函數(shù)發(fā)生器課程設(shè)計(jì)

1、摘 要 函數(shù)發(fā)生器是一種用于產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的電子儀器，它廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)、科研和國(guó)防等各個(gè)領(lǐng)域中，所以論文選題具有一定的實(shí)用意義。本文介在紹了函數(shù)發(fā)生器的基本概念及原理的基礎(chǔ)上，采用at89c52單片機(jī)為核心，完成了簡(jiǎn)易的dds函數(shù)發(fā)生器的硬件設(shè)計(jì)和軟件編程，并通過(guò)調(diào)試實(shí)現(xiàn)了其功能和主要技術(shù)指標(biāo)。在系統(tǒng)的硬件部分，設(shè)計(jì)了由單片機(jī)最小系統(tǒng)為核心、通過(guò)接口設(shè)計(jì)，擴(kuò)展了dac轉(zhuǎn)換模塊、按鍵和led顯示模塊。其中，采用兩片dac0832實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化的頻率合成器(簡(jiǎn)稱(chēng)dds)。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)是在keil uvision4的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下，采用c語(yǔ)言完成了應(yīng)用系統(tǒng)軟件編程，包括主程序、產(chǎn)生四種常用信號(hào)的程

2、序、按鍵功能和顯示子程序等電腦模塊；模塊化的編程使得程序具有可讀性和易于維護(hù)的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞 信號(hào)發(fā)生器；at89c52；dds；單片機(jī) abstarct function generator is used to generate standard signals with electronic devices, it is widely used in industrial production, scientific research and national defense and other fields, so the thesis topic has some practical

3、significance. introduction this paper introduce the function generator in the basic concepts and principles, based on using at89c52 microcontroller as the core, completing the dds function generator simple hardware design and software programming, and through the commissioning function and to achiev

4、e its main technical indicators. hardware in the system designed by the smallest single-chip system is the core interface design, extends the dac conversion modules, buttons and led display modules. among them, using two dac0832 enables a fully digital frequency synthesizer (referred to as dds). sys

5、tem software design is keil uvision4 integrated development environment, using c language to complete the application system software programming, including the main program, resulting in four common signal process, key features and display routines and other computer modules; modular programming ma

6、kes the program readable and easy to maintain.keywords signal；generator； at89c52； dds； single-chip目錄摘 要iabstractii第一章、引言5第二章、方案的選擇52.1、方案一62.2、方案二72.3、方案三7第三章、基本原理123.1、函數(shù)發(fā)生器的組成133.2、方波發(fā)生器133.3、三角波發(fā)生器14 3.4、正弦波發(fā)生器12第四章、電路仿真84.1、放置電源及信號(hào)源84.2、設(shè)置仿真參數(shù)104.3、查看仿真波形11第五章、穩(wěn)壓電源135.1直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)思路135.2直流穩(wěn)壓電源原理135

7、.3設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介14第六章、振蕩電路86.1、rc振蕩電路的設(shè)計(jì)8第七章、元件清單17總 結(jié)18參 考 文 獻(xiàn)19致 謝18附錄 118附錄 218第一章 引言1.1選題背景及意義函數(shù)發(fā)生器又稱(chēng)信號(hào)源或振蕩器，在生產(chǎn)實(shí)踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛的信號(hào)發(fā)生器又稱(chēng)信號(hào)源或振蕩器，在生產(chǎn)實(shí)踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。各種波形曲線(xiàn)均可以用三角函數(shù)方程式來(lái)表示。能夠產(chǎn)生多種波形,如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路被稱(chēng)為函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。在通信、廣播、電視系統(tǒng)，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)，函數(shù)信號(hào)發(fā)生器在實(shí)驗(yàn)和設(shè)備檢測(cè)中具有十分廣泛的用途。1.1.1本課題的研究現(xiàn)狀函數(shù)發(fā)生器既可以構(gòu)成獨(dú)立的

