (9) 5.对软件功能的结论 (24) 5.1功能1（系统登录） (24) 5.2功能2（图书管理测试） (24) 5.3功能3（图书查询测试） (24) 5.4功能4（系统管理测试） (24) 5.5功能5（借书测试） (24) 5.6功能6（还书测试） (25) 6.测试评价与结论 (25) 6.1能力 (25) 6.2缺陷和限制 (25) 6.3建议 (25) 7.总结 (26) 8.参考资料 (27)
摘要（中英文）
1.测试需求分析 1.1系统概述 本图书管理系统是一款功能非常强大的图书管理软件，本系统在继承了以往系统版本优点的基础上做了进一步优化；在功能上，本系统不仅包含图书管理的常用功能（如书籍管理、期刊管理、物品管理、读者管理、借、还、预借、续借和统计分析等等功能），而且还增加了条码的生成和打印功能（不仅为使用者省去了购买价格昂贵的条码专用打印机的费用，而且条码产生更方便，与系统结合更紧密）。 考虑到很多单位和学校有现成的身份IC卡（校园卡、会员卡等），为了有效的利用这些已有资源，让使用者使用更方便，我们特在系统中加入了会员卡管理功能，这样，图书管理员不仅可以通过读者编号进行借阅操作，也可以通过已有的身份卡(配合刷卡机或者条码扫描抢使用)来完成操作；在系统的办卡管理中有新办卡、换卡和注销卡等功能，彻底解决丢卡后的安全隐患问题（向制卡公司定制卡时，一般会要求每张卡的ＩＤ号都不同，所以一旦换卡了，原来的会员卡就作废了，即使丢失卡被别人捡到也不能进行正常的借阅操作）。 本系统具有操作简单，易学易用的特点。在开发过程中，我们总结了多年使用电脑管理图书馆业务的经验，注意到工作人员在使用电脑时容易发生的人为错误，因而使系统具有较强的容错和排错功能，而且本系统自带了一些常用的资料库（如中图分类库，出版社库等，系统会自动根据图书的标准ＩＳＢＮ码检索出当前图书的出版社名称和出版地点等，从而实现图书的自动录入的功能），使得用户在录入图书资料时更轻松；系统也自带了通用数据导入功能，可以非常简单地把用户以前的已有资料或者通过采集器采集到的数据资料导入到本系统中，避免了大量的重复劳动。经过长时间的不断测试和完善，系统的安全性和稳定性得到保证。 本系统完全可以配合条码扫描枪使用，操作会更流畅，更简单。 技术简介：本系统采用Adaptive Server Anywhere数据库、C/S结构，完全支持多用户操作；可运行于 Windows9x/WindowsNT/2000/Xp/2003平台，有良好的兼容性、先进性与扩充性；可在线升级。 系统特点：操作简单、界面清晰、功能强大、运行稳定快速、系统资源占用少。 1.2测试需求 本次测试针对开发的图书馆管理系统进行，包括功能测试，界面测试，图书
目录 一、设计目的与要求 (1) 二、设计任务 (1) 三、设计内容 (1) 3.1 仪器简介 (1) 3.2设计原理、设计步骤及数据分析 (3) 利萨如图形法测量简谐振动频率 (3) 振动测试 (9) 四、简支梁振动系统综合性能测试 (13) 振动系统固有频率测试的方法 (13) 隔振 (17) 单式动力吸振器吸振的实验分析 (18) 复式动力吸振器吸振的实验分析 (19) 五、设计心得 (22) 六、参考文献 (23) 七、指导老师评语 (24)
简支梁动态特性综合测试方法 一、设计目的与要求 1. 学习测试系统的搭建以及相应仪器的使用 2. 学习振动系统的频率阻尼计算、测试的各种方法 3. 学习振动量（位移、速度、加速度）的测量及之间关系 4. 学习振动系统特性的测试方法及频谱的分析方法 5. 学习振动系统吸振、隔振的方法及分析其频率 二、设计任务 1.掌握仪器设备的使用方法以及测试系统的安装调试 2.掌握多种简谐振动的频率方法，特别是使用“利萨如图形法” 3.掌握位移、速度、加速度的测定方法以及它们之间的关系 4.掌握频谱分析方法以及它们的应用条件，理解频谱图的含义 5.掌握吸振、减振的方法，并会计算隔振频率 三、设计内容 3.1 仪器简介 DHVTC振动测试与控制实验系统的组成： 如图1所示，实验系统由“振动与控制实验台”、激振测振系统与动态分析仪组成。 1、底座） 2、支座） 3、二（三）自由度系统） 4、薄壁圆板） 5、非接触式激振器） 6、接触式激振器） 7、力传感器） 8、偏心电机） 9、磁电式速度传感器）10、被动隔振系统）11、简支梁）12、主动隔振空气阻尼器）13、单/复式动力吸振器）14、压电式
《测试技术基础课程设计》 题目高度计的设计 时间 班级 姓名 学号 指导教师 2016年6月17日
