电路方波——三角波发生器(课程设计)(加人人公共主页：单片机,联系主页君免费帮下。另有指导哦)

课程设计方波—三角波产生电路

一、设计任务与要求

1 、任务

设计一个用集成运算放大器构成的常见的方波—三角波产生电路。

指标要求如下

方波 重复频率 500Hz相对误差<±5%

脉冲幅度 ± 6~65V

三角波重复频率 500Hz相对误差<±5%

脉冲幅度 1 5~2V

2、要求

1 根据设计要求和已知的条件确定电路的方案计算并选取各单元电路的元件参数。2测量方波产生电路输出方波的幅度和重复频率使之满足设计要求。

3测量三角波产生电路输出三角波的幅度和重复频率使之满足设计要求。

二、设计原理

运算放大器可以和两个电阻构成同相输入施密特触发器 由此可以产生稳定的方波。运算放大器可以和RC构成积分电路二者形成闭合的回路。 由于电容C放入米勒效应在放大器的输出端得到线性度较好的三角波。

由下面的设计图不难分析该电路的有关计算公式为

1 

输出方波Vo1的幅度

2

输出三角波Vo2的幅度

四、元器件选择与参数设定

1 选择集成运算放大器a 由于方波前后沿与用作开关的器件A1的转换速率S R有关因此当输出方波的重复频率较高时

集成运算放大器A1应选用高速运算放大器一般要求时选用通用型运放即可。b 集成运算放大器A2的选择积分运算电路的积分误差除了与积分电容的质量有关外主要事集成放大器参数非理想所致。因此为了减小积分误差应选用输入失调参数VI0、 I i0、△Vi0/△T、△I i0/

△T小开环增益高、输入电阻高开环带较宽的运算放大器。

2选择稳压二极管

稳压二极管Dz的作用是限制和确定方波的幅度因此要根据设计所要求的方波幅度来选稳压管电压Dz。此外方波幅度和宽度的对称性也与稳压管的对称性有关为了得到对称的方波输出通常应选用高

精度的双向稳压管。 R3为了稳压管的限流电阻其值有所选用的稳压管的稳定电流决定。

3确定正反馈回路电阻R1与R2

R1与R2的比值均决定了运算放大器的A或A1触发翻转电平也就决定了三角波的输出幅度。因此根据设计要求的三角波输出幅度 由上式(3)可以确定R1和R2的阻值。由3式可以得到R1 /R2=1/3。4确定积分时间常数RC

积分元件R、 C的参数值应根据方波和三角波所要求的重复频率来确定。当正反馈回路电路R1 、R2的阻值确定之后再选取电容C的值 由上式(1 )可求的R。

综上所述选取的元器件如下

集成运算放大器 L M324或LM741 1~2片

1/4W金属膜 10K 、 20K 、 33K若干

可调电阻 30K 1只

瓷片电容 0047uF/25V 1只

稳压二极管 2DW7 2只

根据设计要求元件的参数选定如下

R=100K R1=33K R2=10K R3=1K

RP1=33K RP2=51K C=47nF

五、 试验内容与步骤

试验参考电路如图7283所示

根据已知条件和设计要求计算和确定元件参数并在试验电路版上搭接电路检查无误后接通电源进行调试。

用双踪示波器同时观察输出电压vo1 、 vo2的波形分别记录其幅值、周期、 以及他们相互之间的相位关系。

调节积分电阻R或改变积分电容C 使振荡频率满足设计要求调节R1 的比值使三角波的幅值满足设计要求。

六、实验结果

按设计电路图连接好电路。调节积分电阻R是振荡频率满足设计要求调节R1/R2的比值使三角波的幅值满足设计要求。用示波器观察实验结果

振荡周期 T=2ms

输出方波的幅度 Vo1 m=6V

输出三角波的幅度 Vo2m=2V

计算值:

T=062R

V02m= +-(R1/R2)Vz =2V

V01m= +-Vz =6V

输出电压Vo1 、Vo2的波形如下图

由图可知方波和三角波的相位差为0°

由此可得出运算放大器和两个电阻构成的同相输入施密特触发器产生稳定的方波。运算放大器可和RC构成积分电路 电容C的放入形成了米勒效应在放大器的输出端得到线性度较好的三角波。

七、分析比较

实验测得的振荡频率、输出电压的幅值和理论计算值基本吻合。产生的误差是仪器带来的。

八、实验中的问题及解决办法

1、实验中最初输出的波的幅值略大于设计要求的幅值后来通过微调R1/R2的比值达到了设计要求。

2、试验中开始时波形失真较为严重最后调节R3的值减小了R3的值后失真减小最终确定了R3的值。

原因分析

R3为限流电阻 R3如果较大的话流过稳压管的电流就小试验效果就不明显。

九、关于思考题的回答

1 、 图1所示的方波—三角波产生电路中若要求输出占空比可调的矩形脉冲 电路应做何改动为什么

2、工作在非线性状态下的运算放大器调试中是否需要调零消振为什么

3、画出用RC正弦波振荡器、迟滞比较器与积分器串联接以产生正弦波、方波、三角波的原理图。本题可参考实验九波形产生电路中方波—三角波产生器上的提示做出如下电路图

十、结与心得体会

由于此次是首次课程设计我这次的设计是通过与同学的讨论与认真计算设计分析所完成的课程设计的任务一般是设计、组装并调试一个简单的电子电路装置。需要我们综合运用“模拟电子技术基础”课程的知识通过查阅资料、方案论证与选定设计和选取电路和元器件分析指标及讨论完成设计任务。

在这次课程设计中我学会了怎样去根据课题的要求去设计电路和调试电路。动手能力得到很大的提高。从中我发现自己并不能很好的熟练去使用我所学到的模电知识。在以后学习中我要加强对使用电路的设计和选用能力。但由于电路比较简单、定型而不是真实的生产、科研任务所以我们基本上能有章可循完成起来并不困难。把过去熟悉的定型分析、定量计算逐步元器件选择等手段结合起来掌握工程设计的步骤和方法 了解科学实验的程序和实施方法。这对今后从事技术工作无疑是个启蒙训练。通过这种综合训练我们可以掌握电路设计的基本方法提高动手组织实验的基本技能培养分析解决电路

问题的实际本领为以后毕业设计和从事电子实验实际工作打下基础。

同时也让我充分认识到自己的空想与实践的差别认识莫眼高手低莫闭门造车知识都在不断更新和流动之中而扎实的基础是一切创造的源泉只有从本质上理解了原理才能更好的于疑途寻求柳暗

花明实现在科学界的美好畅游和寻得创造的快乐。

一切为我所用老师的一句话点中了当今信息的重要也揭示了搜寻信息的重要性只有学会利用

别人以发现的才可以少走弯路尽早取得成功。最后感谢党老师的支持和教导期待新的征途。