《电气工程电子电路创新设计》课程设计报告五.pdf

课程设计目的与任务

本课程是电气工程及其自动化专业的课程设计。本课程设计目的是通过讲课

示例、上机实验、电路设计和调试使学生掌握软件的使用，通过

自己设计电路、绘制电路和调试电路完成课程设计，了解电路设计的思路和步骤。

主要目的和任务：

(1)了解电子电路及电路板设计基本方法、步骤及设计原则；

(2)通过完成一个电子电路的设计训练，初步具有电路板设计的能力，为今

后实际工作打下实践基础。

(3)培养查阅书籍、参考资料、产品手册、工具书的能力；上网查寻有用信息

的能力；电子电路及电路板设计的能力，培养和提高解决实际工程技术问题的能

力和创造能力。

二课程设计题目

从给出的四个题目中任选一题，按要求完成电路设计和电路调试。也可自选

难度不低于范例的电路自己独立完成。要求提供电路设计原理图、PCB图、原理

图说明、调试过程和调试结果。

1：波形发生器

使用题目指定的555芯片和一片通用四运放324芯片或两片LM358（双运

放），设计制作一个频率可变的同时输出脉冲波、锯齿波（三角波）、正弦波Ⅰ、

正弦波Ⅱ的波形产生电路。在报告中给出设计方案、详细电路图和现场自测数据

波形，设计制作要求如下：

（1）同时四通道输出、每通道输出脉冲波、锯齿波（三角波）、正弦波Ⅰ、

正弦波Ⅱ中的一种波形，每通道输出的负载电阻均为1k欧姆。

（2）四种波形的频率关系为1：1：1：3（3次谐波）：脉冲波、锯齿波（三

角波）、正弦波Ⅰ输出频率范围为8kHz—10kHz，输出电压幅度峰峰值为1V；正

弦波Ⅱ输出频率范围为24kHz—30kHz，输出电压幅度峰峰值为9V；脉冲波、锯

齿波和正弦波输出波形应无明显失真（使用示波器测量时）。频率误差不大于10%；

通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%。脉冲波占空比可调整。

（3）电源只能选用+10V单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源。

（4）要求预留脉冲波（三角波）、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ和电源的测

试端子。

（5）每通道输出的负载电阻1k欧姆应标示清楚、置于明显位置，便于检查。

1.三角波通过运放电路从方波获得，不得直接从555芯片引脚直接输出三

角波。

2.不能外加555和324芯片，不能使用除所提供的芯片以外的其他任何器

件或芯片。

课程设计内容

设计方案

根据题目要求，使用芯片构成多谐振荡器，输出8KHz到10KHz的

方波，再通过三角波发生电路产生三角波，然后通过一个低通滤波器，通过滤波

产生8KHz到10KHz的正弦波，然后再让三角波通过一个24KHz~30KHz的带

通滤波器，输出三次谐波。

1）方波产生电路

本电路中的Vpp=1V的脉冲波信号采用NE555定时器的定时器电路实现，

可实现脉冲频率和占空比的调节。NE555是常用的时基电路芯片，它结构简单，

应用广泛，由分压器、比较器、触发器、放电管和缓冲器组成。

1NE555内部电路

图2NE555应用电路

接通电源后，电源通过R1和R2对电容C充电，当Uc1/3VCC时，振荡器

输出OUTPUT=1，放电管截止。当UC充电到≥2/3VCC后，振荡器输出OUTPUT翻

转成0，此时放电管导通，使放电端(DIS)接地，电容C通过R2对地放电，

使Uc下降。当Uc下降到≤1/3VDD后，振荡器输出OUTPUT又翻转成1，此时放

电管又截止，使放电端(DIS)不接地，电源VCC通过R1和R2又对电容C充

电，又使Uc从1/3VCC上升到2/3VCC,触发器又发生翻转,如此周而复始，从

而在输出端Vo得到连续变化的振荡脉冲波形。

脉冲宽度TL≈0.7R2C，由电容