波形發(fā)生電路的設(shè)計

1、波形發(fā)生電路的設(shè)計課程設(shè)計報告班 級 任務(wù)分工： 課程設(shè)計任務(wù)書下來后我們四個首先開始進(jìn)行了理論上的討論，然后根據(jù)任務(wù)要求確定了方案，上網(wǎng)查找搜尋了資料。最后根據(jù)方案來進(jìn)行設(shè)計電路原理圖，原理圖經(jīng)分析無誤后，再經(jīng)仿真軟件進(jìn)行仿真一直能滿足任務(wù)要求為止，針對專業(yè)技術(shù)不足，我們多方討論，多搜索資料，查閱書籍，一起書寫課程任務(wù)書以及焊接電路板。 設(shè)計時間： 2013年7月8日 2013年 7月12日指導(dǎo)教師： 馮勇鑫 目錄課題一 波形發(fā)生器21 題目 22 主要技術(shù)指標(biāo) 23 方案論證及選擇 24 系統(tǒng)組成框圖35 單元電路設(shè)計及說明5 （1）正弦波 6 （2）方波8 （3）三角波 106 電路仿真

2、67 總體電路圖 78 元件清單139 調(diào)試過程及測試結(jié)果 13 （1）調(diào)試步驟 13 （2）調(diào)試結(jié)果 14 10 參考文獻(xiàn)14 11 個人總結(jié)1421-課題：波形發(fā)生電路的設(shè)計1、 課程設(shè)計的目的與要求（含設(shè)計指標(biāo)）任務(wù)：波形發(fā)生電路要求：用集成運放設(shè)計正弦波方波三角波發(fā)生電路。其中正弦波振蕩頻率為160Hz，幅度為10V；方波頻率與正弦波相同，輸出電壓幅度為6V；三角波頻率與正弦波相同，幅度為4V。二、方案論證及選擇1 方波產(chǎn)生電路是一種能夠直接產(chǎn)生方波或矩形波的非正弦信號發(fā)生電路。由于方波包含了極豐富的諧波，因此，這種電路又成為多諧振蕩電路。這是在遲滯比較器的基礎(chǔ)上連了一個積分電路，把輸

3、出電壓經(jīng)R，f, C反饋到集成運放的反向端。在運放的輸出端引入限流電阻和兩個背靠背的穩(wěn)壓管就組成了一個雙向方波發(fā)生的電路。2 三角波產(chǎn)生電路主要是積分電路的正向和反向充放電時間常數(shù)相等。即與鋸齒波產(chǎn)生的差別。積分電路利用虛地的概念，電容存在的漏電流也是產(chǎn)生誤差的原因之一，選用泄漏電阻大的電容器可減少這種誤差。3 從結(jié)構(gòu)上看，正弦波振蕩電路就是一個沒有輸入信號的帶選頻網(wǎng)絡(luò)的正反饋放大電路。振幅平衡和相位平衡是正弦波振蕩電路產(chǎn)生持續(xù)振蕩的兩個條件。集成運放我們設(shè)計了UA741和LM324兩種運放，但考慮到經(jīng)濟(jì)又實惠方面問題，我們采用了LM324兩種運放作為本次電路核心芯片，因為LM324兩種運放內(nèi)

4、部有四個相互獨立的集成運放，而UA743內(nèi)部只有一個集成運放，顧名思義我們采用了LM324兩種運放。3、 原理設(shè)計（或基本原理）（1） 、系統(tǒng)組成框圖 系統(tǒng)由三個相對獨立的分模塊組成。首先由選頻網(wǎng)絡(luò)選出電路的噪音中頻率,符合選頻網(wǎng)絡(luò)的頻率特性的一支通過放大然后輸出正弦波。正弦波輸出后，以該信號做為信號源作為下一級的輸入，從而輸出方波。同理，方波輸入下一級積分電路中經(jīng)過積分電路積分產(chǎn)生三角波。（2） 單元電路設(shè)計及說明：1. 正弦波信號產(chǎn)生單元：下圖電路為橋式振蕩電路。該電路由三部分組成，即放大電路、選頻網(wǎng)絡(luò)和反饋網(wǎng)絡(luò)。其選頻網(wǎng)絡(luò)的頻率特性如下：反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)為：由此可得RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的