8、信號(hào)源，也可以是高性能網(wǎng)絡(luò)分析儀、頻譜儀及其它自動(dòng)測(cè)試設(shè)備的組成部分。函數(shù)發(fā)生器的關(guān)鍵技術(shù)是多種高性能儀器的支撐技術(shù)，因?yàn)樗軌蛱峁└哔|(zhì)量的精密信號(hào)源及掃頻源，可使相應(yīng)系統(tǒng)的檢測(cè)過(guò)程大大簡(jiǎn)化，降低檢測(cè)費(fèi)用并極大地提高檢測(cè)精度。美國(guó)安捷倫生產(chǎn)的33250a型函數(shù)/任意波形發(fā)生器可以產(chǎn)生穩(wěn)定、精確和低失真的任意波形，其輸出頻率范圍為1hz80mhz，而輸出幅度為10mvpp10vpp；該公司生產(chǎn)的8648d射頻信號(hào)發(fā)生器的頻率覆蓋范圍更可高達(dá)9khz4ghz。國(guó)產(chǎn)sg1060數(shù)字合成信號(hào)發(fā)生器能雙通道同時(shí)輸出高分辨率、高精度、高可靠性的各種波形，頻率覆蓋范圍為1hz60mhz；國(guó)產(chǎn)s1000型數(shù)字

9、合成掃頻信號(hào)發(fā)生器通過(guò)采用新技術(shù)、新器件實(shí)現(xiàn)高精度、寬頻帶的掃頻源，同時(shí)應(yīng)用dds和鎖相技術(shù)，使頻率范圍從1mhz1024mhz能精確地分辨到100hz，它既是一臺(tái)高精度的掃頻源，同時(shí)也是一臺(tái)高精度的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器。還有很多其它類(lèi)型的信號(hào)發(fā)生器，他們各有各的優(yōu)點(diǎn)，但是函數(shù)發(fā)生器總的趨勢(shì)將向著寬頻率覆蓋、高頻率精度、多功能、多用途、自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展。 目前，市場(chǎng)上的信號(hào)發(fā)生器多種多樣，一般按頻帶分為以下幾種：超高頻：頻率范圍1mhz以上，可達(dá)幾十兆赫茲。高頻：幾百khz到幾mhz。低頻：頻率范圍為幾十hz到幾百khz。超低頻：頻率范圍為零點(diǎn)幾赫茲到幾百赫茲。超高頻信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生波形一般用

10、lc振蕩電路。高頻、低頻和超低頻信號(hào)發(fā)生器，大多使用文氏橋振蕩電路，即rc振蕩電路，通過(guò)改變電容和電阻值，改變頻率。用以上原理設(shè)計(jì)的信號(hào)發(fā)生器，其輸出波形一般只有兩種，即正弦波和脈沖波，其零點(diǎn)不可調(diào)，而且價(jià)格也比較貴，一般在幾百元左右。在實(shí)際應(yīng)用中，超低頻波和高頻波一般是不用的，一般用中頻，即幾十hz到幾十khz。用單片機(jī)89s52,加上一片dac0832,就可以做成一個(gè)簡(jiǎn)單的信號(hào)發(fā)生器，其頻率受單片機(jī)運(yùn)行的程序的控制。再在dac0808輸出端加上一些電壓變換電路，就完成了一個(gè)頻率、幅值、零點(diǎn)均可調(diào)的多功能信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)。這樣的機(jī)器體積小，價(jià)格便宜，耗電少，頻率適中，便于攜帶。1.1.2選題

11、目的及意義函數(shù)發(fā)生器是一種經(jīng)常使用的設(shè)備，由純粹物理器件構(gòu)成的傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法存在許多弊端，如：體積較大、重量較沉、移動(dòng)不夠方便、信號(hào)失真較大、波形種類(lèi)過(guò)于單一、波形形狀調(diào)節(jié)過(guò)于死板，無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)精度、便攜性、穩(wěn)定性等的要求，研究設(shè)計(jì)出一種具有頻率穩(wěn)定、準(zhǔn)確、波形質(zhì)量好、輸出頻率范圍寬、便攜性好等特點(diǎn)的波形發(fā)生器具有較好的市場(chǎng)前景，以滿(mǎn)足軍事和民用領(lǐng)域?qū)π盘?hào)源的要求。本次設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是學(xué)習(xí)和運(yùn)用單片機(jī)的c語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言，通過(guò)現(xiàn)有多功能電子學(xué)習(xí)機(jī)部分已有器件，實(shí)現(xiàn)利用單片機(jī)at89c52和8位d/a轉(zhuǎn)換芯片dac0832共同實(shí)現(xiàn)正弦波，方波，三角波，鋸齒波這四種常見(jiàn)波形的發(fā)生，并且可以接收外接

