电子技术课程设计论文.docx
- 文档编号:7623514
- 上传时间:2023-01-25
- 格式:DOCX
- 页数:7
- 大小:61.78KB
电子技术课程设计论文.docx
《电子技术课程设计论文.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电子技术课程设计论文.docx(7页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
电子技术课程设计论文
吉林工程技术师范学院
设计题目:
三角波发生器
班级:
07届电子信息
(2)班
组长学号:
0701034207
组长姓名:
李昆鹏
指导教师:
金琳张立新
设计时间:
2009年12月29日
一课程设计题目
方波、三角波发生器
二设计内容和要求
设计一个三角波、方波发生器电路。
要求:
振荡频率1—10赫兹可调;方波幅度±5V;三角波幅度±8V,用LED发光管显示幅度的变化;电路中的各个参数和电路图由学生自己设定.
三电路原理图
四实验器件
电阻、电容、稳压管、集成电路uA741、LED发光二极管、电位器、导线、面包板.
五、电路原理分析及制作过程
电路原理分析
该电路主要由同相输入迟滞比较器和冲放电时间常数不等的积分器两部分组成.
当t=0时接通电源,有V01=-Vz,则-VZ经R3向C充电.使输出电压按线性规律增长.当V02上升到门限电压VT+,使Vp1=VN1=0时,比较器输出V01由-VZ上跳至+VZ同时门限电压下跳到VT-值.以后V01经R3和D向C反向充电.由于时间常数减小,V02下降到负值.当V02下降到门限电压VT-使Vp1=VN1=0时,比较器输出V01.又由+VZ下跳到-VZ.如此周而复始产生振荡.由于电容C的正向与反向充电时间常数不相等,输出波形V02为三角波,V01为矩形波电压.
其中:
1、电压比较器分为单门限电压比较器和迟滞比较器.该电路采用的是迟滞比较器.之所以采用后者,我们可对比一下.
先介绍单门限电压比较器.我们都知道电压比较器是用来比较输入信号Vi和参考电压VREF的电路.符号C表示比较器.它在实际应用时最重要的两个动态参数是灵敏度和响应时间(或响应速度),因此可以根据不同要求选用专用集成比较器或运放.现假设C由运放组成.参考电压VREF加于运放的反相端,它可以是正值,也可以是负值.当输入信号Vi加于运放的同相端,这时,运放处于开环工作状态,具有很高的开环电压增益.当输入信号Vi小于参考电压VREF时,即差模输入电压Vid=Vi-VREF>0,运放立即转入正饱和状态,此时V0=VOH.它表示Vi在参考电压VREF附近有微小的减小时,输出电压将从正的饱和值V0H过渡到负的饱和值VOL.若有微小的增加,输出电压又将从负的饱和值VOL过渡到正的饱和值V0H.把比较器输出电压V0从一个电平跳变到另一个电平时相应的输入电压Vi值称为门限电压或阈值电压VT.由于Vi从同相端输入且只有一个门限电压故称同相输入单门限电压比较器.反之,当Vi反相端输入,VREF改接到同相端,则称为反相单门限电压比较器.用集成运放构成的电压比较器,可以加限幅措施,避免内部管子进入深度饱和区,来提高响应速度.
迟(a)开环比较器(b)传输特性(c)波形变换
迟滞电压比较器的抗干扰能力明显优势于单门限电压比较器,经过上面的简单介绍我们知道单门限电压比较器虽然有电路简单灵敏度高等特点,但其抗干扰能力差,输出电压不稳定.如果用这个输出电压控制电机,将出现濒繁起停现象,这种情况是绝对不允许的.因此,在这次设计中我们采用迟滞电压比较器.
下面介绍迟滞电压比较器.顾名思义,迟滞比较器是一个具有迟滞回环传输特性的比较器,它在反相输入单门限电压比较器的基础上引入了正反馈网络,就组成了具有双门限值的反相输入迟滞比较器.如将Vi与VREF位置互换,就组成同相迟滞比较器.由于正反馈作用,这种比较器的门限电压是随输出电压V0变化而改变的.它的灵敏度低一些,但抗干扰能力却大大提高了.
门限电压的估算
由于比较器中的运放出于正反馈状态,因此一般情况下,输出电压与输入电压不成线性关系,只有在输出电压发生跳变瞬间,集成运放的两个输入电压之间的电压才可近似认为等于零.即Vid=0或Vp约等于VN=Vi是输出电压V0转换的临界条件.当Vi>Vp输出电压V0为低电平VOL.反之,V0为高电平V0H.显然,这里的Vp值实际是门限电压VT.设运放是理想的.利用叠加原理有Vp=VT=(R1VREF)/(R1+R2)+(R2V0)/(R1+R2)
根据输出电压的不同值,可分别求出上门限电压VT+和下门限电压VT-分别为VT+=(R1VREF)/(R1+R2)+(R2V0H)/(R1+R2)VT-=(R1VREF)/(R1+R2)+(R2V0L)/(R1+R2)
2、积分器扫描电压是锯齿波的,它由积分器产生.由于应用最广的一种扫描电压发生器电路.它的内部开关S打开时,电源电压E通过积分器积分,在理想情况下,输出电压u0可写成u0=-E/RCt.可见u0与时间t成线性关系,改变时间常数RC或微调电源E都可改变u0的变化速率.
当开关S闭合时,电容器C迅速放电,于是u0迅速上升,这样就形成一个锯齿波扫描电压.
