《多功能波形发生器》课程设计报告.docx
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1、 天津职业技术师范大学电子工程学院多功能波形发生器课程设计报告 同组学生姓名(学号):李启航、邢芳芳、张申、张旋班 级: 电气信息 1006 班 任务分工:李启航:设计电路并进行电脑仿真,调试电路; 邢芳芳:查阅资料并提供方案并参与模拟仿真; 张申:焊接电路并参与电路的安装与调试; 张旋:负责撰写课程设计及实验总结的工作 设计时间: 2012年05月02日2012年05月06日指导教师: 王雪 、 赵凌云 目 录一、 课程设计的目的与要求.3二、 方案论证选择.3三、 原理设计.4四、 方案实现与测试.7五、 课程设计小结.81、 课程设计的目的与要求(含设计指标)设计目的及要求:设计并制作用
2、分立元件和集成运算放大器组成的能产生方波、三角波和正弦波的波形发生器。设计指标1)输出波形:正弦波、三角波、方波。2)采用以集成运算放大器和晶体管为核心进行设计。3)设计参数性能指标要求:频率:160Hz输出电压:方波10V;三角波6V;正弦波4V;二、设计过程:方波发生器1、 电路组成方波三角波发生器的工作原理:方波三角波发生器的工作原理如图2-3-1所示。图中第一级运算放大器A1构成滞回比较器,第二级运算放大器A2构成积分电路,第二级的输出又反馈到第一级运算放大器的同相输入端。图2-3-1中,滞回比较器的输出电压为uo1,积分运算电路的输出电压uo滞回比较器的输入电压,根据叠加原理,可得出
3、运算放大器A1同相输端的电位为u+=R2uo/(R1+R2)+R1uo1/(R1+R2) (2-3-1)因为滞回比较器的输出电压uo1=Uo1,假设t=0时积分电容的初始电压为零,uo=0,滞回比较器的输出电压uo1=+Uo1时u+=R2/(R1+R2)u+R1Uo1/(R1+R2)经反向积分,输出电压u将随着时间往负方向线性增长,u将随之减少,当减少至零时,滞回比较器翻转,输出端uO1从+UO1翻转为-UO1。当uO1=UO1时,积分电路的输出电压uO1将随着时间往正方向线性增长,有u+=R2uo1/(R1+R2)-R1Uo1/(R1+R2)。u+将随之增长,当增长到零时,滞回比较器再次翻转
4、,输出端uo的上升时间和下降时间相等,斜率绝对值相等,故uo为三角波。RC桥式正弦波振荡器图二所示为RC桥式正弦波振荡器。其中RC串、并联电路构成正反馈支路,同时兼作选频网络,R1,R2,Rw及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。调节电位器Rw,可以改变负反馈深度,以满足振荡的振幅条件和改善波形。利用两个反向并联二极管D1,D2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。D1,D2采用硅管,且要求特性匹配,才能保证输出波形正负半周对称。R3的接入是为了削弱二极管非线性的影响,以改善波形失真。电路的振荡频率为 f=1/2RC起振的幅值条件为方波发生器2、 电路组成方波三角波发生器的工作原理:方波三角波发生器的
5、工作原理如图2-3-1所示。图中第一级运算放大器A1构成滞回比较器,第二级运算放大器A2构成积分电路,第二级的输出又反馈到第一级运算放大器的同相输入端。图2-3-1中,滞回比较器的输出电压为uo1,积分运算电路的输出电压uo滞回比较器的输入电压,根据叠加原理,可得出运算放大器A1同相输端的电位为u+=R2uo/(R1+R2)+R1uo1/(R1+R2) (2-3-1)因为滞回比较器的输出电压uo1=Uo1,假设t=0时积分电容的初始电压为零,uo=0,滞回比较器的输出电压uo1=+Uo1时u+=R2/(R1+R2)u+R1Uo1/(R1+R2)经反向积分,输出电压u将随着时间往负方向线性增长,
6、u将随之减少,当减少至零时,滞回比较器翻转,输出端uO1从+UO1翻转为-UO1。当uO1=UO1时,积分电路的输出电压uO1将随着时间往正方向线性增长,有u+=R2uo1/(R1+R2)-R1Uo1/(R1+R2)。u+将随之增长,当增长到零时,滞回比较器再次翻转,输出端uo的上升时间和下降时间相等,斜率绝对值相等,故uo为三角波。RC桥式正弦波振荡器图二所示为RC桥式正弦波振荡器。其中RC串、并联电路构成正反馈支路,同时兼作选频网络,R1,R2,Rw及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。调节电位器Rw,可以改变负反馈深度,以满足振荡的振幅条件和改善波形。利用两个反向并联二极管D1,D2正向电
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