12、鍵盤(pán)輸入而在一定范圍內(nèi)改變頻率。 在無(wú)標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)發(fā)生儀器時(shí)，本設(shè)計(jì)可以作為簡(jiǎn)單的函數(shù)發(fā)生器使用。本次設(shè)計(jì)準(zhǔn)備在成本交低廉的前提下完成，使用的都是該學(xué)習(xí)機(jī)上器件，主要是用單片機(jī)at89c52， dac0832，性能指數(shù)都不是很高，所以對(duì)此信號(hào)源的基本要求是能發(fā)生幾種常見(jiàn)的波形，正弦波，方波，三角波，鋸齒波，并且能夠在一定的范圍內(nèi)改變頻率。通過(guò)該課題的設(shè)計(jì)掌握以at89c52為核心的單片機(jī)系統(tǒng)的軟硬件開(kāi)發(fā)過(guò)程和基本信號(hào)的產(chǎn)生原理、測(cè)量及誤差分析方法，同時(shí)掌握函數(shù)發(fā)生器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程；培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)的基本知識(shí)、基本理論和基本技能的能力，學(xué)習(xí)解決一般工程技術(shù)和有關(guān)專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的能力，學(xué)習(xí)工程設(shè)計(jì)和科學(xué)

13、研究的基本方法，完成對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合訓(xùn)練。 第2章 方案的選擇根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)的要求，對(duì)信號(hào)產(chǎn)生部分可采用多種方案：如模擬電路實(shí)現(xiàn)方案，數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)方案，模數(shù)結(jié)合實(shí)現(xiàn)方案等。鑒于波形信號(hào)的產(chǎn)生和模擬聯(lián)系緊密，我們用模擬電路實(shí)現(xiàn)方案。模擬電路的實(shí)現(xiàn)方案就是指全部采用模擬電路的方式，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生電路的所有功能。就此方案，也有幾種電路方式。2.1、方案一 圖1 方波和正弦波產(chǎn)生電路 用方波和三角波產(chǎn)生電路輸出方波和三角波1，再通過(guò)三角波正弦波轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生正弦波。方波和三角波發(fā)生器的工作原理：a1構(gòu)成遲滯比較器同相端電位vp由vo1和vo2決定。利用疊加定理可得： 當(dāng) vp0時(shí)，a1輸出為正，即vo1 =

14、 +vz；當(dāng) vp0時(shí)，a1輸出為負(fù)即vo1 =-vz。a2構(gòu)成反相積分器vo1為負(fù)時(shí)，vo2 向正向變化，vo1 為正時(shí)，vo2 向負(fù)向變化。假設(shè)電源接通時(shí)vo1=-vz，線(xiàn)性增加。當(dāng)： 時(shí)，可得： 當(dāng)vo2上升到使vp略高于0v時(shí)，a1的輸出翻轉(zhuǎn)到vo1=+vz。同樣： 時(shí)當(dāng)vo2下降到使vp略低于0時(shí)，vo1 =-vz 。這樣不斷的重復(fù)，就可以得到方波vo1和三角波vo2。其輸出波形如圖2-6所示。輸出方波的幅值由穩(wěn)壓管dz決定，被限制在穩(wěn)壓值vz之間。電路的振蕩頻率： 方波幅值： = 三角波幅值： = 調(diào)節(jié) 可改變振蕩頻率，但三角波的幅值也隨之而變化。圖2 方波和正弦波波形圖2.2、方

