電競設計報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 摘要：電子電路中，信號源是必備的，在電路中，鎖需要的信號由信號源提供。而現(xiàn)在使用最多的信號主要是正弦波，脈沖波，三角波，鋸齒波等等。三角波的產(chǎn)生可以利用電容器的充放電過程（積分電路）來實現(xiàn)，因為三角波要求電位變化是線性的，即均勻變化，可以利用運算放大器產(chǎn)生一個對電容充放電電流恒定的電路，充電和放電過程可以由脈沖信號控制，而脈沖信號的形成也可以由運算放大器來完成，脈沖波可以由運算放大器構(gòu)成比較器來產(chǎn)生。 【關(guān)鍵詞】“運算放大器” “LM358” “積分” “比較” Abstract:  the electronic circuit, the sig

2、nal source is necessary, in the circuit, the lockneeded signal provided by the signal source. And now the most used signal is mainly a sine wave, pulse wave, triangle wave, sawtooth wave and so on. The triangular wave generat

3、ed can use the charge discharge capacitor (integrated circuit) to realize,because the triangle wave requirements of potential change is linear, namely uniformchange, can use operational amplifier generates a constant current 

4、of capacitor charging and discharging circuit, the charge and discharge process can be controlled by clock signals, and pulse signal formation can also be composed of operational amplifier to complete, pulse wave can be generated&

5、#160;by an operational amplifiercomparator. keyword "operational amplifier"  "LM358"  "integral"  “comparison " 目錄1、設計任務與要求 1.1 設計任務以一片LM358為核心，設計制作一個信號發(fā)生器，能同時產(chǎn)生矩形波、三角波、正弦波、凹頂脈沖波四種波形（如下圖所示，其中波形作為發(fā)揮部分完成），并可對輸出信號的頻率和幅度在一定范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)。1.2 功能要求

6、1.2.1 基本要求（1）使用單直流電源供電；有3個輸出端子，可同時分別輸出圖示的前3種波形；（2）波形的中心頻率為1kHz。各波形的頻率同時連續(xù)可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍不小于800Hz2kHz；（3）各波形的幅度分別各自連續(xù)可調(diào)；當頻率為1kHz時，輸出信號的電壓峰-峰值調(diào)節(jié)范圍不小于下列各值： 矩形波011V； 三角波06V； 正弦波0600mV。 1.2.2 發(fā)揮部分 在完成基本要求任務的基礎上，增加如下功能： （1）增加1個輸出端子，輸出凹頂脈沖波；（2）該凹頂脈沖波的幅度連續(xù)可調(diào)，其電壓峰-峰值不小于04V；（3）為了避免前后相互影響，可用1個開關(guān)來控制此部分電路信號的通斷。1.3 說明：(1

7、) 電源方面，只允許使用直流單電源供電，否則扣分40；(2) 核心器件方面，只允許使用一片LM358和一只普通BJT型三極管，不得再加用其他IC或半導體器件，否則取消測評資格； (3) 常規(guī)元件方面，電阻、電容、電位器等不限2、單元單路設計及原理分析2.1 運算放大器的基本概念 運算放大器是電子電路中常用的電子器件之一，利用運算放大器可以構(gòu)成比較器，電壓跟隨器（隔離電路），比例放大器，運算電路，信號發(fā)生器，濾波器等多種用途的電路。 圖一 運算放大器的電路符號如圖一所示，它有兩個輸入端其中（+）叫做同相輸入端，（-）叫做反相輸入端，一個輸出端。 運算放大器具有兩個重要的特性，一是兩個輸入端的輸入

8、阻抗都很大，一般都在106歐姆以上，二是開環(huán)放大倍數(shù)很大，一般都在105倍以上。 當運算放大器開環(huán)（在輸出端和輸入端不加反饋電路）使用時，一般都會工作在飽和狀態(tài)（原因是：兩輸入端加上電壓信號，輸出端的電壓受到電源電壓的限制其最大值高不能超過電源正電壓，低不能低于電源負電壓），當V+>V-時，輸出低電平（接近電源負電壓）。這就是一個比較器。當運算放大器閉環(huán)在輸出端和反相輸入端（-）加反饋電路使用時，運算放大器的運用非常靈活，可以構(gòu)成各種各樣的電路，但無論是分析還是設計電路，只要掌握以下兩點：一是因為輸入阻抗很大使得輸入電流很小而忽略認為兩輸入端的電流為0（虛短路，如LM358輸入端電流45