5、幅頻響應(yīng)即相頻響應(yīng)為：由上兩式知當(dāng)時，幅頻響應(yīng)的幅值為最大，即相應(yīng)的相頻響應(yīng)的相位角為零，即此時輸出電壓的幅值最大，并且輸出電壓為輸入電壓的倍。同時輸出電壓與輸入電壓同相。該電路的工作原理為：正弦波波形圖如下圖所示：在時，經(jīng)RC選頻網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭\放同相端的電壓Vf與VO同相，即有。這樣，放大電路和由Z1和Z2組成的反饋網(wǎng)絡(luò)剛好形成正反饋系統(tǒng)，可以滿足相位平衡條件，因此可能產(chǎn)生振蕩。即當(dāng)R5選取適當(dāng)時使得運放反相放大端電壓為輸出電壓的三分之一。當(dāng)電路接通時由于噪音存在，在眾多聲頻支中存在這么一支。經(jīng)過運放放大后，反饋網(wǎng)絡(luò)反饋回信號恰好等于輸入電壓使電路達(dá)到自激和穩(wěn)定。2. 方波信號產(chǎn)生單元：方波波

6、形圖如下圖所示：第一級反饋放大電路輸入端為反相放大輸入端。當(dāng)輸入信號電壓大于同相輸入端的電壓時，第一個運放輸出低電平，反之則輸出高電平。此輸出電壓輸入下一運放進(jìn)行電壓比較從而輸出方波。3. 三角波信號產(chǎn)生單元：三角波產(chǎn)生電路為一積分電路。如圖：三角波波形圖如下圖所示：注：運放輸出端和輸入端VN=VP,當(dāng)電路接上電源并有輸入信號存在時VI對電容充電則運放的輸出端 O就按照電流和時間的積分變化。 上圖各量表達(dá)式如下：當(dāng)輸入信號I為正時，輸出與輸入成負(fù)相關(guān)；當(dāng)其為負(fù)時，輸出與輸入為正相關(guān)。從而輸出三角波。總體波形圖如下圖所示：1、 總體電路圖：第一個單元產(chǎn)生的正弦波頻率為：其幅值約為v。若要調(diào)節(jié)其頻

7、率須同時調(diào)節(jié)選頻網(wǎng)絡(luò)的兩個電阻并且必須保證其阻值相等。第二個網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生方波頻率與上一信號相同。連用兩個運放是為使輸出方波波形跟加穩(wěn)定其輸出幅值約為電源電壓。第三部分為三角波產(chǎn)生電路。其中電阻和電容選的足夠大，使得電容沖放電時間足夠長（大于輸入電壓的半周期）。這樣當(dāng)電容還未沖滿電時，電壓突變電容又開始放電。從而輸出有尖蜂的三角波。2、 元器件清單：1.電阻： 50K 2個； 1K 2個； 25K 2個； 500k 1個； 600 1個；2. 電容： 30nf 1個； 400uf 1個； 10nf 1個。3. LM324N 1片; 4. 二級管：1N914 4個;5電位器：100K2個；6. 細(xì)導(dǎo)線

8、若干；7. 錫絲若干。3、 調(diào)試過程及測試結(jié)果：（1） 調(diào)試步驟：1. 按圖五焊接好電路，并檢查確認(rèn)無誤后接通電源；2. 將正弦波輸出端口與示波器相接，觀察并調(diào)出正確的波形，并記錄周期；3. 將方波輸出端與示波器相連，觀察并調(diào)出正確波形，記錄周期；4. 將三角波輸出端與示波器相連，觀察并調(diào)出正確波形，記錄周期；5. 分別將三種波形中的兩路接如雙蹤示波器，觀察其波形、周期、相位這些波形特性的異同。（2） 調(diào)試結(jié)果：1. 正弦波顯示正常波形V=28.5v，f=150.6HZ，與實驗要求有出入。2. 方波調(diào)試輸出方波波形很穩(wěn)定，V=12.4v，f=150.6V;3. 三角波V=7.76v;f=150

