方波-三角波發(fā)生器設(shè)計(jì)報(bào)告.doc

電子工程學(xué)院課外學(xué)分設(shè)計(jì)報(bào)告題目:方波三角波函數(shù)發(fā)生器 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 通信工程 實(shí) 驗(yàn) 室： 開放實(shí)驗(yàn)室 班 級(jí)： A1011 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2011年 月 日 年 月 日評(píng)定成績： 審閱教師： 陳燕芳 目 錄一、專業(yè)綜合設(shè)計(jì)任務(wù)22.1 設(shè)計(jì)目的22.2設(shè)計(jì)任務(wù)32.3課程設(shè)計(jì)的要求及技術(shù)指標(biāo)3二、方案設(shè)計(jì)及論證31滯回電壓比較器32方波三角波發(fā)生器43方波三角波發(fā)生器的設(shè)計(jì)6三、實(shí)驗(yàn)元器件清單6四、實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)與測(cè)試61滯回電壓比較器直流傳遞特性的測(cè)定62方波三角波發(fā)生器實(shí)現(xiàn)7五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)7六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)及心得8七、關(guān)于實(shí)驗(yàn)的思考9一、專業(yè)綜合設(shè)計(jì)任務(wù)2.1 設(shè)計(jì)目的 1. 學(xué)習(xí)由運(yùn)算放大器組成的方波三角波發(fā)生器電路，提高對(duì)運(yùn)算放大器非線性應(yīng)用的認(rèn)識(shí)。2掌握方波三角波發(fā)生電路的分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試方法。3能用平時(shí)PSpice批側(cè)分析振蕩電路。2.2設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)方波三角波函數(shù)信號(hào)發(fā)生器2.3課程設(shè)計(jì)的要求及技術(shù)指標(biāo)1、設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試函數(shù)發(fā)生器2、輸出波形：、方波、三角波；3、要有穩(wěn)定的輸出波形。4、頻率范圍： 100HZ1kHZ, 1HZ10kHZ；輸出電壓： 方波VP-P24V , 三角波VP-P6V；波形特性： 方波投入tr30s(1KHZ ,最大輸出時(shí))，三角波2注明：本次實(shí)驗(yàn)為多人合作，分工明確，本人負(fù)責(zé)電路的分析和調(diào)試。二、方案設(shè)計(jì)及論證1滯回電壓比較器圖10-1為一種滯回電壓比較器電路，雙穩(wěn)壓管用于輸出電壓限幅，R3起限流作用，R2和R1構(gòu)成正反饋，運(yùn)算放大器當(dāng)upun時(shí)工作在正飽和區(qū)，而當(dāng)unup時(shí)工作在負(fù)飽和區(qū)。從電路結(jié)構(gòu)可知，當(dāng)輸入電壓uin小于某一負(fù)值電壓時(shí)，輸出電壓uo= -UZ；當(dāng)輸入電壓uin大于某一電壓時(shí)，uo= +UZ。運(yùn)算放大器在兩個(gè)飽和區(qū)翻轉(zhuǎn)時(shí)up=un=0，由此可確定出翻轉(zhuǎn)時(shí)的輸入電壓。up用uin和uo表示，有根據(jù)翻轉(zhuǎn)條件，令上式右方為零，得此時(shí)的輸入電壓Uth稱為閾值電壓。滯回電壓比較器的直流傳遞特性如圖10-2所示。設(shè)輸入電壓初始值小于-Uth，此時(shí)uo= -UZ ；增大uin，當(dāng)uin=Uth時(shí)，運(yùn)放輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，進(jìn)入正飽和區(qū)。如果初始時(shí)刻運(yùn)放工作在正飽和區(qū)，減小uin ，當(dāng)uin= -Uth時(shí)，運(yùn)放則開始進(jìn)入負(fù)飽和區(qū)。 圖10-1 滯回電壓比較器 圖10-2 滯回電壓比較器的直流傳遞特性如果給圖10-1所示電路輸入三角波電壓，其幅值大于Uth ，設(shè)t = 0時(shí)，uo= -UZ 其輸出波形如圖10-3所示。可見，輸出為方波。圖10-3 輸入為三角波時(shí)滯回電壓比較器的輸出波形2方波三角波發(fā)生器給圖10-1所示的滯回電壓比較器級(jí)聯(lián)一積分器，再將積分器的輸出作為比較器的輸入，如圖10-4所示。由于積分器可將方波變?yōu)槿遣?，而比較器的輸入又正好為三角波，因此可定性判斷出，圖10-4電路的輸出電壓uo1為方波，uo2為三角波，如圖10-5所示。下面分析其振蕩周期。圖10-4 方波三角波發(fā)生器積分器輸出電壓從-Uth增加到+Uth所需的時(shí)間為振蕩周期T的一半，由積分器關(guān)系式或注意到，故振蕩頻率則為圖10-5 方波三角波發(fā)生器的輸出波形3方波三角波發(fā)生器的設(shè)計(jì) （1）雙穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓根據(jù)方波幅值選取，電阻R3根據(jù)雙穩(wěn)壓二極管的最大電流確定。 （2）電阻R1和R2根據(jù)三角波的幅值確定。（3）電阻R和電容C則根據(jù)振蕩頻率要求確定，電容C的值不宜太大，以減小積分誤差。三、實(shí)驗(yàn)元器件清單雙路直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)示波器1臺(tái)數(shù)字多用表1只運(yùn)算放大器 LM324或LM3482片穩(wěn)壓二極管 2DW2302只電阻 4.3 k、20k、10k、2k各1只電容 0.1 mF1只四、實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)與測(cè)試“方波三角波發(fā)生器”實(shí)驗(yàn)包括滯回電壓比較器直流傳遞特性的測(cè)定及方波三角波發(fā)生器的實(shí)現(xiàn)。 1滯回電壓比較器直流傳遞特性的測(cè)定按圖10-6接線（電路圖特寫），R1=10k、R2=20k、R3=4.3k,R=2kUZ6V、U+= +15V，U-= -15V，最后在面包板上形成這樣的電路(電路連線鏡頭)。給比較器加一適當(dāng)頻率和幅值的正弦電壓，用示波器觀察并記錄傳遞特性和輸出波形，并測(cè)定閾值電壓。 (a) (b)圖10-6 (a) 滯回電壓比較器 (b) 2DW230穩(wěn)壓二極管的封裝2方波三角波發(fā)生器實(shí)現(xiàn)按圖10-7接線（電路圖特寫），用示波器觀察uo1和 uo2的波形，其中uo1為方波，uo2為三角波。最后要求測(cè)出其幅值和頻率。圖10-7 方波三角波發(fā)生器產(chǎn)生三角波五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1接線前用數(shù)字多用表測(cè)量電阻、電容參數(shù)，并作好記錄。2觀察振蕩波形時(shí)，注意兩個(gè)輸出電壓的相位關(guān)系。3. 運(yùn)算放大器的電源線、地線切勿接錯(cuò)，否則容易損壞集成片。4運(yùn)算放大器LM324/ LM348的封裝圖與技術(shù)參數(shù)請(qǐng)預(yù)習(xí)有關(guān)附錄。六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)及心得產(chǎn)生方波產(chǎn)生三角波1、通過這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我們動(dòng)手、思考和解決問題的能力。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我們通過這個(gè)方案包括設(shè)計(jì)了一套電路原理和其他類型的各種電路原理。通過對(duì)他們的比較和認(rèn)識(shí)，我找到了簡(jiǎn)單、正確的方法。2、通過對(duì)電路條件的限制，要求我們能更深次地理解各種器件的原理及使用規(guī)則，對(duì)具體的情況做到正確的判斷，提高了我們對(duì)書本知識(shí)的掌握，也把我們從理論水平提高到實(shí)踐水平。3、我沉得做課程設(shè)計(jì)同時(shí)也是對(duì)課本知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識(shí)太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個(gè)元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計(jì)過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對(duì)于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識(shí)。4、在對(duì)各種方案進(jìn)行排查時(shí)，我們才了解到我們現(xiàn)在的知識(shí)水平還很有限，需要我們自己拓展，要多看一些關(guān)于其他類型的不同的見解。 5、盡管課程設(shè)計(jì)是在期末才開始，我們的教材學(xué)習(xí)完畢，掌握許多知識(shí)，但是還有很多地方理解領(lǐng)悟不到位，由于對(duì)電路相關(guān)章節(jié)未能掌握以致用到秒脈沖產(chǎn)生電路無法自行設(shè)計(jì)，只得參考其他文獻(xiàn)，在EWB中試行操作，逐步摸索。徹悟?qū)W海無涯只有苦來作舟，學(xué)無止境只有書來作伴。6、從理論到實(shí)踐，在整整一個(gè)學(xué)期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。 7、這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，都是很難弄懂的，但我都更加認(rèn)真的去做，這樣才可以不斷地提高自己。七、關(guān)于實(shí)驗(yàn)的思考1會(huì)分析比較器和方波三角波發(fā)生器。2根據(jù)電路參數(shù)計(jì)算出比較器的閾值電壓、方波三角波發(fā)生器的振蕩周期和頻率。3說明圖10-7所示電路中兩個(gè)運(yùn)算放大器的工作區(qū)域，實(shí)驗(yàn)中如何用多用表定性判斷運(yùn)算放大器是否損壞。1)其他形式滯回比較器的實(shí)現(xiàn)。2)鋸齒波發(fā)生器的實(shí)現(xiàn)