电子课设论文-使用集成运放波形发生器设计

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1、电子线路课程设计姓名：易英炜专业：电气工程及其自动化学号：130302020229完成时间：2015年6月11日目录设计任务和要求11.1设计任务11.2设计要求11.3PCB要求1设计原理22.1概述22.2正弦波的振荡器22.2.1正弦波的振荡器的基本结构和工作原理22.2.2产生振动条件22.3方波发生器32.3.1方波发生器的基本原理与工作原理3设计步骤43.1正弦波发生器43.1.1电路组成43.1.2电路分析43.2方波发生器53.2.1比较器+RC电路53.2.2比较器+积分器73

2、.3Altitmdesign电路原理图的绘制93.3.1电路原理图设计的一般步骤93.3.2本设计需要用到的规则93.3.3原理图93.4AltiumdesignPCB图的设计与制作103.4.1PCB图设计的一般步骤103.4.2PCB布局需注意的问题103.4.3PCB图10设计结果11设计体会12参考文献13附图14摘要波形发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电压或仪器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的波形发生器，使用的器件可以是分立器件，也可以采用

3、集成电路。本次波形发生器设计要求产生方波和三角波，矩形波发生电路是其它非正弦发生电路的基础，当方波电压加在积分运算电路的输入端是，输出就获得三角波电压。而矩形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；因为产生振荡，就要求输出的两种状态自动地相互转换，所以电路中必须引入反馈；因为输出状态应按一定的时间间隔交替变化，即产生周期性变化，所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。【关键词】波形发生器三角波方波电路原理图PCB电子线路课程设计说明书设计任务和要求1

4、.1设计任务使用集成运放设计一个波形发生器，产生一个频率为fo=100～10kHz的正弦波，其电压幅度为+Vs=

5、－Vs

6、=3V。同时产生一个频率为fo=100～10kHz的方波，其幅度为+Vf=

7、－Vf

8、=5V。波形发生器方框图见图1。文氏桥衰减放大电压比较衰减放大输出正弦波输出方波方波正弦波1.2设计要求（1）正弦波发生器设计；（2）方形波发生器设计；（3）放大电路设计。1.3PCB要求（1）PCB板大小不超过6*6cm（2）线宽35mil，GND线宽50mil，单面板布线，可以使用少量的跳

9、线，不超过4根（3）焊盘大小全部为80mil，孔径35mil（4）要求画出元件库，元件全部使用直插式封装，按着给出的封装表来绘制元件库15电子线路课程设计说明书设计原理2.1概述波形发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电压或仪器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的波形发生器，使用的器件可以是分立器件（如视频信号函数发生器S101全部采用晶体管），也可以采用集成电路（如单片函数发生器模块5G8038）。本次波形发生器设计要求产生正弦波同时产生方波。矩形波电压只

10、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；因为产生振荡，就要求输出的两种状态自动地相互转换，所以电路中必须引入反馈。用正弦波发生器产生正弦波信号，然后用过零比较器产生方波，再经积分电路产生三角波。此电路结构简单，且有良好的正弦波和方波信号。2.2正弦波的振荡器2.2.1正弦波的振荡器的基本结构和工作原理正弦波振荡器是一个没有输入信号，依靠自激振荡产生正弦波输出信号的电路，它由一个基本放大器和一个带有选频功能的正反馈网络组成。电路接通电源的一瞬间，由于电路中电流从零突变

11、到某一值，它包含着很多的交流谐波，经选频网络选出频率为fo的信号，一方面由输出端输出，另一方面经正反馈网络传送回到输入端，经放大和选频，这样周而复始，不断地反复，只要反馈信号大于初始信号，振荡逐渐变强起来。2.2.2产生振动条件（1）振动平衡条件要使振荡器输出信号.X1维持稳定的输出，必须使再次反馈回输入端信号.X2和原来输入端的信号.X3相等，即:X2=X315电子线路课程设计说明书又有A=X1/X3F=X2/X1:得X2=AFX3当AF=1时，幅度平衡条件（2）振动起振的条件振荡器满足平衡条

12、件时，F2=F3=输出信号幅度保持不变。但在振荡器刚开始振荡时，信号非常微弱，如仅是..F2=F3振荡器将不能起振。必须使每次反馈回来的信号大于原来的输入信号，即.F2>F3ñ。振荡才能由弱到强建立起来。所以振荡起振条件应为AF>1。2.3方波发生器2.3.1方波发生器的基本原理与工作原理×如图2-3所示的方波发生器电路，其中R2与Rf组成负反馈支路，运放同相端的电压为：电阻R1、和电容C组成运放的正反馈支路。当电容C的端电压VC（等于运放的反向端电压V-）大于V+时，输出电压VO＝VZ（双向稳