矩形波发生器的实现

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1、青岛科技大学本科课程设计报告矩形波发生器的实现----网络资源管理题目__________________________________靳庆庆指导教师__________________________学生姓名__________________________1108030204学生学号__________________________11级2电子信息工程信息科学技术_______________________________学院（部）____________________________专业________________班201511

2、2______年___月___日课程设计地点弘毅楼C402课程设计时间2015.1.12—2015.1.19课程设计目的《电子技术基础2-1课程设计》是学习理论课程之后的实践教学环节。目的是通过解决比较简单的实际问题巩固和加深在《电子技术基础2-1（模拟电子技术基础）》课程中所学的理论知识和实验技能。训练学生综合运用学过的电子技术基础知识，在教师指导下完成查找资料，选择、论证方案，设计电路，安装调试，分析结果，撰写报告等工作。使学生初步掌握模拟电子电路设计的一般方法步骤，通过理论联系实际提高和培养学生分析、解决实际问题的能力和创新能力，为后续课程的

3、学习、毕业设计和毕业后的工作打下一定的基础。指导教师评语指导教师签字：验收（答辩）意见验收（答辩）人员签字：系（教研室）意见教研室主任签字：成绩（百分制）矩形波发生器的实现1概述1.1矩形波发生电路在测量、自动控制、通讯、无线电广播和遥控等许多技术领域中有着广泛的应用，甚至在收音机、电视机和电子表等日常生活用品中也离不开它。总之矩形波发生电路广泛地用于工业生产、科学实验和日常生活等各个领域中。2设计内容2.1设计任务：用一个集成运放组成一个滞回比较器和一个RC充放电回路构成一个矩形波发生器。2.2.设计要求：（1）、进行电路参数分析计算；（2）、设

4、计电路；（3）、焊接，组装、调试硬件，测试结果；（4）、撰写实验报告，要求有电路图、原理说明、电路所需元件清单、电路参数计算、元件选择、测试结果分析等。2.3电路组成及工作原理：矩形波发生电路实际上是由一个滞回比较器和一个RC充放电回路组成。其中，集成运放和电阻R1和R2组成滞回比较器，电阻R和电容C构成充放电回路，稳压管和电阻R3的作用是钳位，将滞回比较器的电压限制在稳压管的稳定电压±UZ。在矩形波发生电路中，如图1所示电位器Rw和二极管D1、D2的作用是将电容充电和放电的回路分开，并调节充电和放电两个时间常数的比。矩形波发生电路没有稳态，它有两

5、个暂态，一个是低电平，另一个是高电平。要想达到这种效果可采用滞回比较器，同时利用RC充放电回路来改变集成运放反向输入端的输入电压即u-=uc。当电容上的电压上升到u-=u+时，滞回比较器的输出端将发生跳变，由高电平跳变成低电平。当电容上的电压下降到u-=u+时，滞回比较器的输出端将再次发生跳变，由低电平跳变成高电平。以后又重复上述过程。如此电容反复地进行充电和放电，滞回比较器的输出端反复地在高电平和低电平之间跳变，于是产生了正负交替的矩形波。因此，在选择矩形波发生电路时，采用滞回比较器和RC充放电回路来构成矩形波发生器。2.4设计方案选择论证及参数

6、计算：矩形波发生器的电路实际上由一个滞回比较器和一个RC充放电回路组成。其中集成运放和电阻组成滞回比较器，电阻和电容构成充放电回路，稳压管和电阻的作用是钳位，将滞回比较器的输出电压限制在稳压管的稳定电压值。如果要求矩形波的占空比能够根据需要进行调节，则可以通过改变电路中充电和放电的时间常数来实现。2.4.1.设计方案图：设计方案的整体框图如图所示2.4.2.单元电路设计：（1）RC充放电回路的设计RC充放电回路如图2所示。设C=0.01μF,R=20K；2.4.3滞回比较器电路的设计电路如图3所示因为将1式带入上式得故2.4.4占空比可调的矩形波发

7、生电路的设计如果要求矩形波的占空比能够根据需要进行调节，则可以通过改变电路中充电和放电的时间常数来实现，如图4所示当忽略二极管VD1、VD2的导通电阻时，可求得电容充电和放电的时间分别为输出波形的震荡周期为：矩形波的占空比为：按设计要求占空比：0.2～0.8连续可调，则R/(2R+Rw)=0.2;(R+Rw)/(2R+Rw)=0.82.5.原理图完整原理图如图5所示电容C两端的电压Uc以及输出电压Uo的波形如图6所示图5占空比可调的矩形波发生器原理图2.6元器件的选择选择元器件只要清楚“需要什么”和“有什么”，问题就好解决了。所谓“需要什么”是指根

8、据具体问题的要求选择方案，需要什么样的元器件，即每个元器件各应具有哪些功能和什么样的性能指标；所谓“有什么”是指哪些元器件