哈工大电工学新技术实践作业报告(模拟部分)

《电工学新技术实践》电子电路局部设计〔模拟局部〕方波—三角波发生器班号：*******姓名：*******学号：**********专业：***********************学院：*************时间：2023年10月11日分类设计制作调试功能实现报告成绩总成绩：一、设计任务运用实验室提供的仪器及元器件设计一个方波—三角波发生器，要求设计出电路结构，绘出相应电路图，标注元件参数，进行软件仿真确保设计可以实现设计的功能。搭建电路，进行调试，完善后到达设计目标，做设计总结。二、设计条件本设计基于学校实验室提供的实验环境及器材，Multisim软件仿真等实验条件完成的。实验室提供的仪器及主要元器件有：EEL—69模拟、数字电子技术实验箱一台集成运算放大器实验插板一块直流稳压电源一台双踪示波器一台数字万用表一块主要元器件运放μA741、电阻、电容、导线等〔EEL—69模拟、数字电子技术实验箱上有喇叭、三极管以及芯片的插座；集成运算放大器实验插板上有不同参数值的电阻和电容，可任意选用〕三、设计要求本设计要满足以下要求：①振荡频率范围：500~1000赫兹；三角波幅值调节范围：2~4伏。②根据题目要求，选定电路结构。③计算和确定电路中的元件参数。④调试电路，以满足设计要求。⑤写出设计总结报告。四、设计内容电路原理图〔含管脚接线〕计算与仿真分析在本设计电路中,三角波的幅值为U=矩形波的振荡频率为f=由Uz=6V，R1=2.5kΩ，R2=1kΩ〔滑动变阻器〕，R4=500Ω〔滑动变阻器〕，R6=1kΩ，C1=1μF,，代入到上述公式中，计算可得：三角波幅值可调节至2~4V之间任意值；矩形波频率可调节至500~1000Hz之间任意值。即，设计可以满足设计要求。电路仿真的运行结果如下所示：由仿真运行结果可知，该设计电路满足设计要求。元器件清单名称标签值数量集成运放U1,U22稳压二极管D1,D21N4735A2负电源VEE—12V1正电源VCC12V1电阻R12.5kΩ1滑动变阻器R21kΩ1电阻R32kΩ1滑动变阻器R4500Ω1电阻R55.1kΩ1电阻C11μF1电阻R61kΩ1示波器1调试流程电路连接好之后，用示波器分别观察矩形波和三角波的输出信号，调节R2、R4确认矩形波发生电路和三角波发生电路正常工作。然后调节滑动变阻器，观察矩形波频率的变化以及三角波幅值的变化，并且观察是否可以通过调整获得想要得到的频率值和幅值。设计和使用说明本设计所采用的都是真实可得的元器件，便于连接和调试，但是真正的电路可能和仿真的结果并不相同，这就要求在使用的过程中要根据实际情况进行调整各元器件的参数值，以此解决仿真元件与实际不同的误差，直到可以满足设计的要求为止。使用时，要注意观察示波器的显示，根据示波器测得数据对电路及时进行调整，解决发现的问题，以到达设计要求中的目标。五、实验结果在进行实验时，鉴于实验室提供的元器件与最初设计的并不相同，故将不同的元器件取其最为相近的元器件值，以此进行实验。下表为实验过程中记录的实验原始数据。序号矩形波频率三角波幅值R4R21568Hz4.09V253.78Ω422.16Ω2365.0Hz6.00V307.69Ω9.817kΩ31.005kHz2.22V0.7156kΩ4.710kΩ通过对实验数据的分析可以看出，矩形波频率调节范围包含500~1000赫兹，三角波幅值调节范围包含2~4伏，即该设计满足设计任务要求，可以实现预先设计的功能，根本完成了实验目标。六、设计总结通过该项设计，我对于Multisim软件有了更好地掌握，同时也发现了软件仿真与现实元器件工作的差异，认识到了软件仿真的缺乏之处，即使在相同的参数和条件下计算出的电压值也会有所不同，说明软件运行结果与运行环境有关，这是其一个很大的缺点，同时我也学习了一些解决这些问题的方法，提高了利用计算机技术辅助设计的能力，学习到了函数信号发生器的一般原理和机制。另外在搭建电路的过程中，将理论知识与实际问题相结合，对于各种芯片有了更加清楚的了解和掌握，提高了设计和搭建电路的能力，锻炼了我的科学思维能力，为日后的应用打下了坚实的根底,培养了独立解决问题的能力和创新意识与能力，收获很多。我会在今后的