放大器实现脉冲信号

课程设计(论文)说明书题目：放大器实现脉冲信号院（系）：信息与通信学院专业：信息对抗技术学生姓名：**学号： ********** 指导教师：**职称：高级实验师2010年12月10日脉冲信号，是一种在数字电路中很重要的信号。

所谓脉冲信号，表现在平面坐标上就是一条有无数断点的曲线,也就是说在周期性的一些地方点的极限不存在,比如锯齿波,也有电脑里用到的数字电路的信号。

因为脉冲电压只有两种状态，不是高电平，就是低电平，所以电压比较器是它的重要组成部分，又因为产生振荡，就是要求输出的两种状态自动地相互转换，所以电路中必须引入反馈。

脉冲信号可以看作是一种特殊的矩形波信号，其特殊之后在于其周期性很大。

以通过产生一个占空比可调的矩形波发生电路来获得所需要的脉冲信号。

关键字：脉冲信号；运放The pulse signal, is one in digital circuits important signal. So-called pulse signal, as shown in the plane coordinates is a countless breakpoint curve, that is to say, in some parts of the point of periodic limit does not exist, such as sawtooth wave, also have computer use of digital circuit signal. Because pulse voltage only two kinds of state is not a high level is low level, so the voltage comparator is an important part of it, and because produce oscillation, is requests the output of two states of automatically converts mutually, so circuits must introduce feedback. The pulse signal can be regarded as a kind of special rectangle wave signal, its special lies in its periodic after big. With by producing a 390v adjustable rectangle wave generating circuit to gain needed pulse signal.Key word:pulse signal；Amp目录引言 (1)1 放大器实现脉冲信号的引入及设计思想 (1)2 脉冲产生电路设计及原理 (1)2.1 脉冲产生电路原理 (1)2.2 脉冲整形电路 (3)2.3 脉冲频率与放大器的关系 (4)2.4 关于占空比 (4)3工程设计 (5)3.1电路原理图设计 (5)3.2 PCB图 (5)3.3电路板的制作 (6)3.3.1元器件购置 (6)3.3.2电路板腐蚀 (6)3.3.3元器件焊接 (6)4 电路板的调试 (7)5 遇到的问题及解决方法 (9)5.1 关于multisim10仿真 (9)5.2 关于protel 99 SE 的使用 (9)5.3 关于制作电路板 (10)5.4 调试电路板 (10)6 结论 (10)谢辞 (11)参考文献： (12)引言课程设计，是一门很重要的课程。

作为一名电子类大学的学生，出来以后多数都是面向电子类的系统设计，课程设计重要性也因此体现出来了。

通过课程设计，可以学到很多实用性的东西，是由理论到实践的转变，把书本上的理论知识转化为我们所用，真正的体现了知识的重要性。

通过课程设计，可以学到很多知识，如下几点：1.学会由理论知识向实践的转变。

2.学会用电路仿真工具，如multisim10软件的使用。

3.学会用电路画图工具，并学会画PCB图，如protel 99 SE软件的使用等。

4.学会自己动手做电路板，包括元器件的选购，电路板的腐蚀，焊接元器件，调试电路等。

5.学会编写关于系统设计的文档等。

总而言之，课程设计是大学生走向社会前的一次小小的实践，为以后出来工作奠定基础。

1 放大器实现脉冲信号的引入及设计思想脉冲信号，在生产生活中有很大的应用，是数字电路中的一种很重要的信号。

脉冲信号没有很严格的定义，可以说是一种特殊的矩形波，其特殊之处是指它的周期性比较大。

因此可以设计一个占空比可调的矩形波发生电路，通过调节其占空比就可以得到所需要的脉冲信号。

2 脉冲产生电路设计及原理2.1 脉冲产生电路原理脉冲信号的获取可以通过设计一个占空比可调的矩形波发生电路来实现，而矩形波可以通过运放来得到。

理论上，矩形波发生器是由迟滞电压比较器和R，C充放电路构成，其主要工作原理就是将电容两端的电压值与同相输入端电压值进行比较，以决定迟滞电压比较器的输出状态。

电路的连接图在multisim10中如下：图1 multisim软件仿真原理图在输出端接入双向稳压管D1、D2，而电阻R6则作为稳压管的限流电阻，同理，稳压二极管D3、D4，电阻R4也具有相类似的作用。

而占空比的调节主要通过二极管D6,D5以及可调100K电阻来实现。

利用两个二极管将电容的充、放电回路分开。

当输出为高电平时，D5导通，D6截止，输出电压经D5、可调电阻R1的下半部分、电阻R9回路对电容C充电；当输出为低电压时，D5截止，D6导通，电容C上的电压经D6、可调电阻R1的上半部分、电阻R9回路放电，通过调节可调电阻R1的分压比，就可以调节改变充、放电的时间常数，也就可以调节占空比，就达到了所要脉冲信号的目的。

