基于LM324地简易波形发生器.docVIP

设计报告作品名称：基于LM324的简易波形发生器作 者： 何 其 洪 洪 文 娟 吴 丽 萍 基于LM324的简易波形发生器摘 要在电子系统中，经常要使用到方波、三角波等波形的波形信号产生电路，常用于产生各种电子信号，完成电子系统间的通信以及自动测量和自动控制等系统中。本系统采用LM324集成运放芯片，外加电阻、电容等元器件调整、滤波，构成简易波形发生器。该波形发生器具有效率高、体积小、重量轻，输出稳定，能产生方波、三角波和正弦波等电子信号，可以作为其它电子系统的信号发生模块电路。 关键词 　 LM324 简易波形发生器 PAGE I目录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc172518068 1 方案设计与论证 1 HYPERLINK \l _Toc172518069 1.1 方案1 1 HYPERLINK \l _Toc172518070 1.2 方案2 1 HYPERLINK \l _Toc172518071 2 系统设计 1 HYPERLINK \l _Toc172518072 2.1 LM324芯片简介 1 HYPERLINK \l _Toc172518073 2.2 电路组成和工作原理 2 HYPERLINK \l _Toc172518074 2.3 电路设计与计算 3 HYPERLINK \l _Toc172518075 3 系统测试 5 HYPERLINK \l _Toc172518076 3.1 测试工具 5 HYPERLINK \l _Toc172518077 3.2 数据测试与结果分析 5 HYPERLINK \l _Toc172518078 3.3 测试结论 5 HYPERLINK \l _Toc172518079 4 设计结论 7 HYPERLINK \l _Toc172518080 参考文献 7 PAGE 61 方案设计与论证1.1 方案1采用ICL8038集成函数信号发生器芯片外加电阻、电容元件，构成波形发生电路。ICL8038集成函数信号发生器芯片是一种多用途的波形发生器芯片，它可以用来产生正弦波、方波、三角波和锯齿波。它的振荡频率可以通过外加的直流电压进行调节，是一种压控集成函数信号发生器。虽然ICL8038集成函数信号发生器的功能强大，但是它的价格昂贵，而且市面上也较难买到。如果用ICL8038芯片来制作简易波形发生器系统，则会大大增加系统的制作成本。1.2 方案2采用LM324集成运放芯片，外加电阻、电容等元器件调整、滤波，构成简易波形发生器。LM324是一种集成运算放大器芯片，它的内部有四个独立的运算放大器。根据所学的知识，运算放大器可以构成滞回比较器、积分器和二阶有源低通滤波器电路，可以分别产生方波、三角波和正弦波。依靠这些电路的组合，就可以制作成简易波形发生器电路。该电路具有效率高、体积小、重量轻，输出稳定等特点。而且LM324集成运放芯片价格低廉，又很容易买到，可以降低电路的制作成本。基于这种考虑，方案2被选用。2 系统设计2.1 LM324芯片简介LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装（DIP14），外形如图1所示：图1 LM324外型图片它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。每一组运算放大器可用图2所示的符号来表示：图2 LM324内部的运放单元在电路中的符号它有5 个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo 的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo 的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图3：图3 LM324引脚排列图由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。2.2 电路组成和工作原理根据要实现的功能，设计的电路系统框图如下图所示：电 源电 源滞回比较器积分器二阶有源低通滤波器方 波三角波正弦波 波图4 系统框图系统采用±12V双电源供电，主体部分由LM324集成运放芯片构成的滞回比较器、积分器和二阶有源低通滤波器电路组成。它由滞回比较器产生方波信号，方波信号经过积分器后产生三角波信号。三角波信号一路反馈回滞回比较器，作为滞回比较器的VREF ；另一路经二阶有源低通滤波器滤波以后产生正弦波信号。使用时可以在电路系统的不同输出点得到不同的波形信号