集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用及信號(hào)源制作(共15頁(yè))

1、集成(j chn)運(yùn)算放大器的應(yīng)用及信號(hào)源制作(zhzu)課程設(shè)計(jì)報(bào)告(bogo)專 業(yè)： 11通信工程 學(xué) 號(hào)： 110307040 姓 名： 李激流 指導(dǎo)教師： 吳志偉 日 期：2013年6月 28日集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用(yngyng)及信號(hào)源制作一、設(shè)計(jì)(shj)目的1、掌握(zhngw)LM324的應(yīng)用2、掌握三角波產(chǎn)生器、加法器、濾波器、比較器的設(shè)計(jì) 二、設(shè)計(jì)原理1、原理：LM324內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)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(wú)關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其

2、他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。2、LM324的特點(diǎn)：1、內(nèi)部頻率補(bǔ)償 2、直流電壓增益高(約100dB) 3、單位增益頻帶寬(約1MHz) 4、電源電壓范圍寬：?jiǎn)坞娫?332V)、雙電源(1.516V) 5、低功耗電流，適合于電池供電 6、低輸入偏流、低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流 7、共模輸入電壓范圍寬，包括接地 8、差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍 9、輸出電壓擺幅大(0至VCC-1.5V) 3、LM324引腳圖4、LM324內(nèi)部(nib)電路圖三、實(shí)驗(yàn)(shyn)設(shè)備與器件1、基本(jbn)元件清單 LM324芯片、LF353芯片、8腳插槽、14腳插槽、穩(wěn)壓二極管(IN473

3、2A) 電阻： 0.56K、1K、2K、3K、10K、47K、20K、30K、100K、1M 電位器 ：2K、10K、20K、50K 電容：1nF、10nF、0.1uF、10uF 電路板 1塊 2、實(shí)驗(yàn)儀器直流電源、雙蹤示波器、數(shù)字萬(wàn)用表四、設(shè)計(jì)要求 使用一片通用四運(yùn)放芯片LM324組成電路框圖見(jiàn)圖1(a)，實(shí)現(xiàn)下述功能： 使用低頻(dpn)信號(hào)源產(chǎn)生，的正弦波信號(hào)(xnho)，加至加法器的輸入端，加法器的另一輸入端加入由自制振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)，如圖1(b)所示，允許(ynx)有5%的誤差。 (a)(b)圖1圖中要求加法器的輸出電壓。經(jīng)選頻濾波器濾除頻率分量，選出信號(hào)為，為峰峰值等于9V的正弦信

4、號(hào)，用示波器觀察無(wú)明顯失真。信號(hào)再經(jīng)比較器后在1k負(fù)載上得到峰峰值為2V的輸出電壓。電源只能選用+12V和+5V兩種單電源，由穩(wěn)壓電源供給。不得使用額外電源和其它型號(hào)運(yùn)算放大器。要求預(yù)留、和的測(cè)試端子。五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程1、根據(jù)題意設(shè)計(jì)出電路圖；2、運(yùn)用Multisim進(jìn)行仿真看電路設(shè)計(jì)的是否有問(wèn)題；3、運(yùn)用軟件仿真是應(yīng)改變電路中某些電阻值，由于實(shí)際電路所在環(huán)境有干擾和誤差；4、繪出實(shí)際電路模型后，再焊接電路板，這樣(zhyng)易于檢查錯(cuò)誤；5、正弦信號(hào)(xnho)中調(diào)節(jié)R6使電路自激震蕩(即R5+R6+R22R3)，在調(diào)節(jié)R9和R10使電路產(chǎn)生峰峰值為200mV的波形，其中頻率由R7和R8調(diào)節(jié)；

5、6、三角波發(fā)生器中調(diào)節(jié)(tioji)R15使電路產(chǎn)生峰峰值為4的三角波；7、慮波器調(diào)節(jié)R1和R4使電路輸出波形的頻率達(dá)到正確值，R25改變波形的幅值使其峰峰值達(dá)到9V；8、用示波器觀察Uo3，調(diào)節(jié)電位器R30，使輸出的波形為峰峰值2V的矩形波仿真電路圖:濾波器比較器三角波加法器正弦波發(fā)生器器六、仿真(fn zhn)結(jié)果正弦(zhngxin)信號(hào)：以RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為選頻網(wǎng)絡(luò)和正反饋網(wǎng)絡(luò)、并引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成橋路，一對(duì)頂點(diǎn)作為輸出電壓，一對(duì)頂點(diǎn)作為放大(fngd)電路的凈輸入電壓，就構(gòu)成文氏橋振蕩器。要產(chǎn)生正弦波振蕩，必須有滿足相位條件的f0，且在合閘通電時(shí)對(duì)于f= f0信號(hào)有從小到

