2022年2022年锯齿波形发生器 .pdf
一、设计任务及要求：设计任务：设计一个输出电压幅度为3V的锯齿波形发生器要求：1. 锯齿波形发生器输出电压为3V。2. 电路还必须简单可靠，能够在一定范围内调节锯齿波的频率。3. 采用 Multisim10.O进行仿真，验证和完善设计方案。指导教师签名：年月日二、指导教师评语：指导教师签名：年月日三、成绩验收盖章年月日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 锯齿波形发生器的设计1 设计目的（1）通过运用模拟电子技术的相关知识设计一个元件，来达到熟悉相关知识件的目的。（2）了解锯齿波形发生器的组成及工作原理。（3）熟悉锯齿波形发生器的设计、制作，与操作。（4）了解 Multisim的使用方法以及实现仿真。2 设计思路设计一个输出电压为3V的锯齿波形发生器：（1）根据直流电流框图制作12V和8V的直流电源。（2）利用迟滞比较器产生方波信号提供给积分器。（3）通过积分器对方波信号的处理后输出锯齿波信号。（4）将已经选择好的各部分电路组合使之构成完整的电路图。3 设计过程3.1 方案论证该锯齿波信号放生器由电源、 迟滞比较器、 积分器等所组成， 其原理框图如图 1 所示：图 1 锯齿波形发生器原理框图它的工作原理：积分器的输出电压反馈给迟滞比较器输入端为它提供输入电压，进而产生方波， 方波在积分器的作用下生成锯齿波。电路只需加入直流电压即可工作。3.2 电路设计迟滞比较器积分器信号输出电源电源名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - （1）迟滞比较器的设计，如图2 所示图 2 迟滞比较器工作原理：由图 2 所示为锯齿波形发生器的第一部分迟滞比较器。它由比较器，电阻，整流二极管组成。迟滞比较器具有电路简单、灵敏度高等优点，这种比较器有两个不同的门限电平，故传输特性呈滞回形状。设输入电压为Iv ，由图中电路可得11113IOPIvvvvRRR当电路翻转时，有110NPvv，既得113IToRvVvR由于1OZvV ，可分别求出上、下门限电压和门限宽度为13TZRVVR13TZRVVR132TTZRVVVVR当输入电压大于门限电压时，输出电压为正；当输入电压小于门限电压时，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - 输出电压为负。 D1、D2、R4构成限幅电路，输出方波波形。（2）积分器电路设计，如图3 所示图 3 积分电路工作原理：积分电路时一种应用比较广泛的模拟信号运算电路，它是组成模拟计算机的基本单元，可以实现对微分方程的模拟。当输入电压为矩形波时，通过积分换算，输出电压即可转变为三角波。（3）整体电路设计，如图4 所示图 4 整体电路设计工作原理：设 t=0 时接通电源，有1Ov=-ZV，则-ZV经 R6向 C充电，使输出电压按线性规律增长。 当Ov上升到门限电压TV使1Pv=1Nv=0时， 比较器输出1Ov名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - 由-ZV上跳到 +ZV，同时门限电压下跳到TV值。以后1Ov=+ZV经6R和 D 、5R两支路向 C 反向充电，由于时间常数减小，Ov迅速下降到负值。当Ov下降到门限电压TV使1Pv=1Nv=0 时，比较器输出1Ov又由+ZV下跳-ZV到。如此周而复始，产生振荡。由于电容 C的正向与反向充电时间常数不等， 输出波形Ov为锯齿波，1Ov为矩形波电压。4 调试与结果（1） 反复检查电路的可行性， 并运用 Multisim进行仿真，找到相应的元件，注意连接好各部分电路。然后检查电路各部分的功能，使其满足设计要求。（2 设置元件数值是锯齿波形发生器的输出电压为3V。（3）观察输出波形的情况，看是否实现了仿真。（4）仿真结果：a. 输出波形1Ov如图 5 所示：图 5 方波波形图此时的波形由迟滞比较器输出，输出波形为方波，输出电压为3V，与理论名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 值一致。b.输出波形Ov如图 6 所示：图 6 锯齿波波形图经过积分器的作用，输出波形由方波转换为锯齿波，输出电压幅度接近于3V，符合实验目的。5 主要仪器与设备直流电源： 8V一个,12V 一个个， -8V 一个， -12V 一个；放大器： LM741H 放大器两个；电阻： 1K的电阻一个， 10K的电阻六个；二极管： D102BZ2.2两个,D31BH62一个；电容： 1000nF电容一个；示波器：示波器两个。6 设计体会与建议名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - 6.1 设计体会这次课程设计中我的任务是设计输出幅度为3V的锯齿波形发生器，通过这次课程设计，让我有机会锻炼自己，深入了对模电知识的掌握，加强了我的动手、思考和解决问题的能力。 拿到题目还不知道怎么下手， 通过阅读教材上的与本次设计相关内容、查阅相关资料、和蒋琛琛的讨论、仔细研究，我对整体框架做了一个初步了解。做完这些我就开始了设计和绘图，在使用Multisim绘好了图后，又遇到了一些问题。 通过仔细的研究和修改， 锯齿波形发生器就完成了。 在这次设计中，通过动手让我对各个元件变得熟悉，让我深入掌握了课本上的知识，提升了我的动手能力，也让我学会运用Multisim进行仿真设计。课程设计是一个学习新知识，巩固加强所学理论知识，培养综合运用知识能力，独立思考和解决问题能力的良好途径。这次课程设计让我感受到了模电设计的乐趣，学到了更深层次的东西，令我受益匪浅！6.2 对设计的建议这次课程设计，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱， 不知从何入手。 在我们初次接触课程设计的时候，由于是第一次接触， 老师就是我们的引路人， 老师的指导让我们能够有一个明确的目的和方向， 从而效率就能够得到提高， 这样我们就会有更充足的时间去学习其他知识，让自己的知识面更广泛。 当然空洞的理论是永远也比不上实际技能的掌握的，让我们自己去解决问题，能更好的培养自己独立思考的能力。不过，还是希望老师您能给我们多一点建议，让我们学到的知识更多， 更丰富，这对我们今后的工作也将会有莫大的帮助，在此谢谢老师！参考文献1 康华光主编 . 电子技术基础模拟部分（第五版）M. 北京：高等教育出版社,2011. 2 童诗白华成英主编 . 模拟电子技术基础- 第三版 M. 高等教育出版社,2001. 3 渡边嘉二郎 . 模拟大规模集成电路设计基础（日）M. 中村哲夫著，徐国鼎译，北京:科学出版社 ,2007. 4 崔玮主编 . 电路原理图与电路板设计教程M. 北京：海洋出版社,2004. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -
