电子工程师设计报告.docx

设计题目：方波三角波发生器的设计姓名：考号：学校一、设计要求1.根据所给的性能指标，设计一个方波、三角波发生器，计算电路中的元件参数， 2.设计一个能产生方波、三角波信号发生器，3.能同时输出一定频率一定幅度的2种波形：方波、和三角波；4.可以用±12V直流稳压电源供电5.画出标有元件值的电路图，制定出实验方案，选择实验仪器设备。6实现方波和三角波输出电压：三角波出幅值0.9~1.1，4、设计过程实验原理1．滞回电压比较器图1为一种滞回电压比较器电路，双稳压管用于输出电压限幅，R3起限流作用，R2和R1构成正反馈，运算放大器当upun时工作在正饱和区，而当unup时工作在负饱和区。从电路结构可知，当输入电压uin小于某一负值电压时，输出电压uo= -UZ；当输入电压uin大于某一电压时，uo= +UZ。运算放大器在两个饱和区翻转时up=un=0，由此可确定出翻转时的输入电压。up用uin和uo表示，有根据翻转条件，令上式右方为零，得此时的输入电压Uth称为阈值电压。滞回电压比较器的直流传递特性如图2所示。设输入电压初始值小于-Uth，此时uo= -UZ ；增大uin，当uin=Uth时，运放输出状态翻转，进入正饱和区。如果初始时刻运放工作在正饱和区，减小uin ，当uin= -Uth时，运放则开始进入负饱和区。?图2? 滞回电压比较器的直流传递特性图1? 滞回电压比较器?如果给图1所示电路输入三角波电压，其幅值大于Uth ，设t = 0时，uo= -UZ ，其输出波形如图3所示。可见，输出为方波。图3? 输入为三角波时滞回电压比较器的输出波形2．方波——三角波发生器给图1所示的滞回电压比较器级联一积分器，再将积分器的输出作为比较器的输入，如图4所示。由于积分器可将方波变为三角波，而比较器的输入又正好为三角波，因此可定性判断出，图4电路的输出电压uo1为方波，uo2为三角波，如图5所示。下面分析其振荡周期。图3? 输入为三角波时滞回电压比较器的输出波形2．方波——三角波发生器给图1所示的滞回电压比较器级联一积分器，再将积分器的输出作为比较器的输入，如图4所示。由于积分器可将方波变为三角波，而比较器的输入又正好为三角波，因此可定性判断出，图4电路的输出电压uo1为方波，uo2为三角波，如图5所示。下面分析其振荡周期。图4? 方波——三角波发生器积分器输出电压从-Uth增加到+Uth所需的时间为振荡周期T的一半，由积分器关系式或????????????????????????? 注意到，故????????? 振荡频率则为??????????? ????????图5? 方波——三角波发生器的输出波形3．方波——三角波发生器的设计?（1）双稳压二极管的稳定电压根据方波幅值选取，电阻R3根据双稳压二极管的最大电流确定。?（2）电阻R1和R2根据三角波的幅值确定。（3）电阻R和电容C则根据振荡频率要求确定，电容C的值不宜太大，以减小积分误差。4.电路原理图实验步骤? ??1．滞回电压比较器直流传递特性的测定按图6接线（电路图特写），R1=10kΩ、R2=20kΩ、R3=3.3kΩ、UZ≈6V、U+= +15V，U-= -15V，最后在面包板上形成这样的电路(电路连线镜头)。给比较器加一适当频率和幅值的正弦电压，用示波器观察并记录传递特性和输出波形（教杆指向波形,方波），并测定阈值电压。??????? ??????????????????? ?????(a)??????????????????????????? (b) 图6? (a) 滞回电压比较器?????????????? ??(b)UA 741稳压二极管的封装2．方波——三角波发生器实现按图7接线（电路图特写），用示波器观察uo1和 uo2的波形（教杆指向波形），其中uo1为方波，uo2为三角波。最后要求测出其幅值和频率。图7? 方波——三角波发生器注意事项?1．接线前用数字多用表测量电阻、电容参数，并作好记录。2．观察振荡波形时，注意两个输出电压的相位关系。3. 运算放大器的电源线、地线切勿接错，否则容易损坏集成片。4．运算放大器uA741的封装图与技术参数请预习有关附录。实验器材1)??????? uA741??????????????????? 2片2)??????? 稳压管（4.3或5.3V）????? 2只3)??????? 15k电位器??????????????? 1只4)??????? 1k欧姆电阻?????????????? 1只5)??????? 10k欧姆电阻????????????? 2只6)??????? 7.5 k欧姆电阻???????????? 1只7)??????? 0.15uF电容?????????????? 1只8)??????? ±15V直流电源?