模拟电子技术课程设计报告(正弦波、方波—三角波波形发生器)

课程设计报告第1页共10页1模拟电子技术课程设计报告设计题目：正弦波、方波—三角波波形发生器专业班级学号学生姓名同组成员指导教师设计时间教师评分课程设计报告第2页共10页2目录1、概述........................................31.1、目的...............................................31.2、课程设计的组成部分.................................32、正弦波、方波、三角波设计的内容...............33、总结.........................................43.1、课程设计进行过程及步骤..............................43.2、所遇到的问题及是怎样解决这些问题的..................103.3、体会收获及建议......................................103.4、参考资料............................................104、教师评语.....................................115、成绩.........................................111、概述1.1、目的课程设计的目的在于巩固和加强电子技术理论学习，促进其工程应用，着重于提高学生的电子技术实践技能，培养学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力，了解开展科学实践的程序和基本方法，并逐步形成严肃、认真、一丝不苟、实事求是的科学作风和一定的生产观、经济观和全局观。1.2、课程设计的组成部分（1）、RC正弦波振荡电路（2）、方波—三角波产生电路课程设计报告第3页共10页32、正弦波、方波—三角波设计的内容（1）、RC正弦波振荡电路设计一个RC正弦波振荡电路，其正弦波输出为：a.振荡频率:1592Hzb.振荡频率测量值与理论值的相对误差+5%c.振幅基本稳定d.振荡波形对称，无明显非线性失真（2）、方波—三角波产生电路设计一个用集成运算放大器构成的方波—三角波产生电路。指标要求如下：方波a.重复频率：4.35*103Hzb.相对误差+5%c.脉冲幅度+（6--8）V三角波a.重复频率：4.35*103Hzb.相对误差+5%c.幅度：6—8V3、总结3.1、课程设计进行过程及步骤1、正弦波实验参考电路如图课程设计报告第4页共10页4（1）、根据已知条件和设计要求，计算和确定元件参数。并在实验电路板上搭接电路，检查无误后接通电源，进行调试。（2）、调节反馈电阻R4，使电路起振且波形失真最小，并观察电阻R4的变化对输出波形Vo的影响。（3）、测量和调节参数，改变振荡频率，直至满足设计要求为止。测量频率的方法很多。如直接测量法（频率计，TDS系列数字示波器均可）；测周期计算频率法，以及应用李沙育图形法等等。测量时要求观测并记录运放反相、同相端电压VN、VP和输出电压Vo波形的幅值与相位关系，测出f0,算出Avf与Fv。（4）、参数的确定及元件的选取A、确定R、C的值根据设计所需求的振荡频率fo，由式子RC=1/(2πfo)先确定RC之积。B、选择集成运算放大器振荡电路中使用的集成运算放大器除要求输入电阻高、输出电课程设计报告第5页共10页5阻低外，最主要的是运算放大器的增益-宽带积应满足G•BW3foC、选择阻容元件选择阻容元件时，应注意选择稳定性较好的电阻和电容，否则将影响频率的稳定性。此外，还应对RC串并联网络的元件进行选配，使电路中的电阻电容分别相等。（5）、主要元、器件集成运算放大器1片1/4W金属膜电阻10kΩ、20kΩ若干可调电阻1kΩ一只瓷片电容2只二极管2只（6）、数据处理根据电路图设计模块选取元件参数分别为：Ra=10kΩ、Rb=R4+R3、R1=10kΩ、R2=10kΩ、R3=10kΩ、R4为可调电阻；C1=0.01uF、C2=0.01uF。在满足R1=R2=R，C1=C2=C的条件下，该电路的：输出正弦波波形：振荡频率f0=1/（2πRC）=1592Hz验证数据f0=1515Hz课程设计报告第6页共10页61、方波—三角波实验参考电路如图简单的方波—三角波产生电路常见的方波—三角波产生电路（1）、根据已知条件和设计要求，计算和确定元件参数。