三角波发生器

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1、目录摘要2关键词2一设计任务与要求21.1设计任务21.2设计要求21.3设计方法2二电路设计32.1方案设计32.2电路设计原理32.3单元电路设计与计算说明32.4原理图42.4.1总体原理图42.4.2 PCB 图52.4.3 EWB仿真调试52.5元器件选择与验证器材52.5.1元器件选择52.5.2 LM741管脚排列62.5.3参数计算6三制作与调试63.1 PCB板的制作63.2电路的装调6四调试结论与误差分析74.1调试结论74.2误差分析8五设计心得8六参考文献9三角波函数发生器电路设计摘要：本设计介绍了波形发生器的制作和设计过程,并根据输出波形特性研究该电路的可行性。在 此

2、基础上设计了一种能产生方波-三角波的模块电路，包括了原理图和PCB图。该电路有主要 由积分器、比较器、LM741集成运算放大器，通过用双踪示波器来确定各种波形的幅值及可调 频率的上限和下限。重点阐述了发生器的电路结构及工作原理，分析了单元电路的制作和工作过程并进行了调 试，调试结果表明设计的电路是可行的。方波、三角波、积分器、比较器一、设计任务与要求11设计任务：1根据技术要求和现有开发环境，分析课题题目2设计系统实现方案3. 设计绘制电路原理图并选择元器件4. 通过ewb仿真软件进行仿真5. 记录仿真结果，修改并完善设计6. 设计实现电路功能7编写课程设计报告1.2设计要求：1、设计一三角波

3、产生电路，要求采用首先设计矩形波振荡电路，然后通过积分电路对矩 形波进行调整，形成三角波，掌握振荡电路的设计原理和计算，理解积分电路和滞回电路 的设计原理，起输出波形指标8VvVp-pv15V, O.lmsvTvIms。1.3设计方法：1、使用集成运算放大器，稳压二极管等器件，利用施密特触发器和积分电路的工作原理, 综合设计电路。二、电路设计2.1方案设计本方案采用由电压比较器和积分器同时产生方波和三角波。其中电压比较器产生方波，对其输出波形进行一次积分产生三角波。该电路的优点是十分明显的：1、线性良好、稳定性好；2、频率易调，在几个数量级的频带范围内，可以方便地连续地改变频率，而且频率改变时

4、, 幅度恒定不变；3、三角波和方波在半周期内是时间的线性函数，易于变换其他波形。2.2电路设计原理图1：方波-三角波发生电路组成框2.3单元电路设计与参数计算1、方波产生电路因为方波电压只有两种状态，不是高电平、就是低电平。所以电压比较器是它的重要 组成部分。它由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。RC回路既作为延迟环节，又作为 反馈网络，通过RC充、放电实现使输出状态自动地相互转换。图2方波发生电路图图3三角波发生电路2、三角波发生电路三角波电路波形可以通过积分电路实现，把方波电压作为积分运算电路的输入，在积分运算电路的输出就得到了三角波。3、参数计算方波周期、频率计算：T=2RCln(l+

5、2Rl/R2)副值：Ut=R1/(R1+R2) *Uz三角波副值：Ut=Uz*R1/R2周期、频率计算：T=4*R1*R4*C/R22.4原理图f=1/Tf=R2/(4*R1*R4*C)242、PCB图2.4.1 总原理图图5 PCB图2.4.3 EWB仿真调试在设计完总原理图时还需进行EWB仿真调试，主要是为了检验设计的原理图是否可行，如15 V74U1 Liu k o11JIJ k尸1 uF图6仿真调试输出波形2.5元器件选择与验证器材2.5.1元器件选择原件名称数量电阻4集成运放LM7412电容1稳压二极管2铜板1双踪示波器1可变电阻1Rl=94kR2=47kR3=2kR4=l100kR

6、5=lkC=10nf2.5.2集成运算放大器LM741管脚图如图NCC+ U uCC oOA8765LM7411234OA-UccLM741C芯片引脚功能描述：1和5为偏置（调零端），2为正向输入端，3为反向输入端4接地，6为输出，7接电源，8空脚三、制作与调试制作和调试是最容易出现错误的环节，因此在制作和调试时我们一定要有条不紊，认真仔 细的做好每一步工作。3.1电路的装调由于电压比较器与积分器组成正反馈闭环电路，同时输出方波与三角波，故这两个单 元电路可以同时安装。需要注意的是，安装电位器之前要将其调整到设计值，否则电路可能会 不起振。如果电路接线正确，则在接通电源后，比较器的输出V01为