15、案二圖3 信號(hào)發(fā)生器方框圖用正弦波發(fā)生器產(chǎn)生正弦波信號(hào)，然后用電壓比較器產(chǎn)生方波，再經(jīng)積分電路產(chǎn)生三角波，電路框圖如圖二。此電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且有良好的正弦波和方波信號(hào)。但經(jīng)過(guò)積分器電路產(chǎn)生同步的三角波信號(hào)，存在難度。原因是積分器電路的積分時(shí)間常數(shù)不變的，而隨著方波信號(hào)頻率的改變，積分電路輸出的三角波幅度同時(shí)改變。若要保持三角波的輸出幅度不變，需同時(shí)改變積分時(shí)間常數(shù)的大小。而且方波占空比2和鋸齒波幅度改變會(huì)同時(shí)引起其它波形的變化。 2.3、方案三 在方案二的基礎(chǔ)上，我們添加方波產(chǎn)生電路作為鋸齒波產(chǎn)生的信號(hào)源，解決了課程設(shè)計(jì)中提出的對(duì)鋸齒波和矩形波調(diào)節(jié)而互不影響的要求第3章 基本原理3.1 函數(shù)發(fā)生

16、器的組成函數(shù)發(fā)生器一般是指能自動(dòng)產(chǎn)生正弦波、方波、三角波的電壓波形的電路或者儀器。電路形式可以采用由運(yùn)放及分離元件構(gòu)成；也可以采用單片集成函數(shù)發(fā)生器。根據(jù)用途不同，有產(chǎn)生三種或多種波形的函數(shù)發(fā)生器，本課題介紹方波、三角波、正弦波函數(shù)發(fā)生器的方法。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器是是由基礎(chǔ)的非正弦信號(hào)發(fā)生電路和正弦波形發(fā)生電路組合而成。下面我們將分別對(duì)各個(gè)波形的發(fā)生進(jìn)行分析，從而達(dá)到在合成電路時(shí)使電路更加合理。 3.2 方波發(fā)生器：如圖3-2-1用運(yùn)算放大器滯回比較器和、c積分電路組成的，輸出電壓經(jīng)、c反饋到運(yùn)放的反相輸出端，因此積分電路起延遲和負(fù)反饋?zhàn)饔?。圖3-2-1參看圖3-2-1所示電路，設(shè)在接通電源的時(shí)刻

17、，電容器兩端電壓，輸出電壓，則加到運(yùn)放同相輸出端的電壓為。式中，。此時(shí)通過(guò)向c充電，使運(yùn)放反相輸入電壓由零逐漸上升。在以前，保持不變。在時(shí)刻，上升到略高于，由高電平跳到低電平，即變?yōu)?。時(shí)，同時(shí)通過(guò)向c充電，使運(yùn)放反相輸入端電壓由零逐漸上升。在以前，保持不變。在時(shí)刻，下降到略低于，由低電平跳到高電平，即變?yōu)?，又回到原始狀態(tài)。如此周而復(fù)始，循環(huán)不已，因此產(chǎn)生振蕩，輸出方波。 根據(jù)上邊的分析，可以畫(huà)出與的波形如下圖所示：圖3-2-2由波形可知，從時(shí)刻的下降到時(shí)刻的，再上升到時(shí)刻的，所需的時(shí)間就是一個(gè)振蕩周期在到這段時(shí)間，的變化規(guī)律是簡(jiǎn)單rc電路充放電規(guī)律，其常數(shù)為，初始值為（時(shí)刻），終了值為（t），

18、故在時(shí)， ，代入上式后可求得同樣可求得 由于高低電平所占的時(shí)間相等，故是方波。其振蕩周期為若選取適當(dāng)?shù)?、值，使，則，于是振蕩頻率為：3.3 三角波發(fā)生器：根據(jù)rc積分電路輸入和輸出信號(hào)波形的關(guān)系可知，當(dāng)rc積分電路的輸入信號(hào)為方波時(shí)，輸出信號(hào)就是三角波，由此可得，利用方波信號(hào)發(fā)生器和rc積分電路就可以組成三角波信號(hào)發(fā)生器。三角波信號(hào)發(fā)生器的電路組成如圖3-2-3所示。圖中的運(yùn)算放大器組成方波信號(hào)發(fā)生器，組成rc積分電路。該電路的工作原理是：方波信號(hào)發(fā)生器輸出的方波。圖中等還可構(gòu)成同相滯回比較器，和、c等組成反相積分電路。信號(hào)輸入積分電路，在積分電路的輸出端得到三角波信號(hào)。積分電路的輸出端除了輸