制作过程:
1.利用DXP2004专业软件对原理图进行仿真,对原理图进行改进,并设计出实际安装草图。
2.了解面包板的内部结构和其他器件的使用说明。
3.按照安装图,把两个uA741集成块插入面包板,
4.要把引脚变垂直这样便于插入面包板,并能保证插的牢靠,因考虑到全电路的布局,所以要注意插入的集成块的位置要合理。
5.把电阻按安装图的情况连接到相应位置,在集成块中带○标记的是第1个引脚,依次往下数,引脚2接“﹢”,引脚3接“﹣”,第6个引脚是输出端,引脚4接﹢12V,引脚7接﹣12V,由于面包板两个孔之水平方向是相隔的,垂直方向是导通的,因此只有水平方向需要用导线连接。
6.面包板上的线路连接好后,不要匆忙接电源,应仔细检查无误后再接电源。
7.观察发光二极管,看其是否是交替闪烁,闪烁的频率是否正常。
8.用万用表测其实际的方波和三角波的输出电压是否符合要求
9.以上检查均符合要求后请老师验收,本次课程设计成功。
六、参数计算
所求的量有R3,R2,R5(如图所示)
R3=(11-5.7)V/5mA=5.3V/5mA约等于1千欧
因为Vp=V02R1/(R2+R1)+V01R2(R2+R1)当Vp=0V,
R1等于1千欧,V02=8V,V01=5.7V时得R2=R1V02/V01
最后算得R2约等于1.4千欧
取C=47uF,V02=-ViT/(R5C)此公式需分两种情况考虑
(1)当T=1ms时,f=1/T=1Hz,R5约等于4千欧;
(2)当T=0.1ms时,f=1/T=0.1Hz,R5约等于0.4
千欧
七、调试过程及解决方案
安装检查完毕后,接于电源,用示波器经观察方波产生电路的部分,发现R2的阻值太小,应把R2的阻值该为1.5千欧,但由于受实际的阻值影响只能选1千欧的阻值。
考虑到稳压管的使用寿命,我们最后决定在双向稳压管的上方串联一个330欧的电阻,这样稳压管不易被烧坏。
需要提醒的是电路接电源被烧坏的原因有电路在连接时没有考虑到具体元件的正负极,比如电位器的中间引脚是必须用的,边上两个任选一个;电容的两引脚中长的接正极,短的接负极;集成块的引脚3接正极,引脚2接负极,引脚7接﹢12V,引脚4接﹣12V等一些细小问题是需要注意的。
电源的解决办法:
调两个12V,用导线分别把两个正负接线钮缠上,再把第一个电压源的负极与第二电压源的正极用导线缠上,这样中间两个正负抵消,为0V,就相当于接地了,最后把第一电压源的﹢12V接入集成块的引脚4,第二的电压源的﹣12V接入集成块的引脚7。
(在解决电源问题时缠绕正负极的导线需全部扒皮,这样才能缠得牢,用掐线钳掐头部时,很有可能连接的不牢靠)
八、设计总结
三角波发生器由迟滞比较器产生方波后再由积分器
将三角波转化为三角波,最后发光二极管并联出现一红
一绿交替闪烁的现象,实际生活中细心的我发现警车上
闪烁灯也是这个原理,只是内部又添加了蜂鸣装置使其
发出响亮的声音。
九、设计体会、心得及建议
让想象飞起来,不试不知道试过才知道,知道不知道露一手才知道!
记得在春节联欢晚会的一句小品台词给我印象特深刻,是"没病走两步",而通过这次课程设计我想说的是有才要动手!
要学会尝试,要大胆尝试,只有这样才不至于像螃蟹一般横着走!
而课程设计正给我们一个展示的大舞台!
本次课程设计虽然结束了,可我的心却不能平静,我发现自己与他人的差距,比如在知识的灵活运用上,动手能力,协调合作能力等等,可我一直相信世上无难事,只怕有心人,也是凭着这个信念我才能从乡村来到这里.我应该感谢所有教过我的老师们,是他们让我有今天的自己.我不会放弃,要走下去,我会虚心求教,使缺点成为转折点,希望以后还能有机会跟老师您多交流!
在设计的过程中我也不可避免的遇到了很多的问题
在调试过程中,因为某些原因出不来结果,或三个人之间出现了意见分歧,但在最后都能目标一致.在调试结果出来后,我们小组的成员们的高兴劲就甭提了,我想过年吃的大饺子也没它让我喜悦、激动!
通过这次电子课程设计,我不仅对自己的知识有了更好的掌握和应用,更了解到团队精神的力量.在以后的学习和生活中受用终身.做学问也是在做人,要想做大学问就要先学会做人,德才兼备者,才叫真有才,这也是我努力的方向,谢谢!
十、参考文献
1谢自美《电子线路设计.实验.测试(第三版)》武汉:
华中科技大学出版社。
2000.7
2第二届全国大学生电子设计竞赛组委会。
全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编。
北京:
北京理工大学出版社,1997.
3潭博学、苗江静《集成电路原理及应用》北京:
电子工业出版社。
2003.9
4康华光《电子技术基础模拟部分(第五版)》高等教育出版社.2006.1
一绪论
1课程设计题目………………………………2
2设计内容和要求……………………………2
3使用器件……………………………………2
4电路原理图…………………………………2
二三角波、方波发生器的设计原理
1电路原理分析及制作过程…………………3
2参数计算……………………………………9
3调试过程及解决方案……………………..10
四课程设计的总结
1设计总结…………………………………..11
2设计体会、心得及建议…………………..12
五参考文献
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电子技术 课程设计 论文