7、方波，积分器的输出V02 为三角波，微调前级电位器，使方波的输出幅度满足设计指标要求，调节后一级的电位器，则 输出频率可调。元器件的选择是高性能放大的保证，在实际连线与焊接过程中，运放的参数必须尽可能相 同，因此选用了带4集成运算放大器的LM741。同时为了提高共模抑制比和精确增益调控，运 放输入端电阻必须精确匹配。按设计图安装好电路，稳压电源输出的+15V电压接到集成运放741的7脚，15V接到集 成运放741的4脚，示波器的Chi接U , Ch2接U，调整各电位器，使方波、三角波的输出幅 o1o2度满足设计指标要求。四、调试结论与误差分析4.1调试结论：完成实物图，然后使用双踪示波器测量验

8、证，观察输出波形、幅值、频率参数是否符合 要求，并记录数据。(1)调试输出波形(2)图7调试输出波形图测量 项目频率方波 幅值三角波幅 值minmax指标值200HZ2KHZ15V20V实际测量 值192.3HZ2.193KHZ13.6V20V由于所有信号产生的频率都与方波和三角波产生模块所设置的频率一致，故所有产生的波信 的频率都可以有所保证。此电路设计符合设计要求。从数据纪录中可以看出存在误差频率最小值误差：200HZ - 192.3HZ = 7.7HZ； 最大值误差：2.193K 2K = 0.193K 方波幅值误差：15V 13.6V = 1.4V 三角波幅值误差：20V 20V =

9、0V4.2误差分析在EWB仿真试验与实际中有差别。根据前面所提方案的要求，调试过程主要集中在模拟电 子电路部分。放大电路产生误差的原因很多，一般有：运放的输入偏置电流、失调电压和失调 电流及其温漂；电阻器的实际阻值与标称值的误差，且温度变化；另外，电源和信号源的内阻 及电压变化、干扰和噪声都会造成误差。五设计心得虽然只有短短的一周课程设计，但是我深刻的感觉到自己的不足，课堂和实践还是有区别 的，理论学的好不一定可以在课程设计中脱颖而出，更何况理论又在上学期学的，这学期明显 感觉有些力不从心，所以这次课程设计非常有意义，它不仅让我们对所学过的知识进行回顾和 复习，而且还用到实践当中，正所谓实践是

10、检验真理的唯一度量，课程设计还考验动手能力， 比如焊接电路板，稍有不慎会导致短路，还有焊接也不能马虎，如果焊接的不好，会在波形图 中出现很多毛刺，这就是噪声，这次课程设计让我明白了研究人员的不易，一件成型的电子产 品是经过很多道工序完成的，而且调试过程也很复杂，理论看似很简单，但是进过调试的时候 出了问题会让人很郁闷，这就是实践，爱迪生发明电灯失败了 1000多次，一个成功的器件是很 不容易的，通过一周的课程设计，我发现书本的知识如果不用于实践就好像纸上谈兵，电子线 路的课程设计基本上会用到电子线路的模拟部分和数字部分，如果在学这些课程的时候你不好 好学习，那么这个课程设计对我们来说就像是没有

11、任何经验上战场打仗，就连理论都没有学好, 那么实践更是一塌糊涂，而这次实践让我明白了，貌似理论上行得通的电路不一定能在实践中 运行，所以一个完整的成型的电路都是经过调试出来的，不是凭空想象的，还有这次我们的课 题网上不是很多，可能查到的就那么几个，但是有个现成的我们给用了，但是原理我们都是怎 么理解，经过了老师的尊尊教诲，我们学到了，知识永远不要复制粘贴，更重要的是消化，即 使你拿了别人的现成东西，但是你必须要学到真东西，这样才不是吃人家吐出来的，还有经过 我们一致同意达成了一个新的方案，方案也需有很多遗漏之处，还望老师更正，但是经过这次 课程设计我体会了一个团队的优势，一件大事，或者一个项目一个的团队的团结是很重要 的，互相帮助，相互协作，各自把自己的任务做好的同时在有能力的情况下尽力把团队带起来， 这样你的团队会很有竞争力，你的任务也会很快完成，还有不要把希望寄托于某个人身上，这 是件很危险的事，感谢老师的教导，使我们这次不仅仅是得到了这个课题的锻炼，而且还得到 做人和做事的一些道理。最后，通过这次课程设计不仅锻炼了我们动手能力，也加强了思考和 解决问题的能力。希望我下次会比这次好，相对自己说，加油！六、参考文献1 电子线路线性部分谢嘉奎高等教育出版社出版2 电子线路非线性部分康光华高等教育出版社出版课程设计评语课程设计成绩指导教师（签字）年月日注：此表必须在同一页面。