19、出三角波信號(hào)外，并通過(guò)電阻r1將三角波信號(hào)反饋到滯回電壓比較器的輸入端，將三角波信號(hào)整形變換成方波信號(hào)輸出。該電路的工作波形圖如圖3-3-3所示。圖3-3-3根據(jù)上圖可以看出在t=0時(shí)，比較器輸出電壓為高電平，電容兩端的電壓為零，即略低于，則積分電路輸出電壓。此時(shí)電容被充電，顯然于是線(xiàn)性下降，也下降，直到時(shí)，略低于，即略低于零時(shí)，從突跳到，同時(shí)也跳變到更低的值（比零低的多）?？梢?jiàn)，在前的一瞬間，而從流過(guò)和的電流相等，則，故后，由于，故電容放電，其兩端電壓因 故 于是線(xiàn)性上升，也上升。直到時(shí)，略大于零，從突跳到?？梢?jiàn)，在前的一瞬間，則，故 在以后電路周而復(fù)始，循環(huán)不以，形成振蕩。則根據(jù)分析可以畫(huà)

20、出和的波形，如圖3-3-4所示。圖3-3-4其中為方波，為三角波。之所以為三角波，是由于電容充放電的時(shí)間常數(shù)相等，積分電路輸出電壓上升和下降的幅度和時(shí)間相等，上升和下降的斜率的絕對(duì)值也相等。顯然，三角波峰值為：下面求振蕩周期。由于，而當(dāng)時(shí)，有則 故 則可以在調(diào)整三角波電路時(shí)，應(yīng)先調(diào)整或,使其峰值達(dá)到所需要的值，然后再調(diào)整或c，使頻率能滿(mǎn)足要求。3.4 正弦波發(fā)生器：又稱(chēng)文氏電橋振蕩器，如圖1-3-1所示，其中a放大器由同相運(yùn)放電路組成，圖3-4-2，因此， 圖3-4-1圖3-4-2f網(wǎng)絡(luò)由rc串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)組成，由于運(yùn)放的輸入阻抗ri很大，輸出阻抗ro很小，其對(duì)f網(wǎng)絡(luò)的影響可以忽略不計(jì)，從圖3-4

21、-3有由自激振蕩條件：t=af=1有 所以上式分母中的虛部必須為零，即 上式的實(shí)部為1，即 對(duì)圖3-4-2同相運(yùn)放， 須滿(mǎn)足以上分析表明： 文氏電橋振蕩器的振蕩頻率，由具有選頻特性的rc串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)決定。 圖中文氏電橋振蕩器的起振條件為，即要求放大器的電壓增益大于等于3，略大于3的原因是由于電路中的各種損耗，致使幅度下降而給予補(bǔ)償。但a比3大得多了會(huì)導(dǎo)致輸出正弦波形變差。圖3-4-3第4章 電路仿真4.1 放置電源及信號(hào)源圖4-1 放置電源信號(hào)源4.2 設(shè)置仿真參數(shù)執(zhí)行菜單命令：設(shè)計(jì)-仿真-mixed sim彈出如圖4-3所示的對(duì)話(huà)框。選中工作點(diǎn)分析（operation point analysi

22、s）和暫態(tài)分析（transient anlysis）。選擇要觀察的net，以及時(shí)間進(jìn)行設(shè)置。圖4-2 仿真步驟4.3 查看仿真波形圖4-3 仿真波形圖4-3為較滿(mǎn)意的波形，vo1輸出為矩形波，vo2為三角波輸出，vo3為正弦波輸出。電路仿真成功驗(yàn)證了電路原理的設(shè)計(jì)。第5章 穩(wěn)壓電源5.1 直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)思路（1）電網(wǎng)供電電壓交流220v(有效值)50hz，要獲得低壓直流輸出，首先必須采用電源變壓器將電網(wǎng)電壓降低獲得所需要交流電壓。（2）降壓后的交流電壓，通過(guò)整流電路變成單向直流電，但其幅度變化大（即脈動(dòng)大）。（3）脈動(dòng)大的直流電壓須經(jīng)過(guò)濾波電路變成平滑，脈動(dòng)小的直流電，即將交流成份濾掉，保留

