单电源三角波发生器要点Word文档格式.docx

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学生姓名:

指导时间

指导地点：

任务下达

2015年1月4日

任务完成

2015年1月14日

考核方式

1.评阅□　2.答辩□3.实际操作□4.其它□

指导教师

系（部）主任

摘要

函数信号发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波。

等电压波形的电路或仪器。

电路形式可以采用由运放及分立元件构成；

也可以采用单片集成函数发生器。

根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，本课题介绍方波-三角波-函数发生器的设计方法。

产生方波、三角波的方案有多种，首先产生正弦波，然后通过比较器电路变换成方波，再通过积分电路变换成三角波：

波形信号发生器是一一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路，自动控制系统和教学实验等领域。

本次课程设计制作的发生器可以产生三角波和方波，且波形的周期可以用程序改变，并可根据需要改变三角波的斜率，具有线路简单，结构紧凑的优点

目录

一、总体方案的设计与选择4

1、方案原理的构思4

2.总体方案的确定5

2.1元器件的选择5

2.2参数计算5

二、整体电路图及PCB板图6

三、计算机仿真7

四、安装调试11

4.1元件清单11

4.2元件的引脚识别11

4.3元件的检测12

4.4用到的仪器仪表13

4.5调试步骤13

4.6结论：

16

五、心得体会17

一、总体方案的设计与选择

1、方案原理的构思

由于单电源供电三角方波发生器的方案实在难以找到，所以我们只设计出了一种方案，望老师谅解。

由LM358AN运算放大器，电阻R,电位器R7，R8，R9，电容C构成的单电源供电三角方波发生器。

工作原理：

因为矩形波电压只有两种状态,非高即低,所以电压比较器是产生方波重要的环节，如上图所示，由LM358AN运算放大器和电阻，电位器，电容等组成一个单电源供电的三角、方波发生器。

左边的LM358AN一端接电源，另一端接地，构成了单电源供电的条件。

首先通过一个积分电路得到三角波，然后再用比较电路得到了方波。

电位器则是通过改变阻值来实现波形斜率和幅值的可调。

R1C1回路既作为延迟环节又作为反馈网络,通过R1C1充放电实现输出的自动转换

C1和R1的充放电使右边的LM358AN起震动经过迟滞电路整形形成方波

调节C1和R1可以改变方波（三角波）的周期方波的振幅=电源电压

2.总体方案的确定

2.1元器件的选择

LM358AN双运算放大器，10K的电位器，普通电阻和电容等其他元器件。

2.2参数计算

方波的振幅=电源电压

三角波的幅值=[R3/（R3+R2）]*电源电压

T=2R1C1ln（1+2R3/R2）所以Rw=5K

二、整体电路图及PCB板图

整体电路图如下：

整体电路图

PCB版图

三、计算机仿真

用multisim仿真软件进行仿真。

仿真图如下：

仿真图

三角形仿真波形如下

调节R9,改变三角波的斜率，如下图

调节R8，改变三角波幅值，如下图

方波仿真图如下

调节R8，改变方波的周期如下

四、安装调试

4.1元件清单

双运算放大器LM358AN1个

瓷片电阻，阻值均为1K3个

电位器，最大阻值均为10K3个

普通电容，容值为5uF1个

4.2元件的引脚识别

（1）LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。

它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。

LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。

LM358AN引脚图

（2）电位器

中间脚必须接，另两脚随便

4.3元件的检测

电阻：

用万用表测量阻值，比较。

普通电容：

1、检测10pF以下的小电容

因10pF以下的固定电容器容量太小，用万用表进行测量，只能定性的检查其是否有漏电，内部短路或击穿现象。

测量时，可选用万用表R×

10k挡，用两表笔分别任意接电容的两个引脚，阻值应为无穷大。

若测出阻值（指针向右摆动）为零，则说明电容漏电损坏或内部击穿。

2、检测10PF～0.01μF固定电容器是否有充电现象，进而判断其好坏。

万用表选用R×

1k挡。

两只三极管的β值均为100以上，且穿透电流要小。

可选用3DG6等型号硅三极管组成复合管。

万用表的红和黑表笔分别与复合管的发射极e和集电极c相接。

由于复合三极管的放大作用，把被测电容的充放电过程予以放大，使万用表指针摆幅度加大，从而便于观察。

应注意的是：

在测试操作时，特别是在测较小容量的电容时，要反复调换被测电容引脚接触A、B两点，才能明显地看到万用表指针的摆动。

3、对于0.01μF以上的固定电容，可用万用表的R×

10k挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电，并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。

电位器：

测量时，选用万用表电阻档的适当量程，将两表笔分别接在电位器两个固定引脚焊片之间，先测量电位器的总阻值是否与标称阻值相同。

若测得的阻值为无穷大或较标称阻值大，则说明该电位器已开路或变值损坏。

然后再将两表毛分别接电位器中心头与两个固定端中的任一端，慢慢转动电位器手柄，使其从一个极端位置旋转至另一个极端位置，正常的电位器，万用表表针指示的电阻值应从标称阻值（或0Ω）连续变化至0Ω（或标称阻值）。

整个旋转过程中，表针应平稳变化，而不应有任何跳动现象。

若在调节电阻值的过程中，表针有跳动现象，则说明该电位器存在接触不良的故障。

直滑式电位器的检测方法与此相同。

4.4用到的仪器仪表

数字万用表,示波器，直流电源

4.5调试步骤

按照电路图，焊好电路，由于没有5uf电容，所以我们用5个1uf的电容并联成一个5uf电容，如下图

板子反面

板子正面

调试结果如下：

产生方波

产生三角波

方波，三角波频率与斜率的调节

调试结果与仿真的很接近，说明我们所设计的电路是正确的。

通过对R8与R9的调节，我们观察到三角波及方波的幅值、周期均可调，与仿真结果相一致。

五、心得体会

本次课设的题目是三角波、方波发生器，要求使用运放实现，而且是单电源供电，这对我们来说难度很大，不过可以确定的是我们一定能把这个题目完美的完成。

在查找资料的过程中，走错了方向，老师要求是单电源供电，而我们找的所有资料均是双电源供电，完全不符合条件，这对我们来说无疑是晴天霹雳，但也没办法，我们对题目没有理解透，找资料时也没有认真分析是哪种类型的。

由于时间紧迫，也有了上次的教训，我们加快了找资料的步伐，同时也仔细、认真的查看和分析资料，以免又犯了同样的错误。

现在回想起来，从中的收获是非常多的。

通过本次课程的设计，我提高自己的动手和动脑能力,也将所学的电子技术实验、数字电路、protel以及模拟电路的知识用到的实际操作中去。

在做课程设计的过程中，我们对运算放大器有了更深一步的了解，特别是对其在实际应用过程中的了解也更进一步。

在仿真过程中更熟悉了相对于课堂上所学的关于protel99和multism11.0软件的知识及其使用。

在实际的焊接过程中，学习到了不少，对自己的焊接技术也是一个很大的提高，虽然在焊接过程遇到了一些小问题，比如虚焊、焊错等等问题，但最后在我们的努力下解决了，在本次课程设计的过程中，认识到自己还要更加努力，提高自己各方面的能力，尤其是自己独立思考、分析问题和解决问题的能力，同时也要具备团队合作精神。