模电设计实验报告多功能锯齿波发生器的设计说明书

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1、word格式文档广东石油化工学院课程设计说明书课程名称：模拟电子技术课程设计题目：多功能锯齿波发生器的设计学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：日期：年月日多功能锯齿波发生器的设计专业整理word格式文档一、设计任务与要求1．运用集成运算放大器为主要器件，设计—个锯齿波产生电路；2．在控制开关的作用下，能实现单周期扫描、间歇扫描、连续扫描和停止扫描控制功能；3．具有输出幅度调节、直流偏置调节和扫描周期调节功能；4.输出电压幅度在±10V的范围内可调，线性度优于0．01%；二、方案设计与论证本次设计首先采用比较器输出矩形波，通过积分器将波形转换为三角波，调节电位器，当积分电路的正向积分

2、时间常数远大于反向积分常数，或者反向积分时间常数远大于正向积分时间常数时，那么输出电压U0上升和下降的斜率相差很多，就可以获得锯齿波。利用二极管的单向导电性使积分电路两个方向的积分通路相同，就可得到锯齿波发生电路。再将输出接到同向求和运算电路，就能得到直流偏置的效果。方案一、锯齿波发生器电路可以由集成函数发生器8038构成方案二、锯齿波发生器电路也可以由555定时芯片构成的自举电路产生方案三、锯齿波可用积分器和模拟电压比较器实现，对电路的工作方式控制可以通过电子开关，也可以用手动控制。由于题目的要求，本设计采用的是集成运放构成的电路。电路的总体方案框图如下：直流稳压电源锯齿波发生器电

3、源变压器迟滞比较器整流电路充放电时间常数不等的积分器三、单元电路设计与参数计算专业整理word格式文档3.1锯齿波发生器电路：设二极管导通的等效电阻可忽略不计，电位器的滑动端移到最上端。当U01=+Uz时，D1导通，D2截止，输出电压的表达式为：随时间线性下降。当时，D2导通，D1截止，输出电压的表达式为：随时间线性上升。由于Rw远大于R3，和的波形如图（b）所示。根据三角波发生电路震荡周期的计算方法，可以得出下降时间和上升时间分别为：所以震荡周期为：专业整理word格式文档将和设为电位器，则调整和、的阻值以及C的容量，可以改震荡周期。调整的值可以改变的输出波形的占空比，以及锯齿波上

4、升和下降斜率。根据积分器的特点，锯齿波的转换须将时间常数设置的尽量小一点，可以选择C为0.01uf和0.1uf,稳压管稳压值为10V，电位器取10K，取20K，取5K，取100，取500，取5K。3.2直流偏置电阻的计算直流偏置调节电路：同向求和电路中，多个输入信号同时作用于集成运放的同向输入端。根据运算关系，得：专业整理word格式文档同向输入端电位为：其中=‖‖经计算可得：在此电路中，输入为上一级的的输出，输入+15V，输入-15V，（1）当、取10K，取5K，取5K时，经计算，可得为+10V；（2）当、取5K，取5K，取2.1K时，经计算，可得为-10V。因此电路中可设=10K

5、，电位器、取10K，取10K。四、总原理图及元器件清单1．总原理图电路如图：专业整理word格式文档2．元件清单表4元器件清单元件序号型号及主要参数数量110V/1.5W稳压管2个2二极管1N41482个3单运放LM3183个4电位器10kΩ4个5电位器20kΩ1个6500Ω、100Ω电阻各1个710kΩ、5kΩ、1kΩ电阻各1个8瓷片电容1μF各1个五、仿真调试与分析5.1.1锯齿波发生器主要有迟滞比较器和RC充放电电路组成。比较器属于信号处理的一种，他的作用是将输入信号的电平进行比较，然后把比较的结果输出。实验采用的迟滞比较器的特点是：单输入增大及减少时，两种情况下的门限电压不相

6、等，传输特性呈现出“滞回”曲线的形状，迟滞比较器电路如图a所示：专业整理word格式文档当uI<-UT，uN+UT，uo=-UZ。当uI>+UT，uN>uP，因而uo=-UZ，所以uP=-UT。uI<-UT，uo=+UZ。可见，uo从+UZ跃变为-UZ和uo从-UZ跃变为+UZ的阈值电压是不同的，电压传输特性如图(b)所示。RC充放电电路：由于集成运放的同相输入端通过R’接地，uN=uP=0，为“虚地”。电路中电容C的电流等于流过电阻R的电流输出电压与电容上电压的关系为uo=-uc而电容上电压等于其电流的积分，故在求解t1到t2时间段

7、的积分值时式中为积分起始时刻的输出电压，即积分运算的起始值，积分的终值是t2时刻的输出电压。当uI为常量时，输出电压专业整理word格式文档在求解t1到t2时间段的积分值时式中为积分起始时刻的输出电压，即积分运算的起始值，积分的终值是t2时刻的输出电压。当uI为常量时，输出电压当输入为方波时，则输出电压波为三角波。若改变占空比，即能得到我们所要的锯齿波波形。专业整理word格式文档5.1.2直流偏置由设计要求知，要输出±10V直流偏置，利用求和运算电路，调