23、其直流成份。（4）濾波后的直流電壓，再通過(guò)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界影響的穩(wěn)定直流電壓輸出，供給負(fù)載rl。5.2 直流穩(wěn)壓電源原理直流穩(wěn)壓電源是一種將220v工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，它需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個(gè)環(huán)節(jié)才能完成，見(jiàn)圖4-1 圖4-1 直流穩(wěn)壓電源方框圖其中：（1）電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220v交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。（2）整流電路：利用單向?qū)щ娫?，?0hz的正弦交流電變換成脈動(dòng)的直流電（3）濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓

24、。（4）穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。整流電路常采用二極管單相全波整流電路，電路如圖3所示。在u2的正半周內(nèi)，二極管d1、d2導(dǎo)通，d3、d4截止；u2的負(fù)半周內(nèi)，d3、d4導(dǎo)通，d1、d2截止。正負(fù)半周內(nèi)部都有電流流過(guò)的負(fù)載電阻rl，且方向是一致的。電路的輸出波形如圖4所示。圖4-2整流電路圖4-3 輸出波形圖在橋式整流電路中，每個(gè)二極管都只在半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)電，所以流過(guò)每個(gè)二極管的平均電流等于輸出電流的平均值的一半，即 。電路中的每只二極管承受的最大反向電壓為(u2是變壓器副邊電壓有效值)。在設(shè)計(jì)中，常利用電容器兩端的電壓不能突變和流過(guò)電感

25、器的電流不能突變的特點(diǎn)，將電容器和負(fù)載電容并聯(lián)或電容器與負(fù)載電阻串聯(lián)，以達(dá)到使輸出波形基本平滑的目的。選擇電容濾波電路后，直流輸出電壓：uo1=(1.11.2)u2，直流輸出電流： （i2是變壓器副邊電流的有效值。），穩(wěn)壓電路可選集成三端穩(wěn)壓器電路?？傮w原理電路見(jiàn)圖4-4圖4-4 穩(wěn)壓電路原理圖5.3設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介 5.3.1根據(jù)設(shè)計(jì)所要求的性能指標(biāo)，選擇集成三端穩(wěn)壓器。因?yàn)橐筝敵鲭妷嚎烧{(diào)，所以選擇三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器。可調(diào)式集成穩(wěn)壓器，常見(jiàn)的主要有cw317、cw337、lm317、lm337。317系列穩(wěn)壓器輸出連續(xù)可調(diào)的正電壓，337系列穩(wěn)壓器輸出連可調(diào)的負(fù)電壓，可調(diào)范圍為1.2v37v

26、，最大輸出電流為1.5a。穩(wěn)壓內(nèi)部含有過(guò)流、過(guò)熱保護(hù)電路，具有安全可靠，性能優(yōu)良、不易損壞、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。其電壓調(diào)整率和電流調(diào)整率均優(yōu)于固定式集成穩(wěn)壓構(gòu)成的可調(diào)電壓穩(wěn)壓電源。lm317系列和lm337系列的引腳功能相同，管腳圖和典型電路如圖4-5和圖4-6。 圖4-5 管腳 圖4-6典型電路輸出電壓表達(dá)式為:式中，1.25是集成穩(wěn)壓塊輸出端與調(diào)整端之間的固有參考電壓，此電壓加于給定電阻兩端，將產(chǎn)生一個(gè)恒定電流通過(guò)輸出電壓調(diào)節(jié)電位器，電阻常取值，一般使用精密電位器，與其并聯(lián)的電容器c可進(jìn)一步減小輸出電壓的紋波。圖中加入了二極管d，用于防止輸出端短路時(shí)10f大電容放電倒灌入三端穩(wěn)壓器而被損壞。l

