课 程 设 计
题 目 | |
学 院 | 理学院 |
专 业 | 电子信息科学与技术 |
班 级 | |
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指导教师 | |
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课程设计任务书
学生姓名： 专业班级： 电信科xxx班
指导老师： 工作单位：武汉理工大学理学院
题目：波形转换电路的设计
初始条件：直流稳压电源一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具
要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求以及说明书撰写等具体要求）
1、技术要求：
2、
设计一种波形转换电路，要求产生频率可调的方波，并且能够实现方波转换为三角波。测
试并且记录下不同频率下的方波和三角波的波形图，以及输出电压值。 3、主要任务：
4、
（一）设计方案
（1）按照技术要求，提出自己的设计方案（多种）并进行比较；
（2）
（3）以集成电路运算放大器LF353为主，设计一种波形转换电路（实现方案）；
（4）
（5）依据设计方案，进行预答辩；
（6）
（二）实现方案
（7）根据设计的实现方案，画出电路图；
（8）
（9）查阅资料，确定所需各元器件型号和参数；
（10）
（11）在面包板上组装电路；
（12）
（13）自拟调整测试方法，并调试电路使其达到设计指标要求；
（14）
（15）撰写设计说明书，进行答辩。
（16）
5、撰写课程设计说明书：
6、
封面：题目，学院，专业，班级，姓名，学号，指导教师，日期
任务书
目录（自动生成）
正文：1、技术指标；2、设计方案及其比较；3、实现方案；
4、调试过程及结论；5、心得体会；6、参考文献
成绩评定表
时间安排：
课程设计时间：20周－21周
20周：明确任务，查阅资料，提出不同的设计方案（包括实现方案）并答辩；
21周：按照实现方案进行电路布线并调试通过；撰写课程设计说明书。
指导教师签名： 年 月 日
系主任（或负责老师）签名： 年 月 日
波形转换电路的设计
1 技术指标
设计一种波形转换电路，要求产生频率可调的方波，并且能够实现方波转换为三角波。测试并且记录下不同频率下的方波和三角波的波形图，以及输出电压值。
2 设计方案及其比较
2.1 方案一
先设计一RC正弦波振荡器产生一频率可调的正弦波，再用过零比较器将其转换为方波，最
后用积分器将方波转换为三角波，整个电路由三部分组成。
1）RC正弦波振荡器，电路如下图所示：
图2.1 RC正弦波振荡器
, 该电路利用自激振荡产生正弦波，其频率为f=1/2RC，故调节滑阻R即可实现频率调节，并且由幅值平衡条件可算出,输出电压的幅值由运算放大器两端的偏置电压决定。
2）将所产生的正弦波转换成方波，电路如下图所示：
图2.2 过零比较器
上图为一过零比较器，由于运算放大器的放大倍数很大，可近 似为无穷大。当输入信号Vi>0时，输出信号Vo趋于负无穷大；当Vi<0时，输出Vo趋于正无穷大。由于输出电压受运放偏置电压限制，故。 图中R1、D1和D2为输入保护电路，R1为限流电阻，防止输入信号过大损坏运算放大器， D1和D2为输入保护二极管，限制输入电压幅度。输出回路 R2为限流电阻，D3和D4作稳压管用，完成输出电压双向限幅。输入正弦波即可在输出端产生方波，频率与正弦波相同。 3）方波转换成三角波，电路如下图所示：
图2.3 积分电路
上式表明，Vo-Vi为积分关系，负号表示输入和输出信号相位相反。当Vi为定值时，电容将横流充电，输出电压为：
