单电源三角波发生器要点

单电源的供电三角波、方波发生器1/17电子技术基础课程设计任务书2014－2015学年第一学期第19周－20周题目单电源供电的三角、方波发生器内容及要求:1、要求用运放组成三角、方波发生器；2、三角波正负斜率分别、幅值可调；3、方波正负幅值要求对称。进度安排：1、方案论证2天2、分析、设计、3天3、焊接、调试、实现3天4、检查、整理、写设计报告、小结2天学生姓名:指导时间指导地点：任务下达2015年1月4日任务完成2015年1月14日考核方式1.评阅□2.答辩□3.实际操作□4.其它□指导教师系（部）主任单电源的供电三角波、方波发生器2/17摘要函数信号发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波。等电压波形的电路或仪器。电路形式可以采用由运放及分立元件构成；也可以采用单片集成函数发生器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，本课题介绍方波-三角波-函数发生器的设计方法。产生方波、三角波的方案有多种，首先产生正弦波，然后通过比较器电路变换成方波，再通过积分电路变换成三角波：波形信号发生器是一一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路，自动控制系统和教学实验等领域。本次课程设计制作的发生器可以产生三角波和方波，且波形的周期可以用程序改变，并可根据需要改变三角波的斜率，具有线路简单，结构紧凑的优点单电源的供电三角波、方波发生器3/17目录一、总体方案的设计与选择................41、方案原理的构思.......................42.总体方案的确定........................52.1元器件的选择......................52.2参数计算..........................5二、整体电路图及PCB板图................6三、计算机仿真..........................7四、安装调试...........................114.1元件清单.........................114.2元件的引脚识别...................114.3元件的检测.......................124.4用到的仪器仪表...................134.5调试步骤.........................134.6结论：............错误!未定义书签。五、心得体会...........................17单电源的供电三角波、方波发生器4/17一、总体方案的设计与选择1、方案原理的构思由于单电源供电三角方波发生器的方案实在难以找到，所以我们只设计出了一种方案，望老师谅解。由LM358AN运算放大器，电阻R,电位器R7，R8，R9，电容C构成的单电源供电三角方波发生器。工作原理：因为矩形波电压只有两种状态,非高即低,所以电压比较器是产生方波重要的环节，如上图所示，由LM358AN运算放大器和电阻，电位器，电容等组成一个单电源供电的三角、方波发生器。左边的LM358AN一端接电源，另一端接地，构成了单电源供电的条件。首先通过一个积分电路得到三角波，然后再用比较电路得到了方波。电位器则是通过改变阻值来实现波形斜率和幅值的可调。R1C1单电源的供电三角波、方波发生器5/17回路既作为延迟环节又作为反馈网络,通过R1C1充放电实现输出的自动转换C1和R1的充放电使右边的LM358AN起震动经过迟滞电路整形形成方波调节C1和R1可以改变方波（三角波）的周期方波的振幅=电源电压2.总体方案的确定2.1元器件的选择LM358AN双运算放大器，10K的电位器，普通电阻和电容等其他元器件。2.2参数计算方波的振幅=电源电压三角波的幅值=[R3/(R3+R2)]*电源电压T=2R1C1ln(1+2R3/R2)所以Rw=5K单电源的供电三角波、方波发生器6/17二、整体电路图及PCB板图整体电路图如下：整体电路图PCB版图单电源的供电三角波、方波发生器7/17三、计算机仿真用multisim仿真软件进行仿真。