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模拟电子技术课程设计报告(正弦波、方波—三角波波形发生器)


课程设计报告

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模拟电子技术课程设计报告

设计题目:正弦波、方波—三角波波形发生器 正弦波、方波—三角波波形发生器

专 班 学

业 级 号

学生姓名 同组成员 指导教师 设计时间 教师评分

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目录
概述.......... ........................................ 1、 概述........................................3
1.1、 目的...............................................3 1.2、 课程设计的组成部分.................................3

正弦波、方波、三角波设计的内容............... .............. 2、 正弦波、方波、三角波设计的内容...............3 总结......................................... ............................. 3、 总结.........................................4
3.1、课程设计进行过程及步骤..............................4 3.2、所遇到的问题及是怎样解决这些问题的..................10 3.3、体会收获及建议......................................10 3.4、参考资料............................................10

教师评语..................................... 4、 教师评语.....................................11 成绩......................................... 5、 成绩.........................................11

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1、概述
1.1、 目的 课程设计的目的在于巩固和加强电子技术理论学习, 促进其工程 应用,着重于提高学生的电子技术实践技能,培养学生综合运用所学 知识分析问题和解决问题的能力, 了解开展科学实践的程序和基本方 法,并逐步形成严肃、认真、一丝不苟、实事求是的科学作风和一定 的生产观、经济观和全局观。 1.2、课程设计的组成部分 (1) 、RC 正弦波振荡电路 (2) 、方波—三角波产生电路

2、正弦波、方波—三角波设计的内容 正弦波、方波—三角波设计的内容
(1) 、RC 正弦波振荡电路 设计一个 RC 正弦波振荡电路,其正弦波输出为: a.振荡频率: 1592 Hz b.振荡频率测量值与理论值的相对误差<+5% c.振幅基本稳定 d.振荡波形对称,无明显非线性失真 (2) 、方波—三角波产生电路 设计一个用集成运算放大器构成的方波—三角波产生电路。 指标要求如下:方波 a.重复频率:4.35*103 Hz b.相对误差<+5% c.脉冲幅度 +(6--8)V 三角波 a.重复频率:4.35*103 Hz
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b.相对误差<+5% c.幅 度:6—8V

3、总结
3.1、课程设计进行过程及步骤 1、正弦波 实验参考电路如图

1、

方波—三角波 实验参考电路如图

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简单的方波—三角波产生电路

常见的方波—三角波产生电路

(1) 、根据已知条件和设计要求,计算和确定元件参数。并在实验 电路板上搭接电路,检查无误后接通电源,进行调试。

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( 、根据已知条件和设计要求,计算和确定元件参数。并在实验 (1) 电路板上搭接电路,检查无误后接通电源,进行调试。 2) 、调节反馈电阻 R4,使电路起振且波形失真最小,并观察电阻 R4 的变化对输出波形 Vo 的影响。 (2) 、先后用双踪示波器同时观察简单的方波—三角波产生电路输 出电压 Vc、 的波形, Vo 及常见的方波—三角波产生电路输出电压 Vo1、 Vo2 的波形,分别记录其幅值、周期以及他们相互之间的相位关系。 (3) 、测量和调节参数,改变振荡频率,直至满足设计要求为止。 测量频率的方法很多。如直接测量法(频率计,TDS 系列数字示波 器均可) ;测周期计算频率法,以及应用李沙育图形法等等。测量时 要求观测并记录运放反相、同相端电压 VN、VP 和输出电压 Vo 波形的 幅值与相位关系,测出 f0,算出 Avf 与 Fv。 (3) 、调节积分电阻 R(或改变积分电容 C) ,使振荡频率满足设计 要求,调节 R1/R2 的比值,使三角波的幅值满足设计要求。 (4) 、参数的确定及元件的选取 A、确定 R、C 的值 根据设计所需求的振荡频率 fo,由式子 RC=1/(2πfo)先确定 RC 之积。 B、选择集成运算放大器 振荡电路中使用的集成运算放大器除要求输入电阻高、输出电 阻低外,最主要的是运算放大器的增益-宽带积应满足 G?BW>3fo C、选择阻容元件 选择阻容元件时,应注意选择稳定性较好的电阻和电容,否则将 影响频率的稳定性。此外,还应对 RC 串并联网络的元件进行选配, 使电路中的电阻电容分别相等。
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(4) 、参数的确定与元件的选取 A、选择集成运算放大器