9、.6HZ。4、 參考文獻(xiàn)：1. 高等教育出版社電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第五版） 康華光主編；個人總結(jié) 于洋 01號本次課程設(shè)計分為電路設(shè)計和焊接兩部分。其中電路設(shè)計部分是在電路焊接前完成的，并需要進(jìn)行電路仿真的測試，電路比較復(fù)雜，但是我們?nèi)匀话堰@個電路做好了。在這期間我們查閱了大量的資料，并且上網(wǎng)查了有關(guān)管腳和電路圖的信息，通過實踐與理論相結(jié)合，了解了很多有關(guān)電路的原理，每部分的原理都得到了充分的認(rèn)識，腦子里有了模型有了理論后，再把理論付諸實踐，在運用時才不會感到陌生。開始時是設(shè)計階段也沒太在意，后來到動手的時候覺得遇見了好多沒想到的問題，然后一個一個的解決，我想這也是最吸引我們的地方，當(dāng)真正投

10、入時才發(fā)現(xiàn)樂在其中。以前書本上的內(nèi)容第一次完完全全的在實際中實現(xiàn)。在設(shè)計過程中，遇到了書本中不曾學(xué)到的情況。同時，由于是四人合作制作，是我們學(xué)到在將來大規(guī)模電路設(shè)計中，團(tuán)體協(xié)作是多么的重要。在我們的通力協(xié)作之下，電路終于焊完了。但是我們同時也明白了我們在設(shè)計電路過程中的缺點和不足，很多時候我們只是照著電路圖按部就班的焊接，并沒有經(jīng)過思考或者去論證其原理的對錯，還有就是我們焊接時經(jīng)常會造成虛焊和錯焊，這就是我們焊接的基本功還沒有達(dá)到的緣故，我希望在今后的設(shè)計中能夠總結(jié)以往的經(jīng)驗教訓(xùn)，不但學(xué)習(xí)課本知識，而且還學(xué)習(xí)課外知識，這才是我們所要達(dá)到的目的。實驗課程設(shè)計的任務(wù)為焊接電路，確定任務(wù)后我們便從圖

11、書館，網(wǎng)上查閱相關(guān)資料，分析其工作原理，結(jié)合我們的興趣愛好，經(jīng)過共同討論，我們開始計算元件參數(shù)，并列出了元件清單。周二領(lǐng)到元件后，便開始對整個電路進(jìn)行布局，為了在插接電路的過程中思路較清晰，避免犯錯誤，整個電路都由兩個人負(fù)責(zé)，另兩人查找有關(guān)芯片管腳和電路原理的資料。在整個插接過程中，由于對原理圖分析比較透徹，各個芯片的功能及其管腳的連接都作過仔細(xì)的分析，這一過程并沒有遇到太大的困難。在組員的共同努力，不斷討論分析，仔細(xì)檢查下，電路中終于調(diào)試成功。通過這一周的課程設(shè)計，發(fā)現(xiàn)動手的時候遇見了好多沒想到的問題，然后一個一個的解決，我想這也是最吸引我們的地方，當(dāng)真正投入時才發(fā)現(xiàn)樂在其中。而且我們對芯片