前言 随着科学技术的迅猛发展，非物理量的测试与控制技术，已越来越广泛地应用于航天、航空、交通运输、冶金、机械制造、石化、轻工、技术监督与测试等技术领域，而且也正逐步引入人们的日常生活中去。传感器技术是实现测试与自动控制的重要环节。在测试系统中，被作为一次仪表定位，其主要特征是能准确传递和检测出某一形态的信息，并将其转换成另一形态的信息。 传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受（或响应）与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置。其中电阻应变式传感器是被广泛用于电子秤和各种新型机构的测力装置，其精度和范围度是根据需要来选定的。因此，应根据测量对象的要求，恰当地选择精度和范围度是至关重要的。但无论何种条件、场合使用的传感器，均要求其性能稳定，数据可靠，经久耐用。 本次课程设计的是压力传感器中的高度计。微型硅压阻式传感器、单片机、A/D转换、精密参考电压、显示驱动模块、串口通信模块、电源模块等几部分组成了它的硬件结构。高度计的软件结构由初始化子程序，采样数据处理，A/D转换子程序，压力补偿子程序，数据处理子程序，高度计算子程序，通信子程序，显示子程序等部分组成。 2 / 12 高度计根据压阻式压力传感器原理，因为所测压力大小P与传感器输出电压U有函数关系，可以由电压U计算出压力P。由于传感器的零位和灵敏度会随温度漂移，所以还需要修正，根据一定温度修正后压力P与电压U的关系式，可以由所测电压U计算出实际压力P。
目录 1、课程设计目的和要求----------------------------------------------------4 2、课程设计任务----------------------------------------------------------5 3、系统的设计------------------------------------------------------------6 3.1、气压高度计设计的理论基础---------------------------------------------6 3.2、高度计的硬件设计-----------------------------------------------------6 3.2.1 、单片机 ---------------------------------------------------------7 3.2.2、压阻式传感器-----------------------------------------------------7 3.2.3、 ADC芯片---------------------------------------------------------7 3.2.4、显示通信电路----------------------------------------------------7 3.2.5、电源与抗干扰设计------------------------------------------------7 3.3、高度计的软件设计----------------------------------------------------8 4、误差分析---------------------------------------------------------------10 5 、体会------------------------------------------------------------------11 参考资料-----------------------------------------------------------------12
电子技术课程设计说明书 题目：声音传输系统 学生姓名：陈君 学号： 200906040215 院（系）：电气与信息工程学院 专业：测控技术与仪器 指导教师：戴庆瑜 2011 年 11 月18日