仿真图如下：仿真图三角形仿真波形如下单电源的供电三角波、方波发生器8/17调节R9,改变三角波的斜率，如下图单电源的供电三角波、方波发生器9/17调节R8，改变三角波幅值，如下图方波仿真图如下单电源的供电三角波、方波发生器10/17调节R8，改变方波的周期如下单电源的供电三角波、方波发生器11/17四、安装调试4.1元件清单双运算放大器LM358AN1个瓷片电阻，阻值均为1K3个电位器，最大阻值均为10K3个普通电容，容值为5uF1个4.2元件的引脚识别（1）LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。LM358AN引脚图（2）电位器中间脚必须接，另两脚随便单电源的供电三角波、方波发生器12/174.3元件的检测电阻：用万用表测量阻值，比较。普通电容：1、检测10pF以下的小电容因10pF以下的固定电容器容量太小，用万用表进行测量，只能定性的检查其是否有漏电，内部短路或击穿现象。测量时，可选用万用表R×10k挡，用两表笔分别任意接电容的两个引脚，阻值应为无穷大。若测出阻值(指针向右摆动)为零，则说明电容漏电损坏或内部击穿。2、检测10PF～0.01μF固定电容器是否有充电现象，进而判断其好坏。万用表选用R×1k挡。两只三极管的β值均为100以上，且穿透电流要小。可选用3DG6等型号硅三极管组成复合管。万用表的红和黑表笔分别与复合管的发射极e和集电极c相接。由于复合三极管的放大作用，把被测电容的充放电过程予以放大，使万用表指针摆幅度加大，从而便于观察。应注意的是：在测试操作时，特别是在测较小容量的电容时，要反复调换被测电容引脚接触A、B两点，才能明显地看到万用表指针的摆动。3、对于0.01μF以上的固定电容，可用万用表的R×10k挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电，并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。电位器：测量时，选用万用表电阻档的适当量程，将两表笔分别接在电位器两个固定引脚焊片之间，先测量电位器的总阻值是否与标称阻值相同。若测得的阻值为无穷大或较标称阻值大，则说明该电位器已开路或变值损坏。然后再将两表毛分别接电位器中心头与两个固定端中的任一端，慢慢转动电位器手柄，使其从一个极端位置旋转至另一个极端位置，正常的电位器，万用表表针指示的电阻值应从标称阻值（或0Ω）连续变化至0Ω（或标称阻值）。整个旋转过程中，表针应平稳变化，而不应有任何跳动现象。若在调节电阻值的过程中，表针有跳动现象，则说明该电位器存在接触不良的故障。直滑式电位器的检测方法与此相同。单电源的供电三角波、方波发生器13/174.4用到的仪器仪表数字万用表,示波器，直流电源4.5调试步骤按照电路图，焊好电路，由于没有5uf电容，所以我们用5个1uf的电容并联成一个5uf电容，如下图板子反面单电源的供电三角波、方波发生器14/17板子正面调试结果如下：单电源的供电三角波、方波发生器15/17产生方波产生三角波方波，三角波频率与斜率的调节单电源的供电三角波、方波发生器16/174.6结论：调试结果与仿真的很接近，说明我们所设计的电路是正确的。通过对R8与R9的调节，我们观察到三角波及方波的幅值、周期均可调，与仿真结果相一致。单电源的供电三角波、方波发生器17/17五、心得体会本次课设的题目是三角波、方波发生器，要求使用运放实现，而且是单电源供电，这对我们来说难度很大，不过可以确定的是我们一定能把这个题目完美的完成。在查找资料的过程中，走错了方向，老师要求是单电源供电，而我们找的所有资料均是双电源供电，完全不符合条件，这对我们来说无疑是晴天霹雳，但也没办法，我们对题目没有理解透，找资料时也没有认真分析是哪种类型的。由于时间紧迫，也有了上次的教训，我们加快了找资料的步伐，同时也仔细、认真的查看和分析资料，以免又犯了同样的错误。现在回想起来，从中的收获是非常多的。通过本次课程的设计，我提高自己的动手和动脑能力,也将所学的电子技术实验、数字电路、protel以及模拟电路的知识用到的实际操作中去。在做课程设计的过程中，我们对运算放大器有了更深一步的了解，特别是对其在实际应用过程中的了解也更进一步。在仿真过程中更熟悉了相对于课堂上所学的关于protel99和multism11.0软件的知识及其使用。在实际的焊接过程中，学习到了不少，对自己的焊接技术也是一个很大的提高，虽然在焊接过程遇到了一些小问题，比如虚焊、焊错等等问题，但最后在我们的努力下解决了，在本次课程设计的过程中，认识到自己还要更加努力，提高自己各方面的能力，尤其是自己独立思考、分析问题和解决问题的能力，同时也要具备团队合作精神。