27、m317其特性參數(shù)：輸出電壓可調(diào)范圍：1.2v37v輸出負(fù)載電流：1.5a輸入與輸出工作壓差u=ui-uo：340v能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,故選用lm317組成穩(wěn)壓電路。5.3.2 選擇電源變壓器1）確定副邊電壓u2:根據(jù)性能指標(biāo)要求：uomin=3v uomax=9v又 ui-uomax(ui-uo)min ui-uoin(ui-uo)max其中：（ui-uoin）min=3v，(ui-uo)max=40v 12vui43v此范圍中可任選 ：ui=14v=uo1根據(jù) uo1=(1.11.2)u2可得變壓的副邊電壓：2）確定變壓器副邊電流i2 io1=io又副邊電流i2=(1.52)io1 取io=i

28、omax=800ma則i2=1.50.8a=1.2a3）選擇變壓器的功率變壓器的輸出功率：poi2u2=14.4w5.3.3 選擇整流電路中的二極管 變壓器的副邊電壓u2=12v 橋式整流電路中的二極管承受的最高反向電壓為：橋式整流電路中二極管承受的最高平均電流為：查手冊(cè)選整流二極管in4001，其參數(shù)為：反向擊穿電壓ubr=50v17v最大整流電流if=1a0.4a5.3.4 濾波電路中濾波電容的選擇 濾波電容的大小可用式 求得。1）求ui:根據(jù)穩(wěn)壓電路的的穩(wěn)壓系數(shù)的定義：設(shè)計(jì)要求uo15mv ，sv0.003 uo=+3v+9vui=14v代入上式，則可求得ui2）濾波電容c設(shè)定io=io

29、max=0.8a，t=0.01s則可求得c。電路中濾波電容承受的最高電壓為，所以所選電容器的耐壓應(yīng)大于17v。第6章 振蕩電路 6.1 rc振蕩器的設(shè)計(jì)rc振蕩器的設(shè)計(jì)，就是根據(jù)所給出的指標(biāo)要求，選擇電路的結(jié)構(gòu)形式，計(jì)算和確定電路中各元件的參數(shù)，使它們?cè)谒蟮念l率范圍內(nèi)滿(mǎn)足振蕩的條件，使電路產(chǎn)生滿(mǎn)足指標(biāo)要求的正弦波形。rc振蕩器的設(shè)計(jì)，可按以下幾個(gè)步驟進(jìn)行：1 根據(jù)已知的指標(biāo)，選擇電 路形式。 2 計(jì)算和確定電路中的元件 參數(shù)。 3 選擇運(yùn)算放大器 4 調(diào)試電路，使該電路滿(mǎn)足 指標(biāo)要求。 設(shè)計(jì)舉例：設(shè)計(jì)一個(gè)振蕩頻率為800hz的rc（文氏電橋）正弦波振蕩器。 圖5-1 rc 正弦波振蕩器設(shè)計(jì)

30、步驟如下： 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇圖5-1所示電路。1 計(jì)算和確定電路中的元件參數(shù)。 （1）根據(jù)振蕩器的頻率，計(jì)算rc乘積的值。 （2）確定r、c的值 為了使選頻網(wǎng)絡(luò)的特性不受運(yùn)算放大器輸入電阻和輸出電阻的影響。按： ri r r0 的關(guān)系選擇r的值。其中：ri（幾百k以上）為運(yùn)算放大器同相端的輸入電阻。r0（幾百以下）為運(yùn)算放大器的輸出電阻。因此，初選r=20k，則： （3）確定r3和rf(在圖1中rf=r4+rw+rd/r5)的值。由振蕩的振幅條件可知，要使電路起振，rf應(yīng)略大于2r3，通常取rf=2.1r3。以保證電路能起振和減小波形失真。 另外，為了滿(mǎn)足r=r3/rf的直流平衡條件，減小運(yùn)