目录 1 选题背景................................................................................................................................ 1．1 指导思想 (1) 1．2 方案论证 (1) 1．3 基本设计任务 (1) 1．4 发挥设计任务 (1) 1．5电路特点 (2) 2 电路设计................................................................................................................................ 2.1 总体方框图 (3) 2.2 工作原理 (3) 3 各主要电路及部件工作原理................................................................................................ 3.1 555构成多谐振荡器简要说明 (4) 3. 2音频功率放大器LM386简要说明 (4) 3.3LM567简要说明 (5) 4 原理总图 (6) 5 元器件清单 (6) 6 调试过程及测试数据............................................................................................................ 6.1 通电前检查 (7) 6.2 通电检查 (7) 6.2.1电源的检查 (7) 6.2.2 555输出电路调试 (7) 6.2.3 LM386的调试 (7) 6.2.4 LM567的调试 (7) 6.3 结果分析 (7) 7 小结 (7) 8 设计体会及今后的改进意见 (11) 8.1 体会 (7) 8.2 本方案特点及存在的问题 (8) 8.3 改进意见 (8) 参考文献 (8)
管理学院电子商务专业 信息系统测试课程设计 （2011 —2012学年第 2 学期） 设计名称：eshop商城系统测试报告 --------------------------------------- 班级: 电商092 ---------------------- 姓名：李伟（组长）、桂琳、王洋、郑肖南 --------------------------------------------- 指导教师：信管教研室 --------------------- 成绩： ---------------------- 地点：管院实验室 ------------- 序号： 2012年07月06日
Eshop商城购物网站管理系统测试报告 1概述 1.1背景 本次测试的测试对象为eshop商城购物网站管理系统。系统具体分为商品展示，在线购物，在线支付，商品评论，在线客服等功能模块，以及商品管理，财务管理，订单管理，销售管理，用户管理，信息管理，数据库管理等后台功能模块。 前台主要功能：网站设以下功能模块：关于我们、购物车、新品上架购物指南，报价中心、留言反馈 1、新品上架后台最新添加产品会默认为新品在新品栏 2、商品分类：后台自行添加大类和小类 3、热销排行：产品受关注度自行生成 4. 关于我们：用户可以根据自己的需要后台自行修改 5、留言反馈：用户可以发表对商品的评论 6. 我的购物车：用户购买商品时可以查看购物车内的产品。 7、订单查询：客户可以根据产品的订单号查询订单的情况。 后台主要功能：网站设以下功能模块：管理首选、商品管理、财务管理、销售管理、用户管理、信息管理、系统管理、系统维护 1、管理首选包括修改密码、广告管理、退出登录 ①、修改密码：修改后台管理员登陆密码 ②、广告管理：的前台广告进行管理 ③、退出登录：退出后台管理界面 2、商品管理包括：添加商品、管理商品、类别管理、品牌设置 材质管理、单位管理、供货商添加、 供货商管理、商品评论管理、缺货商品管理 下架商品管理
西华大学课程设计说明书
前 言
锁相环路（PLL）是一个相位误差控制系统，是将输入信号（参考信号）和输出信号之间 的相位进行比较，产生相位误差电压来调整输出信号的相位，使输出信号频率与参考信号频 率相同。 信号锁相技术广泛应用于自动化控制等领域。利用该技术可以产生同步于被锁输入信号 的整数倍频或者分数倍频的输出控制信号。锁相环的基本结构是由鉴相、环路滤波、可控振 荡器和 M 倍分频等模块组成的一个反馈环路。输入的被锁信号首先与同步倍频信号经过 M 倍 分频后产生的锁相信号进行鉴相处理，输出相位误差信号。环路滤波模块通常具有低通特性， 它将相位误差信号转化为稳定的控制信号，从而控制可控振荡器模块，产生稳定的频率信号 输出。这个频率信号就是所需的同步倍频信号。如果整个反馈环路锁相稳定，锁相环输出的 同步倍频信号的频率就是其输入的被锁信号频率的 M 倍。假如被锁信号在输入鉴相模块之前 又先被分频了 L 倍，则锁相获得的同步倍频信号的频率就是被锁信号频率的 M/L 倍。 锁相环路的应用十分广泛。在稳频技术中的应用，如：锁相倍频器，锁相分频器，锁相 混频器，锁相合成器等；在调制解调技术中的应用，如：锁相调频和鉴频，同步检波等。除 了以上所介绍的锁相环路的应用外，它还应用于空间技术（例如，由于各种原因使地面接收 的空间信号十分微弱，采用锁相接收机可使接收机接收微弱空间信号的能力大大加强）等方 面。由于锁相环路易集成化，锁相环路已成为继集成运放之后，又一个用途广泛的多功能集 成电路。 目前锁相环应用广泛，比如：在通信中应用于调制解调自动频率微调等系统；在雷达中 应用于天线自动跟踪与精密辅角偏转测量等系统；在空间技术中主要应用于测速定轨、测距 与遥测数据获取等系统；在电视机中应用于电视机同步、门限扩展解调的同步检波。
