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1、设计报告课题：集成运放波形发生电路设计姓学系专年名：唐**号别：物电系业：电子信息科学与技术级：10电本一指导教师:2012年04月09目录L设计任务31」基本要求31.2发挥部分31.3系统框图32.单元电路的设计42」电源电路42.1.1工作原理分析42.1.2参数计算及器件选择42.2方波三角波发生电路52.2.1工作原理分析52.2.2参数计算及器件选择62.3正弦波电路62.3.1工作原理分析62.3.2参数计算及器件选择72.4全波整流电路72.4.1工作原理分析72.4.2参数计算及器件选择73.系统的测试83」使用仪器和设备83.2测试的方法和步骤83.3结果分析
2、104.总结115.参考文献116.附录11附录一：器件清单11附录二：仪器设备清单11附录三：原理图12附录四：PCB图13附录五：实物图（正反面）131.设计任务1.1基本要求在所学模拟电子技术课程知识基础上，选用合适的集成运放设计产生正弦波、方波、三角波的综合波形发生器。其中要求：1、各输出波形的工作频率范围为100HZ〜10KHZ连续可调。2、正弦波幅值为±5V,失真度小于1.5%。3、方波幅值为±5V,三角波幅值为±10V。4、设计整个电路所需的直流电源。1.2发挥部分实现波形的占空比可调、实现全波整流电路1.3系统框图图1集成运放波形发生电路系统框图滞回比较器输出方波
3、，方波经过积分器形成三角波，三角波经过二阶低通滤波电路形成正弦波，再经过全波整流输岀直流电。电源部分采用设计实验产生的+12V和-12V双直流电源供电。1.单元电路的设计2.1电源电路2.1.1工作原理分析本系统对电源电压稳定度要求较高，考虑到成本等因素，使用7812和7912三端稳压电路最为合适。该电源电路如图2所示，市电经变压器耦合电压和四个TN4007.二极管、电解电容构成的全波整流后输出电压值约为14厂15V,再经7812和8912三端稳压电路后输出稳定+12V和-12V双电源。根据电容的充放电作用，使用电解电容C4、C7、C8和C11进行滤波使得输出电压趋于平滑。2.1
4、.2参数计算及器件选择（1）整流二极管的选取原则：每个整流二极管平均电流等于0.5倍负载电流；每个整流二极管反向耐压等于1.4输出（有效值）,IN4007反向耐压1000V,正向耐流1A（2）滤波电容的选择：C4、C7是滤波电容，要求C4的容量小于C7的容量，以免掉电吋C7通过7805向C4充放电,C8和C11同理,考虑到性价比，C1和C8取1000uF/25V,C5和C11取470uF/25Vo2.2方波三角波发生电路2.2.1工作原理分析图3,方波三角波发生电路如图3所示，LM324A为同相输入滞回比较器，右边LM342B为积分运算电路，其屮积分运算电路既作为延迟环节，又作为
5、方波变三角波电路。滞回比较器的输出电压UOi=±UZ,它的输入电压是积分电路的输出电压Uo2,根据叠加原理，运放A1同相输入端的电位R当U+=U_=O,贝I」±UT=±^UZ当输出为正时，ZD2导通，ZD1用于限幅稳压，当输出为负时，ZD1导通，ZD2用于限幅稳压。所以（/01=±UZO三角波输出的幅度：Rr■当从一Uz跳变为+Uz,则积分电路反向积分，随时间的增长线性下降，当从+Uz跳变为一Uz,则积分电路正向积分，随时间的增长线性增大，电路重复上述过程，产生自激振荡。三角波的振荡周期为（他+RW1+/?W2）：C1,其屮占空比：/?2三_/?陀可一2*（他+RW1）+/?W2
6、°2.2.2参数计算及器件选择(1)为实现较明显的占空比可调，正反向积分吋I'可不同，二极管Dl、D2采用IN4148即可,电位器RW2取2°k,可实现最小的占空比計2爼:爲玄220=1036+219⑵为实现三角波输出频率f=100Hz〜lOKHz错误!未指定书签。可调，若Cl=0JuF,RW2=2k,则(R4+/^+RW2)=莎务^2722•兀故RWI取啄电位器RW2取2ko2.3有源二阶低通滤波电路2.3.1工作原理分析如图3所示，输入电压UO2经过二阶低通滤波电路以后，再接到集成运放的同相输入端，电路屮引入了负反馈，也引入了正反馈，可以在f=f0时使电压放大倍数增大，又不会
7、产生自激振荡。通过电容C2引冋的反馈信号将削觀输入信号的作用，使电压放大倍数减小,于是高频段的幅频特性将急剧衰减。根据运放的“虚短”和“虚断”的特点，可得如5式中,Aup=1+R7/R6二1.0589,Q=1/(3-Aup)为满足频率范围为100Hz—lOKHzRW3是双联滑动变阻器可以实现双调，更容易调试，经计算，双联滑动变阻器可取10K。根据三角波的傅立叶展开公式：SAm7l2(sin血——sin36yf+9—sin5^x+..25••••)所以到正弦波在低通波器的通常截止频
