模电课程设计-波形发生器(130619)

模电课程设计-波形发生器(130619)

院 系： 电子工程系

姓 名： 巫金生

学 号： 112027136

设计项目名称： 波形发生器

实验所属课程： 模拟电子技术教程设计

实验室(中心)： 模拟电子实验室

指 导 教 师 ： 郭彩萍

设计完成时间： 2013 年 06 月 19

1 112027136 太原工业学院

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知行合一 行胜于言

目 录

本实验主体报告分为5个部分

1、 成员介绍……………………………. 2、 波形发生器功能介绍……………………… 3、 原理图、PCB图及参数计算………………. 4、 仿真结果……………………………………. 5、 心得体会……………………………………. 6、 参考文献……………………………………..

Ps:如有纰漏，敬请谅解

一.成员介绍： ①、刘毅

②、董敏

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③、崔宇 112027120 ④、巫金生 112027136 二.波形发生器功能介绍： 此波形发生器由两个LM358 集成运算放大器及其周边电路构成，可以发生方波、三角波、锯齿波和正弦波。

①方波：利用输入端的RC自激振荡电路，反相输入迟滞电路而形成，反馈网路增加一个电位器以调节占空比。正向输入端连接一个电位器可以调节方波的频率。输出电路利用一个5V双向稳压管接地来稳幅。

②三角波：以方波为输入信号，输入到积分电路。同时为了提高三角波的负载能力并且减少方波频率对三角波幅值的影响，将积分电路的输出反馈给滞回比较器的输入。通过改变方波的频率改变三角波的频率。

③锯齿波：以方波为输入信号，利用二极管的单向导电性是积分电路中C充放电的回路不同，输入到一并联的二极管模块再输入到积分电路，以调节锯齿波的斜率。为减少对其他电路的干扰，这里为并联的二极管设计了一个与其并联的开关，当想要输出三角波的时候开关闭合，并联二极管模块短路；当想要输出锯齿波的时候开关断开，接通并联二极管电路。 正弦波：实际是一个一阶反相输入的低通滤波器。在积分电路中的电容上并联一个电阻来降低通带放大倍数。

三.原理图、PCB及参数计算 1、原理图：

2、PCB图：

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3、模块详细分析 ⑴、自激震荡部分：

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没有接通时，

Vc0，滞回比较器V0Vz，则集成运放同相输入端

R2Vi*VzVVz给C充电，使VR由0上升，在R1R2，同时0VR>Vi之前，V0Vz不变；当VR>Vi时，V0跳变到Vz。

当

V0R2Vi*(Vz)RVz时，R1R2f（反相输入

，同时C经

端反馈网络等效电阻）使

VR降低，在VR>Vi之前V0Vz不变，当VRVi跳变到Vz。

⑵、方波部分：

方波的波幅由稳压管的参数决定，这里使用5V的稳压管，方波的周期取决于充放电回路RC的数值。若R或C其中一个增大，计算周期T：

四.仿真结果(图片显示)

和周期T均会增大，频率f也会增大。

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五、心得体会 1.我们小组是男女搭配方式的合作方式，所以在某些环节中我们需要找个地方一起讨论问题，总结解决办法，统一意见。在这方面我们很明智的选择了在学校图书馆，不影响其他同学学习的情况下我们有秩序的发表了自己对本次课程设计的观点，总结出方案的详细流程，形成一个分工明确彼此紧扣的团队氛围。 2.在这次课程设计期间我深深的体会到“大学给我们带来的不单单是学习到的知识，更加教会你如何利用身边的资源找到自己需要的内容”。没有任何事物是一成不变的，你只有掌握自学的能力才可以应对一切的变化，不被社会淘汰。一开始我们遇到的问题是ewb无法运行我们所绘制的电路图，无奈之下就采用protel软件，图书馆四楼各种翻书各种查询。后来好不容易绘制了protel版本的电路图，纠其仿真功能实在不咋d。最后我们还是放弃protel，改用multisim。。（当然其中也包括了我们在书海中的翻阅资料…….） 3.没有事情是一次就能成功的，你需要付出的往往比你想象中的要多。电路图元件的挑选，电路连接的顺序，功能测试等等环节可谓是变化万千。需要你有爱迪生那样3000次尝试仍然坚信下一次就是成功的希冀。不厌其烦的做下去，直到你做出来为止。 4.谨慎的态度往往是你成功的基石，举一个最简单的例子：在连接导线的时候，会因为一时疏忽没有把导线连接在元件的一端或者是覆盖了另一端导线。由于视觉的误差往往使你不容易发现这个错误，调试一天也很难找到为什么仪表显示出来的结果就不是理论值…. 总结以上四点分别为：友好合作，自主自学，坚持不懈，谨慎专注！

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六.参考文献： 1、Multisim的基本功能： <1>虚拟测试仪器仪表种类齐全，有一般实验用的通用仪器，如万用表，函数信号发生器，双踪示波器，直流电源；而且还有一般实验室少有或者没有的仪器，如波特图仪，字信号发生器，逻辑分析仪，逻辑转换器，失真仪，频谱分析仪和网络分析仪等 <2>具有较为详细的电路分析功能，可以完成电路的瞬态分析和稳态分析，时域和频域分析，器件的线性和非线性分析，电路的噪声分析和失真分析、离散傅立叶分析，电路零极点分析，交直流灵敏度分析等电路分析方法，以帮助设计人员分析电路的性能。 <3>电路图设计的四大步骤： 步骤一：调用元器件 步骤二：电路连接 步骤三：电路文件存盘 步骤四：电路功能测试，打开仿真开关，测点电路功能 2.波形发生 1>.自激振荡 当一个放大器的输入端没有外加输入信号，而在输出端却有一定的频率和幅值的输出信号 2>.正弦波振荡器的组成 (1).基本放大器Au (2).正反馈网络F:RC、LC (3).选频网络：旨在产生单一频率的振荡信号 3.方波发生器 方波发生器的基本电路结构小编已经绘制出来，如下图所示(由于过程比较仓促，没来得及做进一步检查，如有纰漏，望见谅)。它是以比较器为基础，由滞回电压比较器和在运放的负反馈网络中起延时作用的无源RC积分电路组成。输出端经R1和R2分压，把反馈电压引到比较器的同向端，输出电压又经RC积分电路把另外一个反馈电压加到反相端。同相端和反相端互相制约为条件，互相促进对方向现实所处状态而形成脉冲波形。 电路输出电压的幅度由稳压管的稳定电压Uz的大小决定。忽略二极管的导通电阻时，相应的方波振荡频率为： F=1/(Rw+2R)Cln(1+2R1/R2)

调节电位器Rw，滑动臂的位置可以调节运放两个输入端电压相等。即uN = uP,本电路的uN=0，则uP为 uP=(±Uz-ui)R1/(R1+R2)+Ui

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4.三角波发生器 三角波电压产生器的基本电路结构如下，用集成运放构成的反相输入积分器和同相输入的滞回比较器构成三角波发生器。Uo1输出幅值为±Uz，是占空比为0.5的方波电压；Uo2输出幅值为±UzR1/R2,是随时间线性变化的三角波电压。相应的振荡频率为： ：F =R2/4R1RC

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