12、的功能都有了更深的了解和認(rèn)識，提高了理論聯(lián)系實際、分析問題、解決問題的能力，同時，在整個過程中，我們首腦并用，共同討論研究，彼此協(xié)作都非常愉快，增進(jìn)了同學(xué)間的協(xié)作精神。個人總結(jié) 劉焱超 16號我們組的課程設(shè)計有四個同學(xué)組成，互相合作，互相幫助，共同完成這個學(xué)期的任務(wù)，增強了我們的團(tuán)隊意識。第一天主要是收集資料，首先設(shè)計好每人每天的任務(wù)，然后各自緊張有序的對課程設(shè)計準(zhǔn)備著，雖然時間都比較自由，但是這些并沒有讓同學(xué)們抓著時間出去玩，相反，每個人都認(rèn)真的做事，有的同學(xué)甚至比定時上課還要積極還要有激情，這也許就是興趣的不同，自己設(shè)計，動起手來，總有些期待，積極主動了很多，而且這樣自由的時間也能讓同學(xué)們

13、不必顧忌上課時紀(jì)律和座位的限制，可以更好的相互交流，相互學(xué)習(xí)，這樣學(xué)習(xí)起來會感覺更輕松快樂，每天都有新的進(jìn)展都有新的收獲，每天都是充實的一天，感覺離成功有近了一步，雖然是一個小小的成功，但是這些都是大的成功路上的墊腳石。第二天主要是吸收借鑒收集起來的資料的優(yōu)點，避免前人設(shè)計的缺點，統(tǒng)籌兼顧來設(shè)計電路，這并不是自己按照自己的想法就隨意設(shè)計就行，每一步都要有根據(jù)有充分的理由來連接，我們每設(shè)計出來一個方案都要在電腦上面仿真，看看結(jié)果是不是自己想要的，是不是比以前的設(shè)計方案更好一些，思考還有哪些需要改進(jìn)，哪些不成功，還要重新設(shè)計仿真，直到達(dá)到設(shè)計的目的。通過查各種關(guān)于設(shè)計的資料和進(jìn)行仿真，我更加深切的

14、體會到如果死記硬背知識是沒有用的，必須要互相滲透，互相參考，這樣設(shè)計出來的作品才是最有新意的，才是最完美的。接下來主要就是按照設(shè)計仿真成功的電路進(jìn)行焊接并調(diào)試，整理資料寫設(shè)計報告，可以說是我們的這個課程設(shè)計收獲的幾天了，收獲知識與收獲欣慰與快樂。這其中也讓我學(xué)到了不少的東西，比如說鍛煉了我們的表達(dá)能力，這樣會讓其他同學(xué)了解我們這個課程設(shè)計的目的和過程，以及是怎樣解決問題的，有什么理由這樣做，看看是不還有別的更好的解決方法，走上講臺，鍛煉了我們作為師范類學(xué)生的能力與勇氣，這也是一個機(jī)會。這次的設(shè)計與制作，使我了解了設(shè)計電路的程序，也讓我了解了原理與設(shè)計理念，要設(shè)計一個電路總要先仿真成功之后才會實

15、際接線的。但是最后的成品卻不一定和仿真時完全一樣的。因為，在實際接線中會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，在實際中因為芯片本身的特性而能夠成功。所以，在設(shè)計時應(yīng)考慮這兩者的差異，從中找到最適合最合理的設(shè)計方法。通過這次的實訓(xùn)，我不僅對各種電路有了大概的了解，所以說，坐而言不如立而行，對于這些電路還是應(yīng)該自己動手實際操作才會有深刻的了解。而且這次課程設(shè)計的實訓(xùn)鍛煉了我們很多的能力。個人總結(jié) 李文靜 22號為期一周的課程設(shè)計即將結(jié)束，在本次的課程設(shè)計中，我學(xué)到了很多課堂上學(xué)不到的東西，更增加了實踐的經(jīng)驗。對一些常用的芯片，基本電路的組成部分都加深了理解，同時也找到了自己身