9、nA），一是因為開環(huán)放大倍數(shù)很大使得兩輸入端的電壓很小而忽略認為兩輸入端的電壓為0（虛電路，如LM358輸出信號幅度1V，兩輸入端電壓最大僅為10uV），以運算放大器為核心器件構(gòu)成的電路的分析與設計就變得非常簡單與方便。2.2運算放大器LM358簡介通用運算放大器LM358是一塊雙運放集成電路，內(nèi)含二個完全一樣的運算放大器，引腳8個，引腳編號1,2,3,4,5,6,7,8按如下方法確定：正面朝上，有缺口的一方朝左（或者有圓點的位置在左下），左下第一引腳為1,，然后按逆時針順序依次確定2,3,4,5,6,7,8，即左上腳為8號引腳。如圖二所示。8腳接正電源，4腳接負電源或者地GND。引腳3,2,

10、1三個腳組成A運放（其中引腳3為A運放的同相輸入端，引腳2為A運放的反相輸入端，引腳1為A運放輸入 端），引腳5,6,7三個腳組成B運放（其中引腳5為B運放的同相輸入端，引腳6為B運放的反相輸入端，引腳7為B運放的輸入端）。右圖為運算放大器LM358電路符號。 圖二2.2.1 運算放大器LM358的主要參數(shù) 電源電壓范圍：單電源 +3.0+32V，雙電源 +1.5+16V,輸出高電平大約比電源電壓高1.5V。最大輸出端拉電流40mA，最大輸出端灌電流20mA。2.3 元件的引腳識別 LM358內(nèi)部包括兩個獨立的、高增益、內(nèi)部頻率補償?shù)碾p運算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙

11、電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的適用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。電位器中間必須接，另兩腳隨便接。LM358的引腳圖如圖三所示 圖三 3、系統(tǒng)工作原理 因為矩形波電壓只有兩種狀態(tài)，非高即低，所以電壓比較器是產(chǎn)生方波重要的環(huán)節(jié)，如圖四所示，友LM358運算放大器和電阻、電位器、電容等組成一個單電源供電的三角波、方波和正弦波發(fā)生器。左邊的LM358一端接電源，另一端接地，構(gòu)成了單電源供電的條件。首先通過一個積分電路得到三角波，然后再用比較電路得到方波，方波通過濾波得到正弦波，由方波和正弦波通過相關(guān)處理，得到凹頂波。電位

12、器則是通過改變阻值來實現(xiàn)波形斜率和幅值的可調(diào)。R3C1回路即作為延遲環(huán)節(jié)，又作為反饋網(wǎng)絡，通過R3C1充放電實現(xiàn)輸出的自動轉(zhuǎn)換C1和R3的充放電，使右邊的LM358起震，經(jīng)過遲滯電路整形形成方波，調(diào)節(jié)C1和R3可以改變方波（三角波）的周期，方波的振幅等于電源電壓。 圖四 4、整體方框圖 圖五5、附圖 圖六 方波、三角波、正弦波仿真原理圖 圖七 方波、三角波、正弦波仿真出圖 圖八 方波、三角波、正弦波、凹頂波仿真原理圖 圖九 方波、三角波、正弦波、凹頂波圖像 圖十 整體電路原理圖 圖十一 整體電路PCB圖 圖十二 成品實物圖6、原件清單7、總結(jié) 總結(jié)本次的電競設計，真的是收獲頗多。在這幾天的時間里，我們做了很多事，在做事的過程中學到了很多。首先我們很用心地分析了賽題，其次，我們進行了理論計算，查找相關(guān)資料，進行分析。在這次競賽設計中我們溫習了在電子實習時學的電氣設計軟件ALTIUM D和PROT真的是一次獲益匪淺的經(jīng)歷。