由于方波的前后沿与用作开关器件的 A 的转换速率 S 有关, 因此 当输出方波的重复频率较高时。 集成运算放大器 A 应选用高速运算放 大器,一般要求选用通用型运放即可。 B、选择稳压二极管 D 稳压二极管 D 的作用是限制和确定方波的幅度。 因此要根据设计 的要求方波幅度来进行选择稳压管的稳定电压 V。此外,方波幅度和 宽度的对称性也与稳压管的对称性有关,为了得到对称的方波输出, 通常应选用高精度的双向稳压二极管(如 2DW7 型)。R 为稳压管的 限流电阻,其值由所选用的稳压管的稳定电流决定。 C,确定正反馈回路电阻 R 与 R 如上面电路图中所示。R 与 R 的比值均决定了运算放大器 A 或 A 的触发翻转电平,也就是决定了三角波的输出幅度。因此根据设计所 要求的三角波输出幅度,由以上可以确定 R 与 R 的阻值。 D,确定积分时间常数 RC

积分元件 R、 C 的参数值应根据 方波和三角波所要 求的重复频率来确 定。当正反馈回路 电阻 R、 的阻值确 R
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定后,再选取电容 C 值,求得 R。

(5) 、主要元、器件 集成运算放大器 1/4W 金属膜电阻 可调电阻 瓷片电容 二极管 1片 10kΩ、20kΩ 若干 1kΩ 一只 2只 2只 (5)、主要元、 器件

集成运算放大器

1—2 片

1/4W 金属膜电阻

10kΩ、20kΩ 若干

可调电阻

1kΩ

1只

瓷 容 1只 稳压二极管 (6) 、数据处理 2只





根据电路图设计模块选取元件参数分别为: a=10kΩ、 b=R4+R3、 R R R R R C C R1=10kΩ、 2=10kΩ、 3=10kΩ、 4 为可调电阻; 1=0.01uF、 2=0.01uF。
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在满足 R1=R2=R,C1=C2=C 的条件下,该电路的: 输出正弦波波形:

振荡频率 验证数据

f0=1/(2πRC)=1592Hz f0=1515Hz

(6)数据的处理 a、简单的方波—三角波产生电路根据电路图设计模块选取元件 参数分别为 R1=10KΩ、 2=20KΩ、 3=1KΩ、 为可调电阻、 为 Vz=6V R R R Dz 的稳压管。 输出三角波及方波波形为:

简单的方波—三角波波形

该电路的有关计算公式为: 输出三角波 Vc 的幅度:Vcm=│±R1Vz/(R1+R2)│=2V
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检验数据为:Vc=4.8cm*1V/cm*1/2=2.4V 输出方波 Vo 的幅度:Vom=Vz=6V 检验数据为:Vo=2.8cm*5V/cm*1/2=7V b、常见的方波—三角波产生电路根据电路图设计模块选取 元件参数分别为 R1=10KΩ、 2=10KΩ、 3=1KΩ、 p1=10KΩ、 p2=10KΩ、 R R R R R 为可调电阻、电容为 C=470pF、Dz 为 Vz=6V 的稳压管。 输出三角波及方波波形为:

常见的方波—三角波波形

该电路的有关计算公式为: 输出方波 Vo1 的幅度:Vo1m=Vz=6V 检验数据为:Vo1=2.8cm*5V/cm*1/2=7V 输出三角波 Vo2 的幅度:Vo2m=R1Vz/R2=6V 检验数据为:Vo2=3.2cm*5V/cm*1/2=8V 比较 a、 两组波形可以得出用常见的方波—三角波产生电路得到 b 的波形比简单的方波—三角波产生电路得到的波形线性度更好, 因此 在集成运算放大电路中应优先选择常见的方波—三角波产生电路。 3.2、所遇到的问题及是怎样解决这些问题的
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所遇到的问题是对课程设计没有明确清晰地思路, 对各种参数的 选取不够清楚,对于遇到的这些问题通过老师的解答、查阅课内课外 的有关参考资料及网络资料得到了很好的解决。 3.3、体会收获及建议 说实话,课程设计真的有点累.然而,当我一着手清理自己的设 计成果,漫漫回味这 2 周的心路历程,一种少有的成功喜悦即刻使倦 意顿消.虽然这是我刚学会走完的第一步,也是人生的一点小小的胜 利,然而它令我感到自己成熟的许多, 通过课程设计,使我深深体 会到,干任何事都必须耐心,细致. 通过这次课程设计,加强了我们动手、思考和解决问题的能力, 同时也是我们懂得小心谨慎的重要性。 即使是一根线的接错也会搞得 你焦头难额,心情沮丧。但是,我们一定不能气馁,一定要振作,调 整好心态。要对自己有信心,只有这样才有可能找出错误,达到成功 的彼岸。通过这种综合训练,我们可以掌握电路设计的基本方法,提 高动手组织实验的基本技能,培养分析解决电路问题的实际本领,为 以后毕业设计和从事电子实验实际工作打下基础。 在做课程设计的同 时也是对课本知识的加强和巩固,让我们对本课程有了更深入、详细 的了解。 希望学校能更加丰富实验器材, 让同学们能有更多亲自动手的机 会。 3.4、参考资料 《模拟电子技术基础》 (王济浩 编著) 《模拟电子技术实验指导书》 《模拟电子技术课程设计指导书》 网络资料

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4、教师评语

5、成绩

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