课程设计波形变换器.docx

课程设计波形变换器.docx

《课程设计波形变换器.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计波形变换器.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

课程设计波形变换器

2013课程设计—波形变换器之马矢奏春创作

时间：

二O二一年七月二十九日

学号201140600116

班级2011级自动化02班

姓名朱玉菲

同组者成鑫鑫

内容摘要：

本设计主要分为波形变换部分和频率测量部分,波形变换部分由LM324运放与分立元件合营搭建,由三角波产生器产生三角波,与给定的旗子灯号经由过程加法器进行旗子灯号叠加,再经由滤波器滤掉落落高频旗子灯号,最后与三角波一同送入比较器得到一个占空比变更的方波.

LM324是四运放集成电路,内部包含四组完全相同的运算缩小器,除电源共用外,四组运放互相自力.

555准时器是一种模拟和数字成效相结合的中规模集成器.555准时器外接几个电阻、电容,就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路.

74LS192是同步十进制可逆计数器,它具有双时钟输入,并具有清除和置数等成效.

Multisim的仿真阐发方法结合波形变换电路的实例,理论成果与仿真成果一致,在电路根本试验传授教化中具有很是主要的意义.

关头词：

LM324Multisim波形变换频率测量

一、设计内容及要求

运用给定器件实现图1框图所示电路成效.

二、具体要求

的正弦波旗子灯号,

；

2.设计一个旗子灯号产生电路,产生如图2所示波形uo1.个中T1=2ms,允许有±10%的误差；

3.uo1,ui1相加,使uo2=10ui1+uo1；

4.uo2经滤波器滤除uo1频率分量,选出频率为f0的正弦波旗子灯号为uo3.uo3峰-峰值为9V,用示波器不雅察无明显掉落真；

5.将uo3与uo1比较,得到峰值为6V的输出电压uo4；

6.测量uo4的频率并用数码管显示（注：

该部分可以用中小规模数字电路实现,亦可用VHDL或Verilog措辞编程,下载到EPM7128芯片实现.）；

7.要求预留ui1,uo1,uo2,uo3,uo4的测试端子.

三、设计思路：

分段设计,首先设计三角波变换电路,然后设计加法器、滤波器、波形比较器、频率测量部分.

分块电路和总体电路的设计

（1）三角波转换器

XFG1是函数型号产生器,产生

的正弦波旗子灯号,

经由U1A转化成方波旗子灯号,R₁=100Ω具有限流的传染感动,BZX79-C6V2为6.2V的稳压管,具有稳压的传染感动；U3B为积分电路,方波旗子灯号经由U3B转化成三角波,标题要求三角波峰峰值为4V,按照公式计算R₃=3.2KΩ,C₁=1μF,仿真电路R3=1.7KΩ,R₂=10KΩ传染感动是避免低频旗子灯号增益过大.但实际试验时测的R₃=2.189KΩ,C₁=1μF,R2=10.02KΩ,R4=1.005KΩ.

（2）加法器

标题要求正弦波旗子灯号与方波旗子灯号相加知足uo2=10ui1+uo1

所以采取同比拟例乞降电路知足R4//R6=R8//R7.理论上R6=R8=1KΩ,R4=R7=10KΩ,但实际试验时电阻R4=10.03KΩ,R6=1.001KΩ,R8=1.002KΩ,R7=9.83KΩ.

（3）滤波电路

标题要求uo2经滤波器滤除uo1频率分量,选出频率为f0的正弦波旗子灯号为uo3.uo3峰-峰值为9V,用示波器不雅察无明显掉落真；所以经由试验,我们采取压控电压源二阶带通滤波电路；Up为同比拟例运算电路的输入,比例系数Auf=Uo/Up=1+R10/R11,当C3=C2=C,R11=R9,R12=2R9时电路的传递函数

令中央频率

电紧缩小倍数

当f=f0时,得出通带缩小倍数

令上式分母的模为

即分母的虚部的绝对值为1,即

解方程,取正根,就可得到下限截止频率fp1和上限频率fp2辨别是

是以通频带

所以经由过程计算电阻、电容所选参数大小辨别如图所示.但实际试验时测的电阻R11=302.4KΩ,R9=405.6KΩ,R5=9.93KΩ,R12=9.99KΩ,R10=1.008KΩ.

（4）比较器

标题要求将uo3与uo1比较,得到峰值为6V的输出电压uo4,所以选用过零比较器,个中R13=100Ω传染感动是限流；因为经由滤波电路输出的正弦波在经由过零比较器所得的方波旗子灯号电压幅值很大,所以要用稳压管将电压降到6v.实际测的R13=104.2Ω,具有限流的传染感动.

