方波发生器

课 程 设 计 任 务 书 学 院 信息 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院 班 级 11 自动化 姓 名   设 计 起 止 日 期 2013.6.24~2013.6.28 设计题目：方波发生器 设计任务（主要技术参数）： 设计一个方波发生电路. 主要技术参数： ①频率：100~1000Hz ②幅度：≧２Ｖ 指导教师 评语 评语下载剧本评语下载小学第一学期期末评语免费下载小学一年级学生评语考生思想政治品德考核评语 ： 成绩： 签字： 年 月 日             课程设计说明书                NO.1 1 课程设计目的 《模拟电子技术课程设计》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《模拟电子技术》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 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，设计电路，安装调试， 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 结果，撰写 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 等工作。积极调动和激发学生的学习热情，最大限度的发挥学生的学习潜能；对所学知识进行阶段性的综合训练，初步了解一般模电产品研发设计的基本程序、方法、及过程，掌握相关电路设计应用及一定的电子元器件的应用、产品制作的技能；培养学生学术交流、再学习（查找理解相关技术资料）及独立完成的能力为后续课程的学习、毕业设计和毕业后的工作打下一定的基础。   沈  阳  大  学 沈  阳  大  学 课程设计说明书                NO.2 2 设计方法论证 2.1 概述 方波发生电路在测量、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。总之方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。 2.2设计方案选择论证 方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± 。 在方波发生电路中，如图1所示电位器 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。 方波发生电路没有稳态，它有两个暂态，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 = 。当电容上的电压上升到 = 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 = 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方波。 因此，在选择方波发生电路时，采用滞回比较器和RC充放电回路来构成方波发生电路。   沈  阳  大  学 课程设计说明书                NO.3 图1 方波发生电路框图 3 单元电路设计 3.1 滞回比较器 滞回比较器可用于产生方波、三角波和锯齿波等各种非正弦波信号，也可用于波形变换电路。用于控制系统时，滞回比较器的主要优点是抗干扰能力强。当输入信号受干扰或噪声的影响而上下波动时，只要根据干扰或噪声电平适当调整滞回比较器两个门限电平UT+和UT-的值，就可以避免比较器的输出电压在高、低电平之间反复跳变。   沈  阳  大  学 课程设计说明书                NO.4 滞回比较器的输入电压经电阻R1加在集成运放的反响输入端，参考电压 经电阻R2接在同向输入端，此外从输出端通过电阻 引回同向输入端。电阻R和背靠背稳压管 的作用是限幅，将输出电压的幅度限制在± 。 图2 滞回比较器的输入输出波形 当集成运放反向输入端和同向输入端的电位相等，即 时，输出端的状态将发生跳变。 其中 则由参考电压 及输出电压 两者共同决定，而 有两种可能的状态：+UZ或-UZ。由此可见，使输出电压由+UZ跳变成-UZ，以及由-UZ跳变成+UZ   沈  阳  大  学 课程设计说明书                NO.5 所需的输如电压值是不同的。也就是说，这两种比较器有两个不同的门限电平，故传输特性呈滞回形状。 利用叠加原理可求的门限电平 由以上两式可求的门限宽度 △ 3.2方波发生电路 在方波发生电路中，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例。若将电位器的滑动端向下滑动，则充电时间常数减少，放电时间常数增大。因此输出端端为高电平的时间缩短，输出端为低电平的时间变长，Uc和Uo的波形如图2所示，图中T1＜T2。相反，如果将电位器滑动端向上移动，则充电时间常数增大，放电时间常数减小，可得T1＞T2 图3 方波发生电路   沈  阳  大  学 课程设计说明书                NO.6 图4 电路波形图 当忽略二极管的导通电阻时，利用类似的分析方法，可求的电容的充电和放电时间分别为 T1=( )C T2=( + )C   沈  阳  大  学 课程设计说明书                NO.7 输出波形的z振荡周期为 ) 方波的占空比为 当D=0.2时令 得 =3R 当D=0.8时令 得 =3R 由f=1000Hz 得T=0.001秒 而 ) 令R=100KΩ 则 =300 KΩ 令C=0.01 R2=55KΩ 得R1=6.089KΩ 4 仿真分析方案选择 在输出端利用示波器观察波形，电压表测量输出电压。仿真分析电路如图5所示。 图5 仿真分析原理图   课程设计说明书                NO.8 5 仿真分析结果及误差分析 仿真分析结果如图6所示。电压表读数为5.858V ，波形没有明显的失真，基本满足要求。存在误差的原因主要是元件参数误差，测量误差以及忽略了二极管的导通电阻等等。 图6仿真结果分析   沈  阳  大  学 课程设计说明书                NO.9 6 设计体会 为期两周的课程设计实验结束了，在这两周里，我们是充实的，我们是受益匪浅的，对为期两周的课程设计实验做以总结。 首先，这次课程设计实验给了我们都动手的机会，是我们在课堂上学习理论知识和实践结合起来，讲知识全面化，实际化，是我们能够更好的将理论知识应用于实际操作上。 其次，同学在老师的指导下，将课堂上未能理解的知识在时间中得到更好的记忆和理解，使知识更好的留在我们的记忆中。 最后一点，同学们互帮互助学习氛围和良好的学习习惯的相互学习使我们的学习劲头和学习兴趣一下子提高了许多，我觉得这是我们这次课程设计实践所收获的最为重要的。由于水平有限，难免会存在问题，希望老师批评指正。 7 参考文献 [1]. 陈大钦.电子技术基础实验－电子电路实验、设计、仿真[M]. 北京：高等教育出版社 2002 [2].朱定华、吴建新、饶志强.模拟电子技术[M]. 北京 ：清华大学出版社 2005 [3].杨素行.模拟电子技术基础简明教程（第三版）[M]. 北京: 高等教育出版社,2006.5 [4]. 童诗白、华成英 《模拟电子技术基础》（第三版）[M]. 北京：高等教育出版社 2001