方波三角波正弦波锯齿波函数发生器.docx
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方波三角波正弦波锯齿波函数发生器.docx
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方波三角波正弦波锯齿波函数发生器
模拟电路课程设计报告设计课题:
设计制作一个方波/三角波/正弦波
专业班级:
09电信(本
学生姓名:
学号:
指导教师:
设计时间:
设计制作一个方波/三角波/正弦波/锯齿波函数发生器
一、设计任务与要求
①输出波形频率范围为0.2KHz~20kHz且连续可调;
②正弦波幅值为±2V;
③方波幅值为2V,占空比可调;
④三角波峰-峰值为2V;
⑤锯齿波峰-峰值为2V;
⑥分别用四个发光二极管显示四种波形输出;
⑦用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源(±12V。
二、方案设计与论证
设计要求产生四种不同的波形分别为正弦波方波三角波锯齿波。
正弦波通过滞回比较器可以转换成方波,方波通过一个积分电路可以转换成三角波,只要调节三角波的占空比就可以得到锯齿波。
正弦波可以通过RC振荡电路产生。
方案一、
一、直流电源部分
电路可把220V的交流电变成12V的直流电
二、波形产生部分
1正弦波——方波
上电路可以同时产生输出方波正弦波2方波——三角波
电路可产生三角波
3方波——锯齿波
Key=A
10k¦¸
电路可以产生锯齿波
方案二
一、直流电源部分
电路可把220V的交流电变成12V的直流电
1N4007
二、波形产生电路
1正弦波——方波——三角波
100k¦¸Key=A
50%
电路可产生正弦波、方波、三角波
2方波——锯齿波
Key=A10k¦¸
电路可以产生锯齿波
方案论证:
我选的是第二个方案,上述两个方案均可以产生四种波形。
方案一的电路过多焊接部分,显得不方便而且这样浪费了很多元器件,但是方案的在调节的时候还是比较方便的,可以很快的调出波形。
方案二电路简洁利于焊接并且可以节省元器件,但是在调节波形的时候可能会稍稍有点费力,是由于在整个电路调波时,只要调节前面部分就会影响后面的波形。
所以要兼顾前后。
但只要认真调节还是可以得到四种波形的。
三、单元电路设计与参数计算
1、直流电源的参数设计
交流电先通过单相桥式整流电路可以得到半波的电压波形,再通过滤波电路可以得到比较好的电压波形,最后通过稳压电路就可以得到比较好的直流电。
提供的是220V的交流电源要变为12V直流电,变压器用220V~15V规格的。
UA741所需的电源为12V,选的整流芯片为:
LM7812、LM7912整流用的二极管可用1N4007,电解电容用3300uf,C2和C3可用0.1ufC4、C5用0.47uf、C7、C8可用220uf,发光二极管上的R用1KΩ2、波形产生电路部分的参数设计
正弦波产生部分要求产生频率范围为0.2KHz~20kHz连续可调的正弦波,F=Uf\Uo=
jwcRjwcRjwc/1///1/1//R++整理可得F=
/1(31
wRCwRCj-+
令wo=1/RC,则fo=1/2∏RC。
1/2∏RC=f取C=0.22uf,R:
36Ω~3.6KΩ,电位器可选5KΩ,R7=10KΩ。
方波要求幅值为2V,选择的稳压二极管可选用稳压为3.3V的,在稳压二极管两端并联一个5KΩ的电位器。
Up1=R2R1R2+Uo+R2R1R1+Uo1=R2R1R2+Uo±R2
R1R1
+
Uz
令Up1=Un1=0V,则阈值电压±UT=±
R2
R1UzR1=100KΩ、R2=10KΩ、R3=10KΩ、R4=1KΩ,二极管选用1N4007型号的C1=220uf、电位器R3=100KΩ。
方波的占空比要求可调,可在反向输入端和输出端接上二极管和一个电位器(100KΩ,二极管选用1N4007.。
三角波:
+UT=R3C1UZ*2
T+(-UTUT=R2R1UZ经整理可得T=R24R1R3Cf=4R1R3CR2
锯齿波:
Uo=-R3C1Uz(t1-t0+uo(t0当Uo=RwC
R31
+(Uz(t2-t1+uo(t1T=R2RwC2R32R1+(T=3
33310
四、总原理图及元器件清单1.总原理图
1N4007
100k¦¸Key=A
50%
Key=A10k¦¸
2.元件清单
五、安装与调试
先在电路板上做好布局,然后进行焊接。
焊接好电路后,初次调试发现电源正电源输出大于12V达到3V检查发现是稳定正电压的集成块7812坏了,先后换了两次集成块才使得正电源达到了12v。
整改之后电源无问题。
