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整形、倍频电路、定时电路、计数译码显示这五个单元模块的设计和连接,最终实现要求设计的功能。
三设计方案的论证(理论依据,多种方案的分析比较)
f方案一:(1)传感器是将脉搏跳动信号转换为与此相对应的电脉冲信号。(2)放大整形电路把传感器的微弱电流,微弱电压放大,整形出去杂散信号。(3)倍频器是将整形后所得到的脉冲信号的频率提高。如将15s传感器所获得的信号频率4倍频,即可得到对应一分钟的脉冲数,从而缩短测量时间。(4)控制电路用555保证基准时间控制,4倍频后的脉冲信号送计数、显示电路中。(5)计数、译码、显示电路用来读出脉搏数,以十进制数的形式由数码管显示出来。
上述测量过程中,由于对脉冲进行了4倍频,计数时间也相应地缩短了4倍15S,而数码管显示的数字却是1mi
的脉搏跳动次数。用这种方案测量的误差为±4次/mi
,测量时间越短,误差也就越大。
电路原理框图如图1所示:


传感器
放大与整形
倍频器






基准时间产生电路



图1方案一脉搏计原理框图
此方案采用脉搏传感器,74LS160计数器集成运放放大电路,555构成的单稳态触发器,D触发器组成的4倍频电路等电路。脉搏传感器作用将脉搏信号转换为响应的电脉搏冲信号。放大电路多种多样,本次试验采用比较简单,廉价的运放电路。由一个运放器和三个电阻就组成了。放大倍数可调。倍频电路对脉搏进行调频,如将15S传感器所获得信号频率4倍频即可得到对应一分钟的脉冲数,从而缩短测量时间。555定时器是为了实验在规定时间完成。本设计采用简单的74LS160作为计数器,因为它是十进制计数器,无需改装,直接使用。因为脉搏测量器所需的上百位的数字。因此将三片74LS160直接进行进位方式连接,即得千进制计数器。结合以上各部分电路容及设计要求分析,以控制电路为枢纽,将经传感器、放大整形电路、倍频电路的脉搏信号和时间信号通过控制电路实现对计数器的控制,使其能够准确的显示脉搏数。根据此框图,各部分电路有如下几
f种设计方案:放大电路可以在同相放大器和反相放大器之间选择,二者几乎没有区别,在此选择使用反相比较器,整形电路可以用555构成的施密特触发器或者由运放组成的迟滞电压比较器,考虑到运放的使用较555简单方便,选择用运放构成迟滞比较器,倍频电路的形式很多,可以用锁相倍频器或者异或门倍频器等,由于锁相倍频器电路比较复杂,成本比较高,所以这里采用了能满足设计要求的D触发器组成的4r
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