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1、课程设计任务书专业自动化班级姓名设计起止日期2013.6.24 2013.6.28设计题目：方波一三角波发生器设计任务（主要技术参数）：设计 个方波 二角波发生电路，主要技术参数：频率：1001000Hz ；幅 度：2 2V。要求选择电路结构，计算元件参数。指导教师评语：成绩：签字：年 月 日NO.课程设计说明书1课程设计的目的电子技术基础课程设计是学习理论课程之后一个必不可少的实践教学环节。 它包括查找资料、选择论证方案、设计电路并仿真、分析结果、撰写报告等工作。 通过课程实际要实现以下目标：通过课程设计巩固、深化和扩展学生的理论知识, 提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。注重培养
2、学生正确的设计思 想，掌握课程设计的主要内容、步骤和方法。为后续的毕业设计打好基础。培 养学生获取信息和综合处理信息的能力，文字和语言表达能力以及协调工作能力。 课程设计报告的书写，为今后从事技术工作撰写科技报告和技术资料打下基础。 提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。2. 设计方案论证2.1设计思路由图1所示，常见的方波一三角波发生器是由滞回比较器和由集成运放组成的积 分电路组成的。由于采用集成运放组成的积分电路，可以得到线性很好的三角波。输出 三角波的幅值U =R2 = U ，三角波频率f二1二 R ，要想设计一个幅值不变， om R zT 4 RRC124
3、 F频率可调的方波三角波发生器，通常先调节电阻R和R确定好输出电压的幅值，再利用1 2R和c调节周期和频率。所以，我把R换成了一个滑动变阻器。4F41设计电路R1R在如图1所示的电路中，U =-2二U , f = = T ，因此可知，改变R和 om - 乙T 4 - - C2124 FR可改变输出电压幅值，而改变任一个电阻值和电容值均可改变周期和频率。通常先调1节电阻R和R确定好输出电压的幅值后，再利用R和c调节周期和频率。由于此设计124F要求幅值一定，频率可调，所以只能通过改变R来调节频率。将图1中的R换成滑动变44阻器即可，如图2所示，电路图的元件列表和参数选择如表1所示。元件名称元件符
4、号兀件参数电阻1R11OKQ电阻2R220KQ电阻3R31KQ电阻4R0 125KQ电阻5R510KQ放大器741电容C0.01uF稳压管VDz VDz1 23 V电源VEE V-15V , 15VEE cc2.工作原理与方波发生器相同，迟滞比较器A的输出u只有两种可能：高电位为1 01U 二U + U沁U，低电位为U=-(U + U ) Q-U。而此电路迟滞比较器器的基准O1HZ DZOILZ DZ电压U为零，利用叠加原理可得A的同相输入点位u 为 B11+RRU = U2 + U11+01 R + R o R + R1 2 1 2设开始工作时电容C尚未积累电荷且合上电源时u二U 二U ,因
5、为C上无电 F1+ O1H ZFR1荷，所以u =0(A的反相输入端为虚地)。此时u = U2，由u =- I udt可知,021+ OH R + Ro R C 01124 F输出点位u随时间以一直线下降。又由u = u 2+ u +可知u的电位也随着01+01 R + R o R + R1+1 2 1 2Ru下降而下降，当输出电压u二-2二U时，u =0，此时A输出u由高电位U跃变00RZ1+101O1H1为地电位U =- U ；随着u的跃变。u立即下降，而输出电压u则因积分函数限定 O1LZ011+0以直线形式上升，u也随着u的上升而逐渐上升，当u = = U时，u =0, u又从 1+0
6、0 RZ1+011低电位U跃变到高电位U ； u又立即上升，输出电压u又将随直线下降，以后的过OILO1H1+0程周而复始，电路输出一系列三角波。调节R可以改变频率。方波三角波发生电路电路4波形图如图3所示。3.有关计算图3方波-三角波发生电路电路波形图三角波输出幅度R20 X103U 2 x 3 6Vo1m R10 X1031方波输出的幅值U 二 U =3Vo2mZ1R二 12-5K 时，f=亍=心=10 X1031000Hz4 x 20 x103 X12.5 x103 x 0.01x10-624 F二 125K0 时，f 二丄T 4 RRC10 X103100Hz4 x 20 x103 x
