大学生课程设计方波三角波发生器Word文件下载.docx
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设计(论文)说明书用纸NO.1
沈阳大学
沈阳大学
课程设计说明书NO.2
课程设计目的
《模拟电子技术课程设计》是学习理论课程之后的实践教学环节。
目的是通过解决比较简单的实际问题巩固和加深在《模拟电子技术》课程中所学的理论知识和实验技能。
训练学生综合运用学过的电子技术基础知识,在教师指导下完成查找资料,选择、论证方案,设计电路,安装调试,分析结果,撰写报告等工作。
使学生初步掌握模拟电子电路设计的一般方法步骤,通过理论联系实际提高和培养学生分析、解决实际问题的能力和创新能力,为后续课程的学习、毕业设计和毕业后的工作打下一定的基础。
课程设计说明书NO.3
目录
1、引言(概述)..................................................4
2、设计方案论证..................................................4
3、单元电路设计..................................................6
4、仿真分析方案选择..............................................7
5、仿真分析结果及误差分析........................................8
6、设计体会......................................................10
7、参考文献......................................................10
课程设计说明书NO.4
1、引言(概述)
课程设计的主要目的在于巩固加强电子技术理论学习,促进其工程应用,着重于提高学生的电子技术实践技能,培养学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力,了解开展科学实践的基本方法,并逐步形成严肃、认真、一丝不苟、实事求是的科学作风的一定的生产、经济观和全球观。
2、设计方案论证
常见的方波-三角波发生电路构成通常如图1所示。
图1常见的方波-三角波产生电路
图2电压输出特性图3电路的波形图
课程设计说明书NO.5
工作原理如下:
若a点断开,运算发大器A1与R1、R2及R3、RP1组成电压比较器,C1为加速电容,可加速比较器的翻转。
运放的反相端接基准电压,即U-=0,同相输入端接输入电压Uia,R1称为平衡电阻。
比较器的输出Uo1的高电平等于正电源电压+Vcc,低电平等于负电源电压-Vee(|+Vcc|=|-Vee|),当比较器的U+=U-=0时,比较器翻转,输出Uo1从高电平跳到低电平-Vee,或者从低电平Vee跳到高电平Vcc。
设Uo1=+Vcc,则
将上式整理,得比较器翻转的下门限单位Uia-为
若Uo1=-Vee,则比较器翻转的上门限电位Uia+为
比较器的门限宽度
由以上公式可得比较器的电压传输特性,如图3-71所示。
a点断开后,运放A2与R4、RP2、C2及R5组成反相积分器,其输入信号为方波Uo1,则积分器的输出Uo2为
时,
可见积分器的输入为方波时,输出是一个上升速度与下降速度相等的三角波,其波形关系下图所示。
课程设计说明书NO.6
a点闭合,既比较器与积分器首尾相连,形成闭环电路,则自动产生方波-三角波。
三角波的幅度为
方波-三角波的频率f为
由以上两式可以得到以下结论:
1.电位器RP2在调整方波-三角波的输出频率时,不会影响输出波形的幅度。
若要求输出频率的范围较宽,可用C2改变频率的范围,PR2实现频率微调。
2.方波的输出幅度应等于电源电压+Vcc。
三角波的输出幅度应不超过电源电压+Vcc。
电位器RP1可实现幅度微调,但会影响方波-三角波的频率。
3.单元电路设计过程
方波—三角波转换电路的设计与计算
1.方波三角波产生电路
方波或矩形波包含极丰富的谐波,因此这种电路又称为多谐振荡电路.它是在迟滞比较器的基础上,增加了一个由R
C组成的积分电路,把输出电压经过R
C反馈到比较器的反相端.在比较器的输出端引入限流电阻R和两个背靠背的双向稳压管就组成了双向限幅房波发生电路.由于比较器中的运放处于正反馈状态,因此一般情况下,输出电压V0与输入电压V1不成线性关系,只有在输出电压V0发生跳变瞬间,集成运放两个输入电压才可近似等于零,即Vid=0或Vp=Vn=V1是输出电压V0转换的临界条件。
在接通电源的瞬间,输出电压究竟偏于正向饱和还是负向饱和,那纯属偶然。
设输出电压偏于正饱和值,即V0=Vz,时,加到电压比较器同相端的电压为+FVz,而加于反向端的电压,由于电容器C上的电压Vc不能突变,只能由输出电压V0通过电阻R按指数规律向C充电来建立,充电电流为i+.显然,党加到反向端的电压VC略正于+FVz时,输出电压便立即从正饱和值(+Vz)迅速翻转到负饱和值(-Vz),-Vz又通过R对C进行反向充电.
通常将矩形波为高电平的持续时间与振荡周期的比称为占空比,对称方波的占空比为50%.如需产生占空比小于或大于50%的矩形波,只需适当改变电容C的正
反向充电时间常数
课程设计说明书NO.7
4、仿真分析方案选择
图4原理图
课程设计说明书NO.8
1.仿真步骤:
(1)创建设计项目:
File—>
New->
PCB->
Project
(2)创建原理图文件:
File->
New->
Schematic
(3)设计图纸参数:
执行design->
Document->
Options命令,打开DocumentOptions对话框,设置图纸颜色为白色,不显示标题栏和可见栅格;
采用用户设置的图纸规格,宽400,高300:
纵向和横向分区数均设置为4。
(4)安装元件库:
安装表中的四个元件库。
(5)绘制原理图:
放置元件设置元件参数连线接地和电源添加网络标注
(6)保存文件:
执行File->
Save命令。
2.仪器
电位器50K
100K
100Ω
电容470μF
10μF
1μF
0.1μF
0.01μF
三极管9013
5、仿真分析结果及误差分析
1.实验结果
C=0.01uf
fmin=4138HZ
fmax=8333HZ
C=0.1uf
fmin=198HZ
fmax=1800HZ
C=1uf
fmin=28HZ
fmax=207HZ
课程设计说明书NO.9
2.仿真结果图
图5仿真结果图
课程设计说明书NO.10
3.方波-三角波发生器的装调
由于比较器A1与积分器A2组成正反馈闭环电路,同时输出方波与三角波,这两个单元电路可以同时安装。
需要注意的是,安装电位器RP1与RP2之前,要先将其调整到设计值,如设计举例题中,应先使RP1=10KΩ,RP2取(2.5-70)KΩ内的任一值,否则电路可能会不起振。
只要电路接线正确,上电后,UO1的输出为方波,UO2的输出为三角波,微调RP1,使三角波的输出幅度满足设计指标要求有,调节RP2,则输出频率在对应波段内连续可变。
6、心得体会
电子线路制图这门学科属于电子范畴,与我们的专业有很大的关系,正所谓“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。
”学习任何知识,仅从理论上去求知,而不去实践、探索是不够的,在这个时候进行课程设计,不仅使我加深了对书本上知识的理解,而且还及时真正的做到了学以致用。
在这次课程设计中,我遇到了很多困难,但通过翻阅课本、参考书,都一一解决了。
这次的课程设计使我学到了很多,不仅先前学的理论知识而且锻炼了我的动手操作能力,更令我的创造性思维得到扩展,希望类似的课程设计和类似的机会能多一点。
7、参考文献
【1】童诗白.模拟电子技术基础(第三版).北京:
高教出版社,2001
【2】李万臣.模拟电子技术基础与课程设计.哈尔滨工程大学出版社,2001.3
【3】胡宴如.模拟电子技术.北京.高等教育出版社,2000
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