31、放輸入失調(diào)電流的影響。由rf=2.1r3和r=r3/rf可求出： r3=r = 取標(biāo)稱(chēng)值: r3=30k w 所以:rf=2.1r3=2.1w=63kw. 為了達(dá)到最好效果, rf與r3的值還需通過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)整后確定。 （4）確定穩(wěn)幅電路及其元件值。 穩(wěn)幅電路由r5和兩個(gè)接法相反的二極管d1、d2并聯(lián)而成，如圖1所示。 穩(wěn)幅二極管d1、d2應(yīng)選用溫度穩(wěn)定性較高的硅管。而且二極管d1、d2的特性必須一致，以保證輸出波形的正負(fù)半周對(duì)稱(chēng)。 （5）r5與r2的確定 由于二極管的非線(xiàn)性會(huì)引起波形失真，因此，為了減小非線(xiàn)性失真，可在二極管的兩端并上一個(gè)阻值與rd（rd為二極管導(dǎo)通時(shí)的動(dòng)態(tài)電阻）相近的電阻r5。

32、（r5一般取幾千歐，在本例中取r5=2kw。）然后再經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)整，以達(dá)到最好效果。r5確定后，可按下式求出r2。r2=rf -（r5/rd） rf - r5 2 = 63kw - 1kw = 62kw 為了達(dá)到最佳效果, r2可用30kw電阻和50 kw的電位器串聯(lián)（即r2=r4+rw）。 （6）選擇運(yùn)放的型號(hào) 選擇的運(yùn)放，要求輸入電阻高、輸出電阻小，而且增益帶寬積要滿(mǎn)足： auo bw 3fo 的條件。由于本例中的fo=800hz，故選用a741集成運(yùn)算放大器。序號(hào)名 稱(chēng)型 號(hào)數(shù) 量備 注1集成函數(shù)發(fā)生器l80381片2三端集成穩(wěn)壓器lm3171片3開(kāi)關(guān)sw-dpdt1只雙刀4位開(kāi)關(guān)4開(kāi)關(guān)s

33、w-spst5只單刀單位開(kāi)關(guān)5整流電路bridge1只二極管6變壓器trans11只7電容器c10.01uf1只ct型瓷介電容器8電容器c20.1uf2只ct型瓷介電容器9電容器c41uf1只ct型瓷介電容器10電容器c510uf1只鋁電解電容器11電容器c61000p1只cc型瓷介電容器12電位器r1100k2只線(xiàn)繞電位器13電位器r210k1只碳膜電位器14電位器r31k1只碳膜電位器15電阻r41k2只碳膜電阻16電阻r510k4只碳膜電阻17電阻r620k1只碳膜電阻18電阻r72.5k2只碳膜電阻19電阻r83k1只碳膜電阻20電阻r94.7k2只碳膜電阻第7章 元件清單總 結(jié)通過(guò)這

34、次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我們動(dòng)手、思考和解決問(wèn)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實(shí)際接上電路，總是實(shí)現(xiàn)不了，因此耗費(fèi)在這上面的時(shí)間用去很多。我覺(jué)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(guò)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)。題的能力。平時(shí)看課本時(shí)，有時(shí)問(wèn)題老是弄不懂，做完設(shè)計(jì)，那些問(wèn)題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能，平時(shí)看課本，這次看了，下次就忘了，通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐讓我們對(duì)各個(gè)元件印象深刻。認(rèn)識(shí)來(lái)源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的動(dòng)力和最終目的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。所以這次的設(shè)計(jì)對(duì)我們的作用是非常大的。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，在理論學(xué)習(xí)中，很少有機(jī)會(huì)能有實(shí)踐的機(jī)會(huì)，但我們可以，而且設(shè)計(jì)也是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的任務(wù)，一起的工作可以讓我們有說(shuō)有笑，相互幫助，配合默契，多少人間歡樂(lè)在這里灑下，同時(shí)我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人也離不開(kāi)團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。實(shí)習(xí)中只有一個(gè)人知道原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須讓每個(gè)人都知道，否則一個(gè)人的錯(cuò)誤，就有可能導(dǎo)致整個(gè)工作失敗。團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們實(shí)習(xí)成功的