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检测技术及仪表课程设计报告 1、1 课程设计目的针对“应用技术主导型”普通工科高等教育的特点，从工程创新的理念出发，以工程思维模式为主，旨在培养突出“实践能力、创新意识和创业精神”特色的、适应当前经济社会发展需要的“工程应用型人才”。通过在模拟的实战环境中系统锻炼，使学生的学习能力、思维能力、动手能力、工程创新能力和承受挫折能力都得到综合提高。以增强就业竞争力和工作适应力。 1、2课题介绍本课设题目以多功能动态实验装置为对象，要求综合以前所学知识，完成此实验装置所需参数的检测。设计检测方案，包括检测方法，仪表种类选用以及需要注意事项，并分析误差产生的原因等等。 1、3 实验背景知识换热设备污垢的形成过程是一个极其复杂的能量、质量和动量传递的物理化学过程，污垢的存在给广泛应用于各工业企业的换热设备造成极大的经济损失，因而污垢问题成为传热学界和工业界分关注而又至今未能解决的难题之一。 1、4 实验原理 1、4、1 检测方法按对沉积物的监测手段分有：热学法和非传热量的污垢监测法。热学法中又可分为热阻表示法和温差表示法两种；非传热量的污垢监测法又有直接称重法、厚度测量法、压降测量法、放射技术、时间推移电影法、显微照相法、电解法
和化学法。这些监测方法中，对换热设备而言，最直接而且与换热设备性能联系最密切的莫过于热学法。这里选择热学法中的污垢热阻法。 1、4、2 热阻法原理简介表示换热面上污垢沉积量的特征参数有：单位面积上的污垢沉积质量mf，污垢层平均厚度δf和污垢热阻Rf。这三者之间的关系由式表示： （1-1）图1-1 清洁和有污垢时的温度分布及热阻通常测量污垢热阻的原理如下：设传热过程是在热流密度q为常数情况下进行的，图1a为换热面两侧处于清洁状态下的温度分布，其总的传热热阻为： （1-2）图1b为两侧有污垢时的温度分布，其总传热热阻为： （1-3）忽略换热面上污垢的积聚对壁面与流体的对流传热系数影响，则可认为（1-4）于是两式相减得： （1-5）该式表明污垢热阻可以通过清洁状态和受污染状态下总传热系数的测量而间接测量出来。实验研究或实际生产则常常要求测量局部污垢热阻，这可通过测量所要求部位的壁温表示。为明晰起见，假定换热面只有一侧有污垢存在，则有：（1-6）（1-7）若在结垢过程中，q、Tb均得持不变，且同样假定（1-8）则两式相减有： （1-9）这样，换热面有垢一侧的污垢热阻可以通过测量清洁状态和污染状态下的壁温和热流而被间接测量出来。
南京理工大学泰州科技学院 计算机科学与技术系计算机科学与技术专业11(1)班级 课程名：数据库原理及应用课程设计课程设计说明书 姓名：任琰学号：1109030135指导老师：王云 设计地点：四号楼4301教室 起讫时间：2013.07.01—2013.07.05 完成报告书时间：2013年7月5日 计算机科学与技术系编印 2013年1月
课程设计要求 各专业学生应根据课程任教老师的要求，做出选题计划，并按下列要求完成课程设计任务。 一、学生应按照老师的要求完成规定的课程设计任务量。 二、课程设计报告书要求格式统一，字迹工整，语言简练,文字通顺,按课程设计格式要求书写。程序清单不够填写时统一用A4纸补充并粘贴。对不按格式要求书写或打印的报告书一律不收，也不得进行答辩和评分。 三、必须独立完成课程设计，不得相互抄袭。在答辩和批阅过程中发现源程序相同或有大面积抄袭现象，课程任教老师有权通知学生重做，不得给予评分，并通知相关系部做出处理。 四、学生课程设计结束后应提交的材料： （1）课程设计说明书（3000字以上）； （2）包含完整的、正确的源程序代码（含电子文档）； （3）答辨材料（介绍课程设计要点）。
参考文献情况 序号名称编著者出版社 1《数据库系统原理与设计实验教程》吴京慧清华大学出版社2《SQL SERVER2000数据库原理及应用》徐人凤北京高等教育出版社3《数据库系统概论》萨师煊高等教育出版社4《在线考试系统的设计与实现》崔小军襄樊职业技术学院报5《考试分析系统和题库的设计与实现》李大可四川师范大学出版社
