《電子線路設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、電子線路設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告集成運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號(hào) 序 號(hào) 放大器的應(yīng)用摘要集成運(yùn)放裨上是一種高增益直流放大、直流放大器既能放大變化極其緩慢的直流信號(hào)，下限頻率可到零；又能放大交流信號(hào)，上限頻率與普通放大器一樣，受限于電路中的電容或電感等電抗性元器件。集成運(yùn)放和外部反饋網(wǎng)絡(luò)相配置后，能夠在它的輸出和輸入之間建立起種種特定的函數(shù)關(guān)系，故而稱它為“運(yùn)算”放大器。本課程設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)：使用一片通用四運(yùn)放芯片LM324組成預(yù)設(shè)的電路，電路包括三角波產(chǎn)生器、加法器、濾波器、比較器四個(gè)設(shè)計(jì)模塊，每個(gè)模塊均采用一個(gè)運(yùn)放及一定數(shù)目的電容、電阻搭建，通過理論計(jì)算分析，最終實(shí)現(xiàn)規(guī)定的電路要求。

2、關(guān)鍵詞運(yùn)算放大器LM324、加法器、濾波器、比較器 目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)3二、設(shè)計(jì)方案41.三角波產(chǎn)生器.42.加法器53.濾波器64.比較器9三、電子設(shè)計(jì)及理論分析.91.三角波產(chǎn)生器92.加法器93.低通濾波器104.滯回比較器11四、電路實(shí)際結(jié)果及分析.111.三角波產(chǎn)生器112.加法器12 3.電路總體圖12五、總結(jié).13 設(shè)計(jì)任務(wù) 使用一片通用四運(yùn)放芯片LM324 組成電路框圖見圖1（a），實(shí)現(xiàn)下述功能： 使用低頻信號(hào)源產(chǎn)生的正弦波信號(hào)， 加至加法器的輸入端，加法器的另一輸入端加入由自制振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)， 如圖1（b）所示,=0.5ms，允許有±5%的誤差。 圖中要求加法器的輸

3、出電壓。經(jīng)選頻濾波器濾除頻率分量，選出信號(hào)為,為峰峰值等于9V 的正弦信號(hào)，用示波器觀察無明顯失真。信號(hào)再經(jīng)比較器后在1k 負(fù)載上得到峰峰值為2V 的輸出電壓。 電源只能選用+12V 和+5V 兩種單電源，由穩(wěn)壓電源供給。不得使用額外電源和其它型號(hào)運(yùn)算放大器。 要求預(yù)留、 和的測(cè)試端子。 設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)有四個(gè)部分，其中低頻信號(hào)源使用信號(hào)發(fā)生器，其余四部分設(shè)計(jì)方案如下 三角波產(chǎn)生器由于LM324只有四個(gè)運(yùn)算放大器，如果三角波產(chǎn)生使用兩個(gè)，則后面的三個(gè)電路中有一個(gè)無法實(shí)現(xiàn)，所以只能采用一個(gè)運(yùn)算放大器產(chǎn)生。同時(shí)由于器件不提供穩(wěn)壓二極管，所以電阻電容的參數(shù)必須設(shè)計(jì)合理，用直流電壓源代替穩(wěn)壓管。對(duì)方波放

4、生電路進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，如果將輸出端改接運(yùn)放的負(fù)輸入端，出來的波形近似為三角波。電路圖如下圖所示： RP1與R1構(gòu)成滯回比較器，門限為 +UT=UoR1/(R1+RP1)=+2V 來限定三角波的幅值 RP2與C1構(gòu)成RC充電電路，利用RC充電電路時(shí)間常數(shù)t=RP1·C1，再利用一階RC電路的三要素法就可以求得，三角波發(fā)生電路的震蕩周期T=2RPC·C1ln(1+2R1/RP1); 注：從震蕩周期T中可以看出調(diào)節(jié)幅度會(huì)影響頻率，而調(diào)節(jié)頻率不會(huì)影響幅度， 所以我們是先調(diào)節(jié)幅度后再調(diào)節(jié)頻率。 加法器由于加法器輸出，所以采用求和運(yùn)算電路，電路圖如下： 此電路為反相求和電路 Ui2=-R

