单电源三角波发生器.doc

单电源的供电三角波、方波发生器 电子技术基础 课程设计任务书20142015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 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 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：16五、心得体会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=2R1C1 ln(1+2R3/R2) 所以Rw=5K 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 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调节R9,改变三角波的斜率，如下图调节R8，改变三角波幅值，如下图方波仿真图如下调节R8，改变方波的周期如下四、安装调试4.1元件清单 双运算放大器LM358AN 1个 瓷片电阻，阻值均为1K 3个 电位器，最大阻值均为10K 3个 普通电容，容值为5uF 1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4.3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R10k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10PF0.01F固定电容器是否有充电现象，进而判断其好坏。万用表选用R1k挡。两只三极管的值均为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0.01F以上的固定电容，可用万用表的R10k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0）连续变化至0（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。 4.4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 板子正面调试结果如下： 产生方波产生三角波方波，三角波频率与斜率的调节4.6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。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