后来电路无锯齿波输出,检查之后更换了集成运放,有波形输出,调试完成。
六、性能测试与分析
1.电源部分的测试
实验测得:
副边电压U1=15.8V、U2=15.8V。
整流滤波后的电压U1=20.7V、U2=-20.5V
输出端电压Uo1=12.2V、Uo2=-12.3V
要求输出电压为Uo1=12V、Uo2=-12V
理论值:
U12=30V,V2.012U=∆η=12U∆/U12=0.007U1=18V,V21U=∆η=1U∆/U1=0.1U2=-18VV22U=∆η=2U∆/U2=0.1Uo1=12V0V1Uo=∆η=1Uo∆/U1=0Uo2=-12V0.05V2Uo=∆η=2Uo∆/U2=0.004误差分析:
1.测量数据时人为的偶然误差。
2测量仪器本身的不可避免的误差。
3焊接电路时焊点处有电阻被忽略,连接的线路也有电阻。
4试验时间过长温度发生变化,使得一些元件的电阻发生变化。
2.波形产生部分
七、结论
1.输出的各波形的参数范围有些许的偏差,是因为在各原件的参数选择上有些偏差。
正弦波稍微有点失真是因为积分电路中充放电的时间不够。
八、心得
。
为期一个星期的课程设计已经结束,在这一星期的学习、设计、焊接过程中我感触颇深。
使我对抽象的理论有了具体的认识。
通过对函数信号发生器的设计,我掌握了常用元件的识别和测试;更加熟悉了常用的仪器仪表;也更加熟练了电路的连接、焊接方法;以及如何提高电路的性能等等。
通过对函数信号发生器的设计,我还深刻认识到了“理论联系实际”的这句话的重要性与真实性。
而且通过对此课程的设计,我不但知道了以前不知道的理论知识,而且也巩固了以前知道的知识。
最重要的是在实践中理解了书本上的知识,明白了学以致用的真谛。
也明白老师为什么要求我们做好这个课程设计的原因。
他是为了教会我们如何运用所学的知识去解决实际的问题,提高我们的动手能力。
在整个设计到电路的焊接以及调试过程中,我个人感觉调试部分是最难的,因为你理论计算的值在实际当中并不一定是最佳参数,我们必须通过观察效果来
改变参数的数值以期达到最好。
而参数的调试是一个经验的积累过程,没有经验是不可能在短时间内将其完成的,而这个可能也是老师要求我们加以提高的一个重要方面吧!
其次,这次课程设计提高了我们的设计水平,让我体会到了在接好电路后测试出波形的那种喜悦,体会到成功来自于汗水,体会到成果的来之不易。
在实验过程中,我们遇到了不少的问题。
比如:
波形失真,甚至不出波形这样的问题。
在老师和同学的帮助下,把问题一一解决,那种心情别提有多高兴啦。
实验中暴露出我们在理论学习中所存在的问题,有些理论知识还处于懵懂状态,老师们不厌其烦地为我们调整波形,讲解知识点,实在令我感动。
还有就是在实验中,好多同学被电烙铁烫伤了,这不得不让我想起安全问题,所以在以后的实验中我们应该注意安全,特别是在特殊的地方或者使用特殊工具时,如电烙铁,电钻,腐蚀机时,一定要特别注意,不让危险事故发生。
还有值得我们自豪的就是我们的线路连得横竖分明,简直就是艺术,当然,我们也有很多不足的地方,制板三次才成功,浪费了很多材料,锡焊还不是很会用,焊接的很粗糙。
最后用一句话来结束吧:
“实践是检验真理的唯一标准”。
与君共勉。
参考文献1.谢自美.电子线路设计(第三版).武汉:
华中科技大学出版社,20062.康华光.电子技术基础(模拟部分)(第四版).武汉:
高等教育出版社,2005.73.童诗白主编.模拟电子技术基础(第三版)北京:
高教出版社,2001童诗白主编.模拟电子技术基础(第三版)北京:
高教出版社,.北京.物理与电子信息学院模拟电路课程设计成绩评定表班级:
09电信本学号:
专业:
电子信息工程班级课题名称姓名:
设计任务与要求评分标准:
评分标准:
设计报告成绩①有合理的方案设计和论证、电路参数的计算、总原理图和清单。
(0-20分)②电路板制作、调试规范,有详细制作和调试过程。
(0-10分)③电路板测试合理,对性能指标测试数据完整,正确;进行数据处理规范,进行了误差计算和误差分析。
(0-15分)④对课程设计进行了总结,有体会,并能提出设计的改进、建设性意见。
(0-5分)设计报告成绩:
设计报告成绩:
成绩电子作品成绩评分标准:
评分标准:
①电路正确,能完成设计要求提出的基本功能。
(0-30分)②电路板焊接工艺规范,焊点均匀,布局合理。
(0-20分)(其中直流电源部分占20%,功能部分80%电子作品成绩:
电子作品成绩:
课程设计成绩总成绩:
指导教师:
指导教师:
2011年1月2日
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- 方波 三角 正弦波 锯齿 函数 发生器