模拟电子技术课程设计报告 李龙

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1、※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※2012级电子信息工程学生模拟电子技术课程设计课程设计安徽农业大学经济技术学院模拟电子技术课程设计报告书课题名称同频率方波、三角波、正弦波一体发生器姓名李龙学号12531083院、系、部电子信息工程系专业电子信息工程指导教师王鹏2014年6月3日一、设计任务及要求:1.设计、组装、调试同频率方波、三角波、正弦波一体发生器。2.设计迟滞比较器方波产生电路,频率为10KHz可调3.设计一有源滤波器,经滤波电路得到的正弦信号幅度峰峰值为6V以上;4.输出波形:方波、三角波、正弦波;指导教

2、师签名:2014年5月日二、指导教师评语:指导教师签名:2013年6月日一、1.方案(一)设计一个产生方波—三角波—正弦波函数转换器包括同相滞回比较器和积分电路组成与滤波电路。方波三角波转换电路如图所示此部分由同相滞回比较电路和积分电路组成。同相滞回比较器的输出高、低电平分别为Uoh=+Uz,Uol=-Uz即为方波的幅值。滞回比较器的阈值电压±Ut为三角波的峰峰值。方波三角波转换电路滤波法实现三角波与正弦波的转换。要求输入三角波电压U1的最低频率为fmin则其最高频率fmax小于3fmin就可以利用低通滤波器将三角波变换为正弦波

3、.三角波转正弦波电路总电路图2.方案(二)方波三角波转换电路与方案一相同,三角波正弦波转换电路用折线法实现,其电路频率可选较大差值。总电路图3.方案论证我选的是第一个方案,上述两个方案均可以产生三种波形。方案二的电路复杂,有过多焊接部分,而且较浪费元器件,但是方案的在调节的时候比较方便可以很快的调节出波形。方案一电路简洁利于焊接可以节省元器件,但是在调节波形的频率值时有一定的限度,由于整个电路时一起的只要调节前面部分就会影响后面的波形,所以选用方案一也可以达到要求。一、单元电路设计与参数计算1.方波三角波转换电路包括同相滞回比

4、较器和积分电路组成.a.如图所示,在电路的左边为同相滞回比较器,右边为积分运算电路。同相滞回比较器的输出高低电平分别为Uoh=+Uz,Uol=-Uz积分运算电路的输出电压uo作为输入电压,A1同相输入端的电位Up1=uo1·R1/(R1+R2+R6)+Uo·(R2+R6)/(R1+R2+R6)令Up1=Un1=0,并将uo1=±Uz带入得±Ut=±Uz·R1/(R2+R6)电路的振荡原理:合闸通电,通常C上电压为0。设Uo1↑→Up1↑→Uo1↑↑,直至Uo1=Uz;积分电路反向积分,t↑→Uo↓,一旦Uo过-Ut,Uo1从+U

5、z跃变为-Uz。积分电路正向积分,t↑→Uo↑,一旦Uo过+Ut,Uo1从-Uz跃变为+Uz,返回第一暂态。重复上述过程,产生周期性的变化,即振荡。由于积分电路反向积分和正向积分的电流大小均为Uo1/(R3+R7),使得U0在一个周期内的下降时间和上升时间相等,且斜率的绝对值也相等,因而将方波转换为三角波。b.主要参数估算:1)振荡幅值在如图所示的三角波—方波发生电路中,因为积分电路的输出电压就是同相滞回比较器的输入电压,所以三角波的幅值为±Uom=±Ut=±Uz·R1/R2因为方波的幅值决定于由稳压管组成的限幅电路,所以Uoh

6、=+Uz,Uol=—Uz2)振荡周期在图3中,在振荡的二分之一周期内,起始值为—Ut,终了值为+UtUt=Uz·T/2·1/R3·C-Ut得到T=4·R1·(R3+R7)·C/(R2+R6)积分器的输出Uo=—1/(R3+R7)·∫Uo1dtUo1=+Vcc时,Uo2=—(+Vcc)·t/(R3+R7)·C1可见积分器的输入为方波时,输出是一个上升速度与下降速度相等的三角波,其波形关系下图所示。方波—三角波的波形变换比较器与积分器首尾相连,形成闭环回路,则自动产生方波——三角波,三角波的幅度为Uo2=Vcc·R1/(R3+R7)

7、方波——三角波的频率为f=(R2+R6)/4R1(R3+R7)c.参数计算:比较器A1与积分器A2的元件计算如下:得U02m=Vcc·R1/(R2+R6)即R1/(R2+R6)=1/3取R1=10KΩ,则R2+R6=30KΩ,取R2=20KΩ,R8为20KΩ的点位器。区平衡电阻R4=R1//(R2+R6)≈10KΩ由式f=(R2+R6)/4R1(R3+R7)即R3+R7=(R2+R6)/4R1·C1当0.02HZ≤f≤20khz时,取C1=0.1µf,则R3+R7=1.5Ω~1.5KΩ,取R3=1KΩ,R8为20KΩ电位器。方波

8、三角波转换电路2.三角波转换为正弦波.利用低通滤波器将三角波变换为正弦波.由RC串联接一个同相比例运算电路组成一个一阶有源低通滤波器,滤出一部分干扰,得到想要的波形.在电路中,当信号频率趋于零时,同相输入端的电位Up=Ui,故电路的通带放大倍数等于同相比例运算电

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