电子技术课程设计30178.docVIP

课程设计报告书 课程名称： 电子电工技术课程设计 题 目： 一种简单的多种波形发生 电路的设计 系 （院）： 环境学院 专业班级： 给水排水094 姓 名： 学 号： 评语： 成绩： 签名： 日期：  2 设计目的、意义 2.1 设计目的 （1）掌握多种波形发生电路的原理及设计方法。 （2）掌握迟滞型比较器的特性参数的计算。 （3）能够使用电路仿真软件进行电路调试。 2.2 设计意义 在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都学要有信号源，由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。多种波形发生电路可以产生多种波形信号,如锯齿波,矩形波，三角波,方波等,因而广泛用于通信、雷达、导航、宇航等领域。 3设计要求： 设计集成运放双电源供电电路。要求电源输出对称性好.稳定性高。 能输出方波 三角波 矩形波 锯齿波。采用比较器 积分器为主要原件实现。 （1）给出系统的设计原理 最佳方案。（2）画出设计的单元设计电路图，总电路图。（3）进行单元电路参数的计算。（4）列出系统所采用的元件的型号 特性。（5）分析系统优缺点 创新点。 多种波形发生电路能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路。 原理框图 图一 波形发生原理图 4.2 波形发生电路的方案 多种波形发生电路是指能产生多种波形的电路。实现该发生电路有三种方案。 方案一： 采用简单的方波和三角波发生电路，该电路有集成运放的积分器与滞回比较器组成， 图二 由于采用了由集成运放组成的积分器，电容C始终处于恒流充放电状态，使方波和三角波的性能大为改善，可得到较为理想的方波与三角波。 方案二： 此方案可得到方波、三角波、锯齿波。左端电路同相输入滞回比较器产生方波，可在 左端的比较器右端测得，再通过中间积分运算电路可测得三角波，三角波输入最右端的电路，通过右端的电路可使输入的三角波转换为锯齿波。 图三 方案三： 将矩形波发生电路、三角波发生电路、锯齿波发生电路放到一起，当需要得到哪个波形时，就将相应的输出端Uo处测得。 图四 方案二最佳，下面执行方案二。 4.2.1方波发生电路的工作原理 图五 矩形波发生电路 此电路由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。RC回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。设某一时刻输出电压Uo=+Uz,则同相输入端电位Up=+Ut。Uo通过R3对电容C正向充电，反相输入端电位n随时间t的增长而逐渐增高，当t趋于无穷时，Un趋于+Uz；但是，一旦Un=+Ut,再稍增大，Uo从+Uz跃变为-Uz,与此同时Up从+Ut跃变为-Ut。随后，Uo又通过R3对电容C反向充电，Un随时间逐渐增长而减低，当t趋于无穷大时，Un趋于-Uz；但是，一旦Un=-Ut,再减小，Uo就从-Uz跃变为+Uz，Up从-Ut跃变为+Ut，电容又开始正相充电。上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。 4.2.2方波--三角波转换电路的工作原理 方波—三角波产生电路 图六 方波——三角波转换电路的工作原理 在方波发生电路中，当滞回比较器的阀值电压较小时，可将电容两端的电压看成为近似三角波。但是一方面这个三角波的线性度较差，另一方面带负载后将使电路的性能产生变化。实际上只要将方波电压作为积分运算电路的输入，在其输出就得到三角波电压。 如图中，左边电路的R4右端输出方波，右边电路的右端输出则为三角波。给图中电阻R1，R2，R3，R4，R5，R6，R分别赋值，赋予不同的值，可得到不同的方波，进而得到不同的三角波，但波的形状保持不变。 U0 t 图七 方波转换为三角波 4.3.3三角波发生电路的工作原理 图八 三角波发生电路 在图中，左边为同向输入滞回比较器，右边为积分运算电路，对于有多个运放组成的应用电路，一般应首先分析每个集成运放所组成电路输出与输入关系，然后分析各电路间的相互联系，在此基础上得出电路的功能。 图中R4右端U1输出方波，幅值Uz;最右端U0输出三角波，幅值Ut,Ut=R1/R2)*Uz,Uz 为双向稳压二极管两端的电压。此图既可产生方波，又可产生三角波，故也可称为三角波——方波发生电