16、上的不足之處，感覺這一周真是受益匪淺。開始的第一天，我們每個小組進(jìn)行討論，制定出這幾天每個電路可實行的方案。和老師溝通我們每個小組電路的基本框圖及原理，在老師的建議下進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?。第三天開始進(jìn)行基本的焊接與調(diào)試工作，由于電路的組成比較復(fù)雜，焊接的時候要特別小心，如果錯焊、漏焊、虛焊都是很麻煩的事情，焊接完電路檢查無誤后接入電源及示波器進(jìn)行調(diào)試過程。最后兩天，進(jìn)行整理，撰寫課程設(shè)計報告及個人總結(jié)。以往的課堂學(xué)習(xí)都是老師講學(xué)生記，不懂的地方依靠老師的講解，其他同學(xué)的解答，或是大量的練習(xí)題來幫助記憶。學(xué)習(xí)的主要目的就是通過最后的考試，課程設(shè)計使我發(fā)現(xiàn)考試不應(yīng)該再是最重要的，最重要的應(yīng)該是能夠運用好

17、的所學(xué)知識。在這次課程設(shè)計中，我們突破了傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式，把被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)。不再使用學(xué)到的知識解題，而是在實際運用時遇到什么學(xué)什么，重點在于把知識應(yīng)用于實際。感謝老師為提供我們這樣一個可以鍛煉自己的機(jī)會，讓我們感受到學(xué)來的知識不只是用來完成試卷的。如果只是一味的學(xué)習(xí)理論，而沒有實踐來檢驗理論是不可行的，因為實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。每個人的人生定位不同，生活態(tài)度不同，養(yǎng)成的習(xí)慣更不同。習(xí)慣，是一種常態(tài)，一種下意識，一種自動化，一種經(jīng)過長期培養(yǎng)歷練而形成的自然而然的狀態(tài)，一種無需思考即可再現(xiàn)的回憶。其程序好像早已置于大腦和肌肉中，成為一種特殊的記憶。而優(yōu)秀習(xí)慣的養(yǎng)成是一個漫長的過程，它可以

18、有一個明確的起點，但肯定沒有固定的終點。但只要不斷追求，每一個階段性的成果都會成為一個新的起點。唐代思想家韓愈有句名言：“業(yè)精于勤，荒于嬉；行成于思，毀于隨?！瘪R克思曾說過：“在科學(xué)上沒有平坦的大道，只有不畏勞苦沿走陡峭山路攀登的人，才有希望達(dá)到光輝的頂點?！?通過本次課程設(shè)計，讓我懂得更多的不僅是書本上的知識，更多的是以后步入社會應(yīng)該具備的一些東西。作為二十一世紀(jì)的大學(xué)生，我們肩負(fù)著祖國和民族的希望，承載著家庭和親人的囑托，滿懷著對未來美好生活的向往。我們要有毅力能夠一直堅持我們自己的理想信念。理想信念是指引人生奮斗的目標(biāo)，理想信念是提供人生前進(jìn)的動力，理想信念是提高人生精神的境界。如同人生路上導(dǎo)航的燈塔，指引我們朝著奮斗的目標(biāo)前進(jìn)，不論前進(jìn)的道路如何曲折、人生的境遇如何復(fù)雜，使人透過烏云，使人明確方向，看到未來希望和曙光，永遠(yuǎn)不迷失前進(jìn)的方向。同時也要擴(kuò)大自己的知識領(lǐng)域，積極與周圍的人交流，虛心聽取別人對自己提出的錯誤，并且及時加以糾正。使自己今后的每一天都可以過得更加充實，在以后的學(xué)習(xí)生活中實現(xiàn)自己的人生價值。個人總結(jié) 王秋珍 04號 最近我們進(jìn)行了為期一周課程設(shè)計，班里的同學(xué)分成若干小組，以小組為單位各自負(fù)責(zé)不同的課程設(shè)計，我們這組共有四個成員。 這次的實訓(xùn)與以往稍有不同，因為這次制作電路所需的元器件并不是學(xué)校準(zhǔn)備好的，而是由學(xué)生自己去買，這樣一來又讓我