并在实验电路板上搭接电路，检查无误后接通电源，进行调试。（2）、先后用双踪示波器同时观察简单的方波—三角波产生电路输出电压Vc、Vo的波形，及常见的方波—三角波产生电路输出电压Vo1、Vo2的波形，分别记录其幅值、周期以及他们相互之间的相位关系。（3）、调节积分电阻R（或改变积分电容C），使振荡频率满足设计要求，调节R1/R2的比值，使三角波的幅值满足设计要求。（4）、参数的确定与元件的选取A、选择集成运算放大器课程设计报告第7页共10页7由于方波的前后沿与用作开关器件的A的转换速率S有关，因此当输出方波的重复频率较高时。集成运算放大器A应选用高速运算放大器，一般要求选用通用型运放即可。B、选择稳压二极管D稳压二极管D的作用是限制和确定方波的幅度。因此要根据设计的要求方波幅度来进行选择稳压管的稳定电压V。此外，方波幅度和宽度的对称性也与稳压管的对称性有关，为了得到对称的方波输出，通常应选用高精度的双向稳压二极管（如2DW7型）。R为稳压管的限流电阻，其值由所选用的稳压管的稳定电流决定。C，确定正反馈回路电阻R与R如上面电路图中所示。R与R的比值均决定了运算放大器A或A的触发翻转电平，也就是决定了三角波的输出幅度。因此根据设计所要求的三角波输出幅度，由以上可以确定R与R的阻值。D,确定积分时间常数RC积分元件R、C的参数值应根据方波和三角波所要求的重复频率来确定。当正反馈回路电阻R、R的阻值确定后，再选取电容C值，求得R。(5)、主要元、器件集成运算放大器1—2片1/4W金属膜电阻10kΩ、20kΩ若干可调电阻1kΩ1只课程设计报告第8页共10页8瓷片电容1只稳压二极管2只（6）数据的处理a、简单的方波—三角波产生电路根据电路图设计模块选取元件参数分别为R1=10KΩ、R2=20KΩ、R3=1KΩ、R为可调电阻、Dz为Vz=6V的稳压管。输出三角波及方波波形为：简单的方波—三角波波形该电路的有关计算公式为：输出三角波Vc的幅度：Vcm=│±R1Vz/(R1+R2)│=2V检验数据为：Vc=4.8cm*1V/cm*1/2=2.4V输出方波Vo的幅度：Vom=Vz=6V检验数据为：Vo=2.8cm*5V/cm*1/2=7Vb、常见的方波—三角波产生电路根据电路图设计模块选取元件参数分别为R1=10KΩ、R2=10KΩ、R3=1KΩ、Rp1=10KΩ、Rp2=10KΩ、R为可调电阻、电容为C=470pF、Dz为Vz=6V的稳压管。输出三角波及方波波形为：课程设计报告第9页共10页9常见的方波—三角波波形该电路的有关计算公式为：输出方波Vo1的幅度：Vo1m=Vz=6V检验数据为：Vo1=2.8cm*5V/cm*1/2=7V输出三角波Vo2的幅度：Vo2m=R1Vz/R2=6V检验数据为：Vo2=3.2cm*5V/cm*1/2=8V比较a、b两组波形可以得出用常见的方波—三角波产生电路得到的波形比简单的方波—三角波产生电路得到的波形线性度更好，因此在集成运算放大电路中应优先选择常见的方波—三角波产生电路。3.2、所遇到的问题及是怎样解决这些问题的所遇到的问题是对课程设计没有明确清晰地思路，对各种参数的选取不够清楚，对于遇到的这些问题通过老师的解答、查阅课内课外的有关参考资料及网络资料得到了很好的解决。3.3、体会收获及建议说实话，课程设计真的有点累．然而，当我一着手清理自己的设计成果，漫漫回味这2周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消．虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟的许多，通过课程设计，使我深深体课程设计报告第10页共10页10会到，干任何事都必须耐心，细致．通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力，同时也是我们懂得小心谨慎的重要性。即使是一根线的接错也会搞得你焦头难额，心情沮丧。但是，我们一定不能气馁，一定要振作，调整好心态。要对自己有信心，只有这样才有可能找出错误，达到成功的彼岸。通过这种综合训练，我们可以掌握电路设计的基本方法，提高动手组织实验的基本技能，培养分析解决电路问题的实际本领，为以后毕业设计和从事电子实验实际工作打下基础。在做课程设计的同时也是对课本知识的加强和巩固，让我们对本课程有了更深入、详细的了解。希望学校能更加丰富实验器材，让同学们能有更多亲自动手的机会。