5、4(Uo1/R2+Ui1/R3) 帶入電路參數(shù) Ui2=-(10Uil+Uo1) R5和R6構(gòu)成補(bǔ)償電阻濾波器 比較器在單限比較器中，輸入電壓在閥值電壓附近的任何微小變化，都將引起輸出電壓的躍變，不管這種微小變化是來源于輸入信號(hào)還是外部干擾，抗干擾能力差.所以采用滯回比較器 電路設(shè)計(jì)及理論分析 三角波發(fā)生器根據(jù)RC充放電過渡過程的分析，電容電壓編號(hào)應(yīng)符合下面公式 式中 UC(0)初始電壓；充電終了電壓;充電時(shí)間常數(shù)。解方程式可得所以該電路振蕩周期有，C和決定，改變這些元件參數(shù)可以調(diào)節(jié)方波的周期。由要求可知，電路的輸出波形應(yīng)為三角波，峰值為2V，振蕩周期為0.5ms。電路振蕩周期為經(jīng)過計(jì)算R3=

6、10K,R2=1.75K,R1=1K,C=30.2nF理論波形為 加法器由于加法器輸出，加法器輸入輸出滿足。根據(jù)“虛短”和“虛斷”的原則，節(jié)點(diǎn)的電流方程為，所以輸出的表達(dá)式為計(jì)算取R1=1K，R2=10K,Rf=10K.三角波和正弦波經(jīng)過加法電路后理論波形為 低通濾波器 低通濾波器的截止上限頻率o f =500Hz，根據(jù)壓控電壓型低通濾波器的設(shè)計(jì)參數(shù)可得R8，R7=75K，C2=103，C3=102；R9=10k，RP3 為電壓(500Hz 處)的放大倍數(shù)。理論波形為：4、滯回比較器 門限設(shè)置為3V，比較取來是是一個(gè)不等脈寬的方波。理論波形為： 電路實(shí)際結(jié)果及分析 三角波產(chǎn)生器： 加法器 總體

7、電路圖 總結(jié)本次課程設(shè)計(jì)題目為“集成運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)”在設(shè)計(jì)初期，將整體電路模塊化、單元化，分割成各個(gè)組成單元，如此設(shè)計(jì)能使設(shè)計(jì)更具條理，思路更加清晰，但在設(shè)計(jì)過程中，仍然存在一些問題，諸如如何使設(shè)計(jì)電路更加簡(jiǎn)潔，如何更省材，如何簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)思路，依然是日后課程設(shè)計(jì)，實(shí)際操作過程中所要改進(jìn)的地方。此次操作中因?yàn)橐稽c(diǎn)的失誤導(dǎo)致未能達(dá)到結(jié)果，但是通過小組同學(xué)的共同努力下還是很好的解決了焊接中出現(xiàn)錯(cuò)誤的問題。雖然耗時(shí)比較久，但是實(shí)驗(yàn)仍能較好完成。 通過這次課程設(shè)計(jì)，我還意識(shí)到了想要做好一件事，要有耐心，細(xì)心，要腳踏實(shí)地，而不應(yīng)該毛躁。我想實(shí)踐課的過程就是自學(xué),不斷嘗試和探索的過程，而以后的學(xué)習(xí)和生活更需要靠自學(xué)能力來提高自己。而這需要的是靜心和敢于探索的精神.因此在以后的學(xué)習(xí)過程中，需要踏實(shí)下來努力學(xué)習(xí)并熟練掌握電路設(shè)計(jì)軟件的使用，通過多實(shí)踐不段提高自己的電路設(shè)計(jì)水平.爭(zhēng)取獲得一技之長(zhǎng). 這次課程使我受益匪淺，