课 程 设 计 说 明 书 学生姓名: 学 号:
学 院: 智能电网信息工程 班 级: 智信 题 目: 三角波发生电路分析 指导教师:
职称: 副教授 20__年12 月 14 日 目录 1.设计目的 2.设计任务 3.三角波发生电路的组成和工作原理 .
4.参数估算 5.电路设计 6.总结 7.参考文献 附录 元件清单.............................................sis压片
1.设计目的 信号发生器在电子技术应用领域里的用途非常广泛,在数字系统和自动控制系统也常常需要方波,三角波,的非正弦波信号发生器。目前我们实验室用的较多的波形发生器主要有两种:低频正弦波发生器和通用多波形发生器,前者只能产生正弦波,调节范围不大,但是信号稳定,失真度底,主要用在对波形有很高的要求的实验中;后者能产生正弦波、方波和三角波,也有的能产生三种以上波形。 本次课程设计是做一个能够产生三角波电路的设计。 由理论分析知,电压比较器可以产生方波,积分电路可以产生三角波。 生命晶石2.
设计任务 设计三角波发生电路,实现三角波信号的产生。分析三角波发生电路,运用Multisim仿真软件进行仿真,观测波形,读取参数。
3.
三角波发生电路的组成和工作原理 三角波发生电路是由方波发生电路产生方波,并将法波发生电路的输出作为积分运算电路的输入,经积分运算电路输出三角波。其中积分运算电路一方进行波形变换,另一方面取代方波发生电路的RC回路,起延时作用。 在图1所示电路中,虚线左边为同相输入的滞回比较器,右边为积分运算电路。同相滞回比较器的输出高、低电平分别为 UOH=+UZ,UOL=-UZ (1) 积分运算电路的输出电压uo作为输入电压,因为原件工作在线性区,根据 “虚断”,所以A1同相输入端的电位 根据“虚短”,所以uP1=uN1=0 ,并将uO1=±UZ 代入,可得阈值电压 因而电压传输特性如图2所示。
图2 以滞回比较器的输出电压uO1作为输入,积分运算电路的输出电压表示式为 若t
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0至t1,uO1=+UZ,则式(2)变换为 若在t1时刻uO1跃变为-UZ,且保持至t2,则式(2)变换为 图2所示电压传输特性和式(3)、式(4)准确地描述了图1中两部分电路的关系,以此为依据可得电路的振荡原理。
设滞回比较器输出电压uO1在t1时刻有-UZ跃变为+UZ(称为第一暂态),根据式(3),积分电路反向积分,输出电压uO按线性规律下降,当uO下降到滞回比较器的阈值电压-UZ时(t1),滞回比较器的输出电压uO1从+UZ跃变到-UZ(称为第二暂态)。此后,积当当uO上升到滞回比较器的阈值电压+UZ时(t2),uO1分电路正向积分,根据式(4),uO按线性规律上升,从-UZ跃变 回到+UZ,即返回第一暂态,电路又开始反向积分。如此周而复始,产生振荡。
由于积分电路反向积分和正向积分的电流大小均为uO1/R3,使得uO在一个周期内的下降时间和上升时间相等,且斜率的绝对值也相等,因而uO是三角波,uO1式方波,波形如图3所示。故也称图1所示电路为三角波—方波发生电路。
4.参数的估算 (1)振荡幅值 在图1所示电路中,因为积分电路的输出电压uO就是同相滞回比较器的输入电压,所以三角波的正、负幅值为 因为方波的幅值决定与由稳压管组
成的限幅电路,所以(本设计中)其高、低电平分别 (2) 振荡周期 在图3所示三角波中,在振荡的二分之一周期内,起始值为-UT,终止值为+UT,将它代入式(4) 经过计算得周期为2ms 在调试电路时,应先调整电阻R1和R2使输出幅度达到设计值,再调整R3和C使振荡周期满足要求。
电压跟随器电路如图一所示,左边为方波发生器,右边为积分电路R1=10k R2=10k R3=5k R4=2k R5=10k 5.电路设计 6.收获建议 通过这次课程设计使我懂得了生活实践与课堂理论的区别。我们在课堂上学习的知识就是为了去解决生活中的实际问题。这学期我们开设了电路实验课,这极大的锻炼了我们的动手能力和体会 参考文献:
(1) 周常森. 电子电路计算机仿真技术.山东科技出版社,20__6.02 (2) 华成英. 模拟电子技术基础教程.清华大学出版社,20__6.02 (3) 刘晓峰.
电子技术基础实验与仿真.高等教育出版社.20__.5 (4) 彭介华.
气囊减震电子技术课程设计指导.高等教育出版社,2021.12 (5) 高吉祥 库锡树.
电子加速器辐照电子技术基础实验与课程设计.电子工业出版社,2021.04 附录 元件清单 名称 数量 规格
放大器 2 Tl082cd 电阻 5 三个10k,5k,2k 地 4 电源 2 ±15v 电容 1 100nF 示波器 1 稳压管 1 +-6V