6、大直至穩(wěn)幅的過(guò)程，即滿足起振條件。起振條件： 三角(snjio)波：由這個(gè)(zh ge)公式算出R16和C5加法器：U02與U01算法(sun f)相同UO =UO1+UO2 =4.5V。慮波器：壓控電壓(diny)源二階低通濾波器 調(diào)節(jié)(tioji)R25、R1、R4使電路達(dá)到預(yù)期(yq)效果比較(bjio)器：(1)寫出 Up、Un的表達(dá)式，令Up Un，求解(qi ji)出的 Ui即為Ut；(2)根據(jù)輸出(shch)端限幅電路決定輸出的高、低電平；(3)根據(jù)輸入電壓作用于同相輸入端還是反相輸入端決定輸出電壓的躍變方向(a)Up Un時(shí)，UoUom (b)Up Un時(shí)，UoUom 由于設(shè)計(jì)

7、中有兩個(gè)閾值電壓Ut-和Ut+，從而得到正弦波信號(hào)七、測(cè)試(csh)結(jié)果1、正弦波發(fā)生器的Ui1端測(cè)試(csh)的波形如圖2、三角波發(fā)生器的Uo1端測(cè)試(csh)的波形如圖3、加法器的Ui2端測(cè)試(csh)的波形如圖4、濾波器的Uo2端測(cè)試(csh)的波形如圖比較器的Uo3端測(cè)試(csh)的波形如圖八、實(shí)驗(yàn)(shyn)總結(jié)剛來(lái)到電路圖的時(shí)候(sh hou)我被嚇到了，覺(jué)得好像要完成它是一件極具艱難的任務(wù)。后來(lái)通過(guò)查資料明白了各個(gè)元器件的作用，各個(gè)芯片的作用以及各部分電路將要實(shí)現(xiàn)的功能。設(shè)計(jì)始終圍繞通用的四運(yùn)放芯片展開(kāi)，電路中多采用借鑒相關(guān)的功能的電路，根據(jù)原理公式計(jì)算出需要的參數(shù)值并運(yùn)用于電路

8、。將各個(gè)設(shè)計(jì)的模塊組合實(shí)現(xiàn)總的功能。然后就是畫引腳圖了，我講電路圖打印出來(lái)然后挨個(gè)標(biāo)上了引腳，所有的器件都根據(jù)我的引腳圖來(lái)焊接。在電路設(shè)計(jì)和焊接的過(guò)程了，我遇到了很多的問(wèn)題，我也知道自己的理論知識(shí)掌握的不好，但是我很努力的去面對(duì)問(wèn)題和解決問(wèn)題，我覺(jué)得通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我學(xué)到了很多，在實(shí)驗(yàn)知識(shí)方面也方面成長(zhǎng)了很多。記得板子剛焊完的時(shí)候，有一絲小小的成就感和小興奮，但一當(dāng)我接上示波器以后才難過(guò)的發(fā)現(xiàn)板子不能實(shí)現(xiàn)它應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的功能，出來(lái)的波形凌亂而無(wú)規(guī)律。后來(lái)我就用萬(wàn)用表一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)檢查電路，看是否虛焊或是短路了，結(jié)果都不是，我挺苦惱的。經(jīng)過(guò)好一番折騰，才終于找到了問(wèn)題的所在，原來(lái)是因?yàn)樯俳恿艘粭l線，芯片的第十三腳漏接了。我真是個(gè)粗心的人啊，竟然犯了如此低級(jí)的錯(cuò)誤，我必須好好反省自己并且改正。做通信這一行，一定要具備沉著冷靜的性格和細(xì)心耐心的品質(zhì)。還有一點(diǎn)我自己感覺(jué)挺不滿意(mny)的，那就是我焊出來(lái)的板盡管能用但非常不漂亮，焊點(diǎn)不圓滑，排版也不科學(xué)，讓我意識(shí)到自己的動(dòng)手能力還有很多欠缺，在今后的日子里要多學(xué)習(xí)多練習(xí)，希望自己能有所進(jìn)步。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我如知道了穩(wěn)壓二極管的一些參數(shù)，在沒(méi)有萬(wàn)用變的情況下如何識(shí)別電阻、電容的大小(dxio)。雖然很累，但看到最終自己的板能用就覺(jué)得有莫大的欣慰。很開(kāi)心也很難忘有這樣