（5）频率测量电路

计数器是数字电路中运用广泛的成效器件；双时钟加/减计数器74LS192具有异步清零、预置数的成效,可以便利的构成三位十进制计数器,对波形变换电路产生的方波旗子灯号进行计数.

（6）单脉冲触发器

555准时器可构成单脉冲触发器,产生1s的单脉冲,与方波旗子灯号相与,实现1s内计数.

（7）电路仿真实现

义务道理：

函数旗子灯号产生器产生正弦波经由过零比较器U1A、积分电路U3B产生峰峰值为4v的三角波,然后三角波与正弦波经由加法器U2A,滤波电路U2D产生频率为500HZ、峰峰值为9v的正弦波,经由比较器产生幅值为6v的方波旗子灯号.数电计数部分是在数电试验箱长进行的,计数成果为500.

三、组装调试的内容.

①运用的主要仪器和心坎；

1）直流稳压电源1台2）示波器1台

3）万用表1台4）模拟试验装配1台

5）数字试验箱1台6）函数旗子灯号产生器1台

②调试电路的方法和技能；

用示波器不雅察电路波形,然后调节电位器得到所需要的波形和幅值.

③测试的数据和波形并与计算成果比较阐发；

仿真波形图

实际波形图：

三角波

三角波

加法器输出波

峰峰值

频率

峰峰值

频率

理论

500HZ

实际

3V-4V

误差

0

0

5.08%

方波和正弦波

正弦波

方波

峰峰值

频率

幅值

频率

理论

0V-6V

500HZ

实际

误差

0.2%

2%

6%

实际电路板图

数据阐发：

在试验误差允许规模内,输出波形幅值与频率合适试验预期要求.

误差阐发：

实际所用元器件数值与理论不相合适,并且示波器和函数旗子灯号产生器有旗子灯号搅扰,导致波形输出幅值和频率有必定的动摇.

④调试中消掉的缺点、原因及清除方法.

①方波的峰峰值过低或者过大,稳压管没有起到响应的传染感动.经由过程不竭修改Ro的值（因为Rw修改不便利,还调过它）最终得到知足要求的波形.

②试验过程中滤波电路波形掉落真,原因是参数选用不合理,调节电位器以得到所需波形；

③三角波的上升沿比较粗,下降沿比较细.经由过程修改R2和C1的值不竭修改波形频率,最后得到相对对称的三角波上升下降沿.

④正弦波输出端输出的是三角波电压,解决方法是调解滤波电容的值,使之达到滤波的效果,最后输出比较圆滑的正弦波.

⑤计数时,直接用函数旗子灯号产生器产生方波旗子灯号在和单脉冲输出旗子灯号相与,可得到精确的计数成果,但假如波形转换产生的方波旗子灯号和脉冲输出旗子灯号相与,不克不及得到稳定的计数成果,原因是方波旗子灯号幅值影响,所以用稳压管调节方波旗子灯号的幅值,以达到预期成果.

四、总结设计电路和筹划的优缺点,指出课题的核心及实用价值,提出改进意见和瞻望.

优缺点：

用单脉冲准时器准时1s,可直接用,而采取多谐振荡器准时1s,还需要用锁存器进行锁存,所以本筹划比较简单.但波形转换器输出的方波旗子灯号与计数器的输入旗子灯号消掉不匹配问题,在计数过程上钩数成果不稳定,要推敲设计合适的电平转换电路.

核心：

本试验的核心是设计一个波形转换器,并对最后输出的方波旗子灯号进行1s计数,在单元电路设计的根本上,设计出具有各类不合用途和必定工程意义的电子装配.

改进意见和瞻望：

本试验只能实现正弦波、三角波、方波之间的转换,而对于其他类型的波形则不克不及实现,欲望将来可以优化改进电路,设计各类波形转换器

C（F）

个数

1u

3

1

五、列出系统需要的元器件

R（Ω）

个数

1K

4

10K

5

100Ω

1

Rw（Ω）

个数

10K

4

四运放LM324两个、双时钟加/减计数74LS192三个、555芯片一个、6.2V稳压管三个、四2输入与门74LS08一块、导线若干

六、收成、体会.

经由过程此次分化试验,复习了上学期比较主要的模电常识,知道了部分本身设计电路的难点,各个原件的数值需要事先确定.加强了对电路的整体掌控才能,从一开始简单地搭建一块面包板到后来比拟较较有层次、比较美不雅的面包板,这是一个质的修改,绝对会对将来的电路试验影响很大.总之,此次试验的好处现在看来可能不太明显,但必定会在将来慢慢表现出来.

七、参考文献.

[1]阎石《数字电子技能根本》初等教诲出版社

[2]童诗白《模拟电子技能根本》初等教诲出版社

[3]《电子技能根本》康华光主编

[4]《现代电子线路和技能试验简明教程》孙肖子主编

时间：

二O二一年七月二十九日