方波三角波波形發(fā)生器的設計

1、電子技能拓展與創(chuàng)新 方波三角波電路 姓 名： 學 號： 班 級： 院 系： 時 間： 目錄摘要-2關鍵詞-2一 設計任務與要求-2 1.1設計任務-2二 電路設計-2 2.1 方案設計與論證-2 2.2 電路設計原理-3 2.2.1 電路原理框圖-3 2.2.2 單元電路設計與計算說明-3 2.3 原理圖-4 2.3.1 總體原理圖-4 2.3.2仿真調試，仿真圖-4 2.4 元器件選擇與驗證器材-4 2.4.1元器件選擇-4 2.4.2 lm7324管腳排列-5三 制作與調試-53.1 電路的裝調-5四調試結論與誤差分析-64.1調試結論-64.2 誤差分析-6五 設計心得-7六 參考文獻-

2、7 方波-三角波發(fā)生電路摘要：本設計介紹了波形發(fā)生器的制作和設計過程,并根據(jù)輸出波形特性研究該電路的可行性。在此基礎上設計了一種能產(chǎn)生方波-三角波的模塊電路,包括了原理圖和pcb圖。該電路有主要由積分器、比較器、lm741集成運算放大器，通過用雙蹤示波器來確定各種波形的幅值及可調頻率的上限和下限。 重點闡述了發(fā)生器的電路結構及工作原理，分析了單元電路的制作和工作過程并進行了調試，調試結果表明設計的電路是可行的。關鍵詞：方波、三角波、積分器、比較器一、設計任務與要求1.1設計任務：設計制造能產(chǎn)生方波、三角波的波形發(fā)生器二、電路設計2.1 方案設計與論證產(chǎn)生方波、三角波的方案有多種，本次實驗主要采

3、用由電壓比較器和積分器同時產(chǎn)生方波和三角波。其中電壓比較器產(chǎn)生方波，對其輸出波形進行一次積分產(chǎn)生三角波。該電路的優(yōu)點是十分明顯的：1、線性良好、穩(wěn)定性好；2、頻率易調，在幾個數(shù)量級的頻帶范圍內，可以方便地連續(xù)地改變頻率，而且頻率改變時，幅度恒定不變；3、三角波和方波在半周期內是時間的線性函數(shù)，易于變換其他波形。2.2 電路設計原理rc振蕩電路方波發(fā)生三角波產(chǎn)生比較電路積分電路 方波-三角波發(fā)生電路組成框 2.2.2單元電路設計與參數(shù)計算1、方波產(chǎn)生電路因為方波電壓只有兩種狀態(tài)，不是高電平、就是低電平。所以電壓比較器是它的重要組成部分。它由反相輸入的滯回比較器和rc電路組成。rc回路既作為延遲環(huán)

4、節(jié)，又作為反饋網(wǎng)絡，通過rc充、放電實現(xiàn)使輸出狀態(tài)自動地相互轉換。 圖1 方波發(fā)生電路圖 圖 2 三角波發(fā)生電路 2、三角波發(fā)生電路三角波電路波形可以通過積分電路實現(xiàn)，把方波電壓作為積分運算電路的輸入，在積分運算電路的輸出就得到了三角波。 3、參數(shù)計算 方波周期、頻率計算：t=2rcln(1+2r1/r2) f=1/t副值：ut=r1/(r1+r2) *uz 三角波副值：ut=uz*r1/r2周期、頻率計算：t=4*r1*r4*c/r2 f=r2/(4*r1*r4*c)2.3原理圖2.3.1總原理圖 圖3 電路原理圖2.3.2仿真調試 仿真圖2.4元器件選擇與驗證器材 2.4.1 元

5、器件選擇 序號符號名稱型號與規(guī)格件數(shù)1 ic1ic2運算放大器lm324 12vz雙向穩(wěn)壓管2dw7 13r1r3 電阻10k,1/4w 24r3 電阻20k,1/4w 15r4 電阻5k,1/4w 26r5r6 電阻10k,1/4w 27 c 電容器 0.1uf/25v 18晶體管毫伏表 29 雙蹤示波器 1臺1 0通用版 111直流穩(wěn)壓電源 112萬用表 12.4.2 集成運算放大器lm324管腳圖三、制作與調試制作和調試是最容易出現(xiàn)錯誤的環(huán)節(jié)，因此在制作和調試時我們一定要有條不紊，認真仔細的做好每一步工作。3.1電路的裝調由于電壓比較器與積分器組成正反饋閉環(huán)電路，同時輸出方波與三角波，故

6、這兩個單元電路可以同時安裝。需要注意的是，安裝電位器之前要將其調整到設計值，否則電路可能會不起振。如果電路接線正確，則在接通電源后，比較器的輸出vo1為方波，積分器的輸出vo2為三角波，微調前級電位器，使方波的輸出幅度滿足設計指標要求，調節(jié)后一級的電位器，則輸出頻率可調。元器件的選擇是高性能放大的保證，在實際連線與焊接過程中，運放的參數(shù)必須盡可能相同，因此選用了帶4集成運算放大器的lm741。同時為了提高共模抑制比和精確增益調控，運放輸入端電阻必須精確匹配。按設計圖安裝好電路，穩(wěn)壓電源輸出的+15v電壓接到集成運放741的7腳，-15v接到集成運放741的4腳，示波器的ch1接uo1，ch2接

7、uo2，調整各電位器，使方波、三角波的輸出幅度滿足設計指標要求。四、調試結論與誤差分析4.1 調試結論：完成實物圖，然后使用雙蹤示波器測量驗證，觀察輸出波形、幅值、頻率參數(shù)是否符合要求，并記錄數(shù)據(jù)。（1） 仿真調試輸出波形 （2） 調試輸出波形方波v01 三角波vo2 0（3）數(shù)據(jù)記錄測量項目頻率方波幅值三角波幅值£min£max指標值200hz2khz15v20v實際測量值192.3hz2.193khz13.6v20v由于所有信號產(chǎn)生的頻率都與方波和三角波產(chǎn)生模塊所設置的頻率一致，故所有產(chǎn)生的波信的頻率都可以有所保證。此電路設計符合設計要求。從數(shù)據(jù)紀錄中可以看出存在誤差頻

8、率最小值誤差: 200hz - 192.3hz = 7.7hz； 最大值誤差： 2.193k 2k = 0.193k方波幅值誤差：15v 13.6v = 1.4v三角波幅值誤差：20v 20v = 0v 4.2 誤差分析在ewb仿真試驗與實際中有差別。根據(jù)前面所提方案的要求，調試過程主要集中在模擬電子電路部分。放大電路產(chǎn)生誤差的原因很多，一般有：運放的輸入偏置電流、失調電壓和失調電流及其溫漂；電阻器的實際阻值與標稱值的誤差，且溫度變化；另外，電源和信號源的內阻及電壓變化、干擾和噪聲都會造成誤差。五 設計心得 通過這次對波形發(fā)生器的設計與制作，讓我了解了設計電路的程序，也讓我了解了關于波形發(fā)生器的原理與設計理念，要設計一個電路總要先用仿真，仿真成功之后才實際接線的。但是最后的成品卻不一定與仿真時完全一樣，因為，在實際接線中有著各種各樣的條件制約著。而且，在仿真中無法成功的電路接法，在實際中因為元器件本身的特性而能夠成功。所以，在設計時應考慮兩者的差異，