在multisim10仿真波形如下：图2 占空比可调在multisim中仿真波形在电路中，有两个运放芯片，一个是LM358N，还有一个就是TL082CD。

实际上，可以把电路分成两个部分，一部分是以LM358N为主的脉冲信号发生电路，另一部分就是以TL082CD为主的脉冲整形电路。

2.2 脉冲整形电路由于从LM358N出来的波形并不是很好，其原因可能是只经过一次迟滞电压比较器得到的波形存在波形的失真。

在multisim10中仿真波形如下：图3 未经过整形电路的multisim仿真波形从上图中可以看出，从LM358N出来后的波形并不是很好，考虑到实物产生的波形比仿真的还要差，为了得到更好的波形，因此增加了后一级电压比较，即加入一个过零电压比较器，也就是以TL082CD为主的脉冲整形电路。

TL082CD以及周围电阻构成一个过零电压比较器，其主要工作原理是当从反相端输入电压比零大时，输出一个稳定的电压-Uz,反之，当从反相端输入的电压比零小时，则输出一个稳定电压+Uz。

因此，通过这个过零电压比较器，可以得到相对于原来更好，更稳定的脉冲信号。

在multisim10仿真的波形如下：图4 经过整形电路后的multisim仿真波形2.3 脉冲频率与放大器的关系脉冲信号的频率跟所选用的放大器芯片有关，在本次脉冲信号发生电路中，所选用的是LM358N和TL082CD.。

通过multisim10的仿真，其频率最小为1.7Khz 左右，最大可以达到6.5Khz，仿真波形如下所示：图5 系统在multisim中仿真的最大频率波形说明：在做电路板时，因为受到元器件的限制（没有LM358N芯片），而且在调试电路时发现，用LM358P型号的芯片达到的效果更好，频率更高（频率最大可以到达20多Khz）。

但因为某些原因，LM358P在multisim10中并不能仿真，因此采用了LM358N的仿真图。

其实LM358n芯片跟LM358p功能类似，只是用LM358p得到的波形更好，频率更高而已。

2.4 关于占空比占空比并不是在整个频率范围内都是可调的，只在1.7khz——4.0khz左右才可以调节。

在multisim10中仿真图如下：图6 占空比低频可调在multisim中仿真波形3工程设计3.1电路原理图设计利用protel 99 SE软件，可将在multisim10软件中经过仿真验证其波形正确的电路绘制成原理图。

原理图如下：图7 在protel 99 SE中的原理图3.2 PCB图根据生成的网表，画出PCB图。

PCB图如下：图8 电路的PCB图3.3电路板的制作3.3.1元器件购置3.3.2电路板腐蚀腐蚀电路板可以简单分为以下几步：第一步把金属板的一个表面擦干净，并把打印出来的PCB图印上去。

第二步调节好盐酸、双氧水和水的比例，配置好腐蚀液。

第三步把印好PCB图的金属板放进腐蚀液中，注意，要关注腐蚀的程度，不能腐蚀过度了。

因为太过度了，容易把电路连线都腐蚀掉。

一般来说，即使是腐蚀不过度，有时候，有些线也是会断的，其原因可能是在印电路图时，也就是在腐蚀电路板之前就断了，那么应该用水性笔把断的地方补完整。

第四步打孔，涂上松脂水。

注意打的孔不能太大，也不能太小。

太大了，不容易焊接元器件，太小了，元器件难插进去电路板上，影响焊接。

3.3.3元器件焊接在原理图中，正负12V电压，输出以及地采用了CON2,也就是两个管脚的封装，考虑到在调试时方便电路的连接，在焊接时应该把两个管脚焊接在一起，这样既可以方便焊接，又方便电路的调试。

在焊接运放芯片时，要注意不能把芯片插在座上焊接，因为这样做容易烧坏芯片。

另外，要注意虚焊的问题，虚焊对电路的影响很大，有时候甚至会严重影响输出的波形的好坏，因此要尽量避免虚焊。

一般来说，在腐蚀完电路之后，可能会出现一些电路线断掉的情况，在焊接元器件时，可以用焊锡把断的地方连接起来，使电路连通。

焊接完元器件后，就完成了电路板实物的制作。

实物图如下所示：图9 电路实物图4 电路板的调试调试所需要的设备有：双向直流电源、示波器等，电路板的工作电压为正负12V。

通过调试发现，脉冲信号的频率跟芯片有很大的关系。

在原理图仿真是采用的是LM358N芯片，最大频率只达到了6.5khz左右，但是在调试的过程中发现如果采用LM358P芯片的话，频率最大可以达到20khz左右，因此采用了LM358p 芯片来作为电路脉冲发生电路的主要元器件。

调试波形如下图所示：图10 调试最大频率的波形采用LM358p芯片，其频率范围为1.0khz-20khz左右。

从稳定性上来说，频率在两端（最大，最小）都不是很稳定，在6.0khz频率以下，波形很好，很稳定，而在10khz以上的频率，波形就开始出现一点点的不稳定。

在6k左右的频率如下所示：图11 在频率为6khz左右时的波形而占空比在低频时，调试占空比可以有很明显的变化，而在高频时，变化并不是很明显。