课程设计考核情况 教师评价情况 指导老师评语: 指导老师：_____________(签名) 日期：年月日 学生答辩情况 答辩（组）评语: 主答辩老师:____________(签名) 答辩日期:年月日 综合成绩评定情况 综合评价等级:__________________ 注：共分五个等级(1.优秀2、良好3、中等4、及格5、不合格)
集 成 电 路 实 验 报 告 学号：110800316 姓名：苏毅坚指导老师：罗国新 2011年1月
锁相环CD4046设计频率合成器 实验目的：设计一个基于锁相环CD4046设计频率合成器 范围是10k~100K，步进为1K 设计和制作步骤： 确定电路形式，画出电路图。 计算电路元件参数并选取元件。 组装焊接电路。 调试并测量电路性能。 确定电路组成方案 原理框图如下，锁相环路对稳定度的参考振动器锁定，环内串接可编程的分频器，通过改变分频器的分配比N，从而就得到N倍参考频率的稳定输出。 晶体振荡器输出的信号频率f1， 经固定分频后（M分频）得到 基准频率f1’，输入锁相环的相 位比较器（PC）。锁相环的VCO 输出信号经可编程分频器（N分频） 后输入到PC的另一端，这两个信号进行相位比较，当锁相环路锁定后得到：f1/M=f1’=f2/N 故f2=Nf’1 (f’1为基准频率) 当N变化时，就可以得到一系列的输出频率f2。 设计方法 （一）、振荡源的设计 用CMOS与非门和1M晶体组成 1MHz振荡器，如图14。图中Rf 使 F1工作于线性放大区。晶体的等效 电感，C1、C2构成谐振回路。C1、 C2可利用器件的分布电容不另接。 F1、F2、F3使用CD4049。 （二）、N分频的设计 N分频采用CD40103进行分频。CD40103是BCD码8位分频器。采用8位拨码开关控制分频大小。输入的二进制大小即为分频器N分频。图中RP1为1K排阻
（三）、1KHZ标准信号源设计（即M分频的设计） 根据4518的输出波形图，可以看出4518包含二分频、四分频、十分频，用二片CD4518（共4个计数器）组成一个1000分频器，也就是三个十分频器，这样信号变为2Khz.再经过双D触发器，这样就可把2MHz的晶振信号变成500hz 的标准信号。如下图所示： （四） 4046锁相环的设计锁相环4046为主芯片。电路图如下：500Hz 信号从14脚输入。3 脚4脚接N分频电路，即40103分频电路。13脚接低通滤波器。 本设计中，M固定，N可变。基准频率f’1 定为1KHz，改变N值，使N=1~999，则可产生 f2=1KHz—999KHz的频率范围。 锁相环锁存范围： fmax=100KHz fmin=1KHz
传感器与测试技术课程设计 《荷重传感器及电子秤》 课程设计
分校（站、点）： 年级、专业：机械制造及其自动化 学生姓名： 学号： 指导教师： 完成日期： 2012、6 一，设计简述 随着现代化生产的发展，电子秤在许多商业活动中已成为不可缺少的计量工具。电子秤作为一个典型的自动检测系统，也可归纳为由三大环节所组成。 如图1所示一次仪表通常指的是传感器，它是由敏感元件，电路，机构等组成，是利用某些特殊材料对某些物理量具有一定的敏感，然后转换成电量（电压，电流）。通常来自一次仪表的电信号比较弱小，不足以驱动显示器。为此采用二次仪表对信号进行放大；来自一次仪表的电信号往往还夹带外部的干扰信号，必须把它去除，一般二次仪表还包括滤波电路用以消除干扰。传感器的转换关系往往并不服从线性关系，所以有时还需要进行适当的线性补偿处理。故称二次仪表为测量与显示部件。
二次仪表的输出信号可能是模拟量，也可能是数字量。三次仪表是采用了计算机技术，所以要求二次仪表的输出信号必须是数字信号。三次仪表将进一步对信号进行处理并形成控制量输出。作为规模较小的仪表系统，三次仪表主要是以中央处理器为核心的数字电路，组成智能化仪表。使整个测量系统的性能与功能大大提高。 图2所示的以单片机为核心部件组成三次仪表，它大大丰富了电子秤功能。 各种各样形式的电子秤的仪表结构都是大同小异的，都必须利用荷重传感器来采集重量信号并变换成相应大小的电信号。电子秤的二次仪表把来自荷重传感器的微弱电压信号进行放大，滤波。这不仅为了提高灵敏度，更重要的是与下一环节的电路进行正确匹配。目前大多数电子秤是数字显示方式，所以模拟信号还必须作模数转换。有了AD转换器的数码信号，就可以进行自动标度变换、自动超载报警、自动数字显示。还可以增加人机对话键盘、与外部设备的数据交换与通信、输出模拟或数字控制信号等功能。由此大大提高了性能。 二，设计过程 1、荷重传感器电子称传感器的选用 荷重传感器的形式有电阻式、电容式、压磁式等多种形式。电阻式传感器又分为