方波—三角波发生器设计报告.docx

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1、电子工程学院课外学分设计报告题目:方波三角波函数发生器姓名：学号：专业： 通信工程实 验 室： 开放试验室班级：A1011设计时间：2023 年 月 日年月日评定成绩：批阅教师： 陈燕芳目录一、专业综合设计任务22.1 设计目的22.2 设计任务22.3 课程设计的要求及技术指标2二、方案设计及论证21. 滞回电压比较器22. 方波三角波发生器33. 方波三角波发生器的设计5三、试验元器件清单5四、试验的实现与测试61. 滞回电压比较器直流传递特性的测定62. 方波三角波发生器实现6五、试验留意事项7六、试验总结及心得7七、关于试验的思考92一、专业综合设计任务2.1 设计目的1. 学习由运算

2、放大器组成的方波三角波发生器电路提，高对运算放大器非线性应用的生疏。2. 把握方波三角波发生电路的分析、设计和调试方法。3. 能用寻常PSpice 批侧分析振荡电路。2.2 设计任务设计方波三角波函数信号发生器2.3 课程设计的要求及技术指标1、设计、组装、调试函数发生器2、输出波形：、方波、三角波；3、要有稳定的输出波形。4、频率范围： 100HZ1kHZ, 1HZ10kHZ；输出电压： 方波 VP-P24V , 三角波 VP-P6V；波形特性： 方波投入 tr30s(1KHZ ,最大输出时)，三角波2 注明：本次试验为多人合作，分工明确，本人负责电路的分析和调试。二、方案设计及论证1. 滞

3、回电压比较器3图 10-1 为一种滞回电压比较器电路，双稳压管用于输出电压限幅，R起限流作用，R 和 R 构成正反响，运算放大器当u u 时工作在正饱和区，而当u u 时21pnnpin工作在负饱和区。从电路构造可知，当输入电压u小于某一负值电压时，输出电压 u = -U ；当输入电压u大于某一电压时，u = +U 。运算放大器在两个饱和区翻oZinoZ转时u =u =0，由此可确定出翻转时的输入电压。u 用 u和 u 表示，有pnpino1 uRin+ 1 uRoR u+ R uu=12=2 in1 o+p11R + RRR1212依据翻转条件，令上式右方为零，得此时的输入电压Ru= -1

4、uinRo 2R= m R1 U Z2= mUththU称为阈值电压。滞回电压比较器的直流传递特性如图10-2 所示。设输入电压初始值小于-U ，此时u = -U；增大u ，当u =U时，运放输出状态翻转，进入正thoZininth饱和区。假设初始时刻运放工作在正饱和区，减小u，当 u= -U时，运放则开始进入负饱和区。ininthun-uu+R3op+uinRR12UZuoUZuin-Uth0Uth-UZ图 10-1滞回电压比较器图 10-2滞回电压比较器的直流传递特性假设给图10-1 所示电路输入三角波电压，其幅值大于U，设 t = 0 时，u = -UthoZ其输出波形如图10-3 所示

5、。可见，输出为方波。UZUth0-Utht-UZ图 10-3输入为三角波时滞回电压比较器的输出波形2. 方波三角波发生器给图10-1 所示的滞回电压比较器级联一积分器，再将积分器的输出作为比较器的输入，如图 10-4 所示。由于积分器可将方波变为三角波，而比较器的输入又正好为三角波，因此可定性推断出，图10-4 电路的输出电压uo1 为方波，uo2 为三角波，如图10-5 所示。下面分析其振荡周期。C-+R3R-+uo2R1Ru+2o1UZ图 10-4方波三角波发生器积分器输出电压从-Uth 增加到+Uth 所需的时间为振荡周期T 的一半，由积分器关系式U= -Uthth或-1RCTt +0

6、2 (-Ut0Z)dt留意到Uth=1 U，故RRZ22U=1 UTthRCZ 2=4RCRT 1R2振荡频率则为1f =R2T4RCR1uUo1ZUthuo20t-Uth-UZ图 10-5方波三角波发生器的输出波形3. 方波三角波发生器的设计3（1） 双稳压二极管的稳定电压依据方波幅值选取，电阻R依据双稳压二极管的最大电流确定。1和2（2） 电阻RR 依据三角波的幅值确定。（3） 电阻R 和电容C 则依据振荡频率要求确定，电容C 的值不宜太大，以减小积分误差。三、试验元器件清单双路直流稳压电源示波器数字多用表运算放大器LM324 或LM348稳压二极管2DW230电阻4.3 k、20k、10

7、k、2k 电容0.1F1 台1 台1 只2 片2 只各 1 只1 只四、试验的实现与测试“方波三角波发生器”试验包括滞回电压比较器直流传递特性的测定及方波三角波发生器的实现。1. 滞回电压比较器直流传递特性的测定按图10-6 接线电路图特写，R =10k、R =20k、R =4.3k,R=2k123U 6V、U = +15V，U = -15V，最终在面包板上形成这样的电路(电路连线镜Z+-头)。给比较器加一适当频率和幅值的正弦电压，用示波器观看并记录传递特性和输出波形，并测定阈值电压。+15V24-+R133.3kWuo3+11-15VuRRin1210kW20kW1UZ32DW230 231

8、2(a) (b)图 10-6(a) 滞回电压比较器 (b) 2DW230 稳压二极管的封装2. 方波三角波发生器实现o1和o1o2按图 10-7 接线电路图特写，用示波器观看uu的波形，其中u为方波，o2u为三角波。最终要求测出其幅值和频率。+15VC243-A+R133.3kWR610.047mF-5.1kWu+7o2115-15VA2+RRu12o110kW20kWUZ图 10-7方波三角波发生器产生三角波五、试验留意事项1. 接线前用数字多用表测量电阻、电容参数，并作好记录。2. 观看振荡波形时，留意两个输出电压的相位关系。3. 运算放大器的电源线、地线切勿接错，否则简洁损坏集成片。4.

9、 运算放大器LM324/ LM348的封装图与技术参数请预习有关附录。六、试验总结及心得产生方波产生三角波1、通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的力量。在整个设计过程中，我们通过这个方案包括设计了一套电路原理和其他类型的各种电路原理。通过对他们的比较和生疏，我找到了简洁、正确的方法。2、通过对电路条件的限制，要求我们能更深次地理解各种器件的原理及使用规章，对具体的状况做到正确的推断，提高了我们对书本学问的把握，也把我们从理论水平提高到实践水平。3、我沉得做课程设计同时也是对课本学问的稳固和加强，由于课本上的学问太多，寻常课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容

10、有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的生疏。4、在对各种方案进展排查时，我们才了解到我们现在的学问水平还很有限， 需要我们自己拓展，要多看一些关于其他类型的不同的见解。5、尽管课程设计是在期末才开头，我们的教材学习完毕，把握很多学问，但是还有很多地方理解领悟不到位，由于对电路相关章节未能把握以致用到秒脉冲产生电路无法自行设计，只得参考其他文献，在EWB 中试行操作，逐步摸索。彻悟学海无涯只有苦来作舟，学无止境只有书来作伴。6、从理论到实践，在整整一个学期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以稳固了以前所学过

11、的学问，而且学到了很多在书本上所没有学到过的学问。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论学问是远远不够的，只有把所学的理论学问与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会效劳，从而提高自己的实际动手力量和独立思考的力量。7、这次课程设计最终顺当完成了，在设计中遇到了很多问题，都是很难弄懂的，但我都更加认真的去做，这样才可以不断地提高自己。七、关于试验的思考1. 会分析比较器和方波三角波发生器。2. 依据电路参数计算出比较器的阈值电压、方波三角波发生器的振荡周期和频率。3. 说明图 10-7 所示电路中两个运算放大器的工作区域，试验中如何用多用表定性推断运算放大器是否损坏。1) 其他形式滞回比较器的实现。2) 锯齿波发生器的实现。参考文献：【1】沟通电机的多回路理论J高景德，王祥珩清华大学学报，1987，27(1)：1-8【2】物理学M竺可桢北京：科学出版社，19731-3.【3】电子技术根底*数字局部 ，康华光，第五版【4】电子技术课程设计指导 ，彭介华 ，高等教育出版社出版【5】模拟电子技术根底 ，徐晓夏，清华大学出版社