波形发生器模电课程实施方案.docx

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波形发生器模电课程实施方案

模拟电子技术课程设计报告

设计项目名称：

波形发生器

班级：

09级电气本一

姓名：

刘力

学号：

90614042

完成日期：

2011-6-12

指导老师：

宗政勇

井冈山大学工学院

摘要

模拟电子电路中，常常需要各种波形信号，如正弦波、矩形波、三角波和锯齿波等，作为测试信号或控制信号等.为了所采集地信号能够用于测量、控制、驱动负载或送入计算机，常常需要将信号进行变换，如将电压变换成电流、将电流变换成电压、将电压变换成频率与之成正比地脉冲.而我要做地就是设计一个能够同时产生正弦波、矩形波、三角波地这样一个电路.b5E2R。

矩形波电压只有两种状态，不是高电平，就是低电平，所以电压比较器是他地重要组成部分；因为产生震荡，就是要求输出状态应按一定地时间间隔交替变化，所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持时间.我选用地事LM358这样一种比较器.p1Ean。

再产生矩形波地电路后面接一个三角波发生器，矩形波输入地前提条件下经过积分获得三角波.

在三角波为固定频率或频率变化很小地情况下，采用低通滤波地方法将三角波变换为正弦波.

1、波形发生器地任务与要求…………………………………

2、设计…………………………………………………………

3、设计思路……………………………………………………

4、原理图及PCB图……………………………………………

5、电路地分析与计算…………………………………………

5.1正弦波地分析与计算…………………………………

5.2三角波地分析与计算…………………………………

5.3正弦波地分析与计算…………………………………

5.4课程设计评分标准……………………………………

6、附录…………………………………………………………

7、参考文献……………………………………………………

一．波形发生器地任务与要求

1.设计制作一台能产生方波.三角波和正弦波地波形发生器.

二.设计要求

1.输出波形频率范围为0.02hz~20khz，且连续可调

2.正弦波幅值为正负10v,失真度小于2%.

3.方波幅值为10v.

4.三角波峰值为20v.

5.各种波形幅值均连续可调.

6.设计电路所需地直流电源.

三.设计思路

先用一块LM358运放做出方波经过积分电路获得三角波，再由三角波经过低通滤波转为正弦波.

四.原理图及PCB图

Multisim　电　路　图

PCB原理图

ＰＣＢ　封　装　图

五.电路地分析与计算

没有接通时，

，滞回比较器V0=+UZ，则集成运放同相输入端

，同时

给C充电，使VR由0上升，在

Vi

之前，

不变；当

时，V0跳变到-VZ.DXDiT。

当V0=-VZ时,

同时C经

反向输入端等效电阻）使VR降低，在VR＞Vi之前V0=-VZ不变，当VR＜Vi时，Vi跳变到+VZRTCrp。

（1）方波部分

方波地波幅由稳压管地参数决定，这里使用１０Ｖ，方波地周期取决于充放电回路RC地数值.若R或C其中一个增大，

和周期T均会增大，频率f也会增大.5PCzV。

计算周期T：

通过对方波发生电路地分析，可以想象，与改变输出电压地占空比，就必须使电容正向和反向充电地时间常数不同.利用二极管地单向导电性可以引导电流流经不同地通路，则占空比可调.jLBHr。

则可求出周期T：

带入值得T=48.4

f=1/T=20KHz

（２）三角波部分

在方波发生电路中，当阈值电压数值较小时，可将电容两端地电压看成为近似三角波.所以只要将方波电压作为积分运算电路地输入，在其输出就得到三角波电压.如（b）图地仿真结果所示，当方波发生电路地输出电压u01=-Uz时，积分运算电路地输出电压u0将线性下降；而当u01=Uz时，将线性上升.xHAQX。

（a）

积分电路地输入电压u01，而且u01不是+Uz，就是-Uz，所以输出电压地表达式为

式中u0（t0）为初态时地输出电压.设初态时u01正好从-Uz跃变为+Uz,则式子变为

积分电路反向积分，u0随时间地增长线性下降，一旦u0=-UT，再稍减小，u01将从+Uz跃变为-Uz.式子变为LDAYt。

U0（t1）为u01产生跃变时地输出电压.积分电路正向积分，u0随时间地增长线性增大，一旦u0=+UT，再稍加增大，u01将从-UZ跃变为+UZ，回到初态，积分电路又开始反向积分.电路重复上述过程，因此产生自己震荡.Zzz6Z。

由以上分析可知，u0是三角波，幅值为±UT；u01是方波，幅值为±UZ，由于积分电路引入了深度电压负反馈，所以在负载电阻相当大地变化范围里，三角波电压几乎不变.dvzfv。

设正向积分起始值为-UT，终了值为+UT，积分时间为二分之一周期，则有

+UT=

得出震荡周期

震荡频率

调节电路中地R5，可以改变震荡频率和三角波地幅值.

仿真结果：

（b）

（3）正弦波部分

在三角波电压为固定频率或频变化很小地情况下，可以考虑用低通滤波（或带通滤波）地方法将三角波变换为正弦波，输入电压地频率等于输出电压地频率.rqyn1。

将三角波按傅里叶级数展开

其中Um是三角波地幅值.

电路如下图（a）

（a）

仿真结果：

（ｂ）

（4）课程设计评分标准

评定项目

得分

选题合理地合理性（5分）

设计方案可行性与创新性（15分）

焊接以及布线地合理性（10分）

设计结果达到指标要求（25分）

态度认真，学习刻苦，遵守纪律（15分）

报告规范、分析、仿真、计算正确（30分）

六.附录：

Multisim——是美国国家仪器（NI）有限公司推出地以Windows为基础地仿真工具，适用于板级地模拟/数字电路板地设计工作.它包含了电路原理图地图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富地仿真分析能力.Emxvx。

Protel99SE-----是PORTEL公司在80年代末推出地EDA软件，在电子行业地CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件地前面，是电子设计者地首选软件，它较早就在国内开始使用，在国内地普及率也最高，有些高校地电子专业还专门开设了课程来学习它，几乎所有地电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL.SixE2。

PCB（PrintedCircuitBoard）-----中文名称为印制电路板，又称印刷电路板、印刷线路板，是重要地电子部件，是电子元器件地支撑体，是电子元器件电气连接地提供者.由于它是采用电子印刷术制作地，故被称为“印刷”电路板.6ewMy。

七.参考资料：

1.《》高等教育出版社；

2.《Protel99SE入门与提高》电子工业出版社

版权申明

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