北京郵電大學(xué)電路實(shí)驗(yàn)報告-(小彩燈)

電子電路綜合實(shí)驗(yàn)報告課題名稱：基于運(yùn)算放大器的彩燈顯示電路的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)姓名：班級：學(xué)號：一、摘要：運(yùn)用運(yùn)算放大器設(shè)計一個彩燈顯示電路，通過遲滯電壓比較器和反向積分器構(gòu)成方波—三角波發(fā)生器，三角波送入比較器與一系列直流電平比較，比較器輸出端會分別輸出高電平和低電平，從而順序點(diǎn)亮或熄滅接在比較器輸出端的發(fā)光管。關(guān)鍵字：模擬電路，高低電平，運(yùn)算放大器，振蕩，比較二、設(shè)計任務(wù)要求：利用運(yùn)算放大器LM324設(shè)計一個彩燈顯示電路，讓排成一排的5個紅色發(fā)光二極管(R1～R5)重復(fù)地依次點(diǎn)亮再依次熄滅（全滅→R1→R1R2→R1R2R3→R1R2R3R4→R1R2R3R4R5→R1R2R3R4→R1R2R3→R1R2→R1→全滅），同時讓排成一排的6個綠色發(fā)光二極管（G1～G6）單光點(diǎn)來回掃描點(diǎn)亮（G1→G2→G3→G4→G5→G6→G5→G4→G3→G2→G1）。要求：彩燈的變化速度均勻且可以調(diào)節(jié),而且人眼能夠識別彩燈的變化，所擁有的供電條件為直流電源±12V。三、設(shè)計思路，總體結(jié)構(gòu)框圖：根據(jù)任務(wù)要求，可以設(shè)計一個如圖2-27所示的電路，圖中振蕩電路產(chǎn)生頻率可調(diào)的三角波信號，三角波信號被送入比較器電路與一系列直流電平比較，根據(jù)三角波信號瞬時值的大小不同，比較器的輸出端會分別輸出高電平或低電平，這些高、低電平可以按照任務(wù)要求的順序點(diǎn)亮或熄滅接在比較器輸出端的發(fā)光管，達(dá)到任務(wù)要求的彩燈顯示效果。四、分塊電路和總體電路的設(shè)計：1、振蕩電路的設(shè)計：三角波振蕩電路可以采用如圖2-28所示電路，這是一種常見的由集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的方波和三角波發(fā)生器電路，圖2-28中運(yùn)放A1接成遲滯電壓比較器，A2接成反相輸入式積分器，積分器的輸入電壓取自遲滯電壓比較器的輸出，遲滯電壓比較器的輸入信號來自積分器的輸出。假設(shè)遲滯電壓比較器輸出Uo1初始值為高電平，該高電平經(jīng)過積分器在Uo2端得到線性下降的輸出信號，此線性下降的信號又反饋至遲滯電壓比較器的輸入端，當(dāng)其下降至比較器的下門限電壓Uth-時，比較器的輸出發(fā)生跳變，由高電平跳變?yōu)榈碗娖剑摰碗娖浇?jīng)過積分器在Uo2端得到線性上升的輸出信號，此線性上升的信號又反饋至遲滯電壓比較器的輸入端，當(dāng)其上升至比較器的上門限電壓Uth+時，比較器的輸出發(fā)生跳變，由低電平跳變?yōu)楦唠娖剑撕?，不斷重?fù)上述過程，從而在遲滯電壓比較器的輸出端Uo1得到方波信號，在反向積分器的輸出端Uo2得到三角波信號。假設(shè)穩(wěn)壓管反向擊穿時的穩(wěn)定電壓為UZ，正向?qū)妷簽閁D，由理論分析可知，該電路方波和三角波的輸出幅度分別為：式（5）中RP2為電位器RP動頭2端對地電阻，RP1為電位器1端對地的電阻。由上述各式可知，該電路輸出方波的幅度由穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值和正向?qū)妷簺Q定，三角波的輸出幅度決定于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值和正向?qū)妷阂约胺答伇萊1/Rf，而振蕩頻率與穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值和正向?qū)妷簾o關(guān)，因此，通過調(diào)換具有不同穩(wěn)壓值和正向?qū)妷旱姆€(wěn)壓管可以成比例地改變方波和三角波的幅度而不改變振蕩頻九、所用元器件及測試儀表清單：元器件名稱型號、規(guī)格數(shù)量運(yùn)算放大器LM3242片雙穩(wěn)壓管2DW2321個（材料箱內(nèi)）發(fā)光二極管紅5個（材料箱內(nèi)1）發(fā)光二極管綠6個（材料箱內(nèi)1）獨(dú)石電容1μf（105）1個電位器10KΩ1個電阻680Ω6個（材料箱內(nèi)）電阻1KΩ7個（材料箱內(nèi)）電阻2KΩ6個（材料箱內(nèi)）電阻9.1KΩ1個（材料箱內(nèi)）電阻10KΩ1個