7、125 x103 x 0.01x10-624 F当 R 二 15K0 时，f 二丄二4T 4 RRC10 X103U 833Hz4 X 20 X103 X15 X103 X 0.01 X 10-624 F1当 R = 25K0 时，f =1 二4T 4 RRC4 x 20 x103 x 25 x103 x 0.01x10-624 F10 X103二 500Hz10 X103亠 1 R当 R 二 62.5K0 时，f 二二 1 二二 200Hz4T 4 RRC4 x 20 x103 x 62.5 x103 x 0.01x10-624 F4.仿真4.1仿真软件介绍Multisim7.0软件包含了电
8、路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。可以使用Multisim7.0软件交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。Multisim7.0软件提炼了 SPICE仿真的复杂内容，这样无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教 育。通过Multisim7.0软件和虚拟仪器技术，可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到 原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。应用Multisim 7.0软件进行仿真教学的操作简单，比如对某一具体电路仿真步骤 如下：根据原理图放置元器件；放置仪器仪表在需要观察的地方；连接导线；单击仿真
9、开关进行仿真；利用仪器仪表观察仿真结果。4.2画图步骤进入multisim7.0绘图主界面如图4所示，在主界面单击右键，选颜色，在color 设置的下拉列表中选White Background，按OK则对主界面的颜色设置成功。再单击鼠 标右键选中Show Grid,，则主界面mul tisim7.0绘图主面如图4所示出现栅格，有利于 绘制方波。R、R、R、R、R ，电容C、电源 V 、V均来自基本兀件，运算放大器A,稳压管VD ，12345CC EEZ1VD 来自元件工具栏，在任何一栏中用鼠标左键单击选定一个元件，移至绘图区域后在Z 2左键单击即可将原件放置在工作区。对元件的参数和名称进行设置
10、，双击某一元件，在 Label中进行元件名称设置，在Value中进行参数设置。所有元件放置好后，进行连接 电路图、连接好的电路图。如图5所示。ND图6频率图图7 输出波形图图8三角波输出幅值当 R 二 15KO 时,图9频率图也1TimeChannel_ACbidnn&l_E!1.2345-3.801 7512.646 mV1,235-3,SOI V512.646 mV0.000 s0.000 V0.000 VTime baseChannel AScale: 5 V/DiyY pos.(Div): 0C hann&l BScale: 5 V/DivY pos.fDiv: 0 fACimfDCl
11、MTriggerEdge: 厅勺叵)叵|画Level:oV Single f Normal |rtuto | flklone图10输出波形图图11三角波输出幅值3. 设计结果与分析3.1设计结果示波器显示为输出波形为方波一三角波，频率计测量值与理论值有一定的偏差。 当 R4 二 62.5K0 时，理论 f 沁 200Hz，实际为 192.736Hz。当R二15K0时，理论f沁833Hz ,实际为745,276Hz。4三角波的输出幅值理论为6V,实际约为4.9V。3.2误差分析仪器自身的误差：电源和信号源的内阻及电压变化、干扰和噪声都会造成误差； 人为误差：各种数据的处理和数据记录，以及实验的过
12、程中因方法不当产生的人为 误差产生。4. 设计体会通过这次课程设计，加强了我思考和解决问题的能力。在此次课程设计的过程中， 我遇到了许多问题，例如，最初没有明确的思路、对各种参数的选取不够清楚，但是通 过查阅课内外的有关资料集网络资料得到了很好的解决。通过这次的课程实际，让我深 深体会到，对于任何事都必须耐心、细致。5. 参考文献1 童诗白，华成英.模拟电子技术基础，第3版.M.北京：高等教育出版社，200112 康华光.电子技术基础（模拟部分），第4版.M.北京：高等教育出版社， 19993 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，20054 高吉祥.模拟电子技术.北京：电子工业出版社M，20045 彭介华.电子技术课程设计指导M.北京：高等教育出版社，2002沈阳大学
