占空比

电子技术课程设计报告

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一．题目

占空比可调脉冲信号发生电路

二．设计要求

1.脉冲信号的频率连续可调；

2.脉冲信号的占空比步进连续变化（分100步）；

3.脉冲信号为单极性脉冲。

三.原理框图

四.（1）画出设计的电路

（2）分析各部分的工作原理及信号的波形1.三角波发生电路：

原理：

滞回比较器：有滞回特性，具有抗干扰能。从反相输入端输入的滞回比较器电路，如图（a）所示，电路中引入了正反馈。

滞回比较器的原理：

从集成运放输出端的限幅电路可以看出，uo=±U Z。集成运放反相输入端电位u N=u I，同相输入端电位

根据“虚短”u N=u P，求出的u I就是阈值电压，因此得出

当u I<-U T，u N+U T，uo=-U Z。

当u I>+U T，u N>u P，因而uo=-U Z，所以u P=-U T。u I<-U T，uo=+U Z。

可见，uo从+U Z跃变为-U Z和uo从-U Z跃变为+U Z的阈值电压是不同的.

如上图（a）所示，则同相输入端的电位

令u I=u N=u P，求出的u I就是阈值电压，因此得出

滞回比较器的输出电压Uo1=+ - 6V,它的输入的积分电路的输出电压Uo2,所以

U1的同相输入端的电位:

令Up1=UN1=0,则阈值电压：

积分电路：

设初态UO1:-Uz —>Uz ,得：

且三角波振荡周期为：

所以，振荡频率为(以上的C都是C1)

将方波电压作为积分运算电路的输入，在积分运算电路的输出就得到三角波电压。

在整个电路中，将方波发生电路中的RC充、放电回路用积分运算电路来取代，滞回比较器和积分电路的输出互为另一个电路的输入，滞回比较器输出为方波，经积分运

算电路后变换为三角波.

调节电路中R2、R3的阻值和C的容量，可以改变振荡频率。而调节和R2的阻值，可以改变三角波的幅值。

三角波发生电路输出波形如下图所示：

2.三角波处理电路：

原理：

右边的三角波处理电路用以提供反相输入端的电压与R6出来的输入进行叠加，达到抬高电平的效果。

反相加法电路：提供了负的放大倍数。

所以:

Uz= 6V,且

可得R9约等于R6，得：

所以，R1=R10=5K,R2=15K,R11=13.8K,R3=3K,R4=1K,R5=3K,R6=R7=10K,R9=11K, R8=R6//R7//R9=3.3K,R12=R10//R11=3.33K,R13=5K

三角波处理电路输出波形:

3.计数脉冲产生电路：

原理：（4端为V CC 2端为V C 3端为V O ）

下图为计数脉冲产生电路产生的波形：

接通电源后，电容C3被充电，V C上升，当V C上升到2/3V CC时，触发器被复位，同时放电BJT T导通，此时V O为低电平，电容C 通过R2和T放电，使V C下降。当V C下降到1/3V CC时，触发器又被置位，V O翻转为高电平。

电容C放电所需的时间为:

T PL =R19Cln2≈0.7R19C

当C3放电结束时，T截止，V CC将通过R18、R19向电容C3充电，

V C由1/3V CC上升到2/3V CC所需的时间为:

T PH=(R18+R19)Cln2≈0.7(R18+R19)C

当V C上升到2/3V CC时，触发器发生又翻转如此周而复始，在输出端得到一个周期

性的方波，其频率为:

f=1/(T PL+T PH)≈1.43/[(R18+2R19)C]

由于555内部的比较器灵敏度较高，而且采用差分电路形式，它的震荡频率受电源电压和温度变化的影响很小。

R18=20K,R19=5K,C3=0.29u,C2=0.01u

输出波形为：

3.基准电压：

原理：

理想的基准电压源应不受电源和温度的影响，在电路中能提供稳定的电压。

1.可用电阻分压作为基准电压，但它只能作为放大器的偏置电压或提供放大器

的工作电流。这主要是由于其自身没有稳压作用，故输出电压的稳定性完全依赖于电源电压的稳定性。

2.可用二极管的正向压降作为基准电压，它可克服上述电路的缺点，得到不依

赖于电源电压的恒定基准电压，但其电压的稳定性并不高，且温度系数是负的，约为-2mV/℃。

3.可用硅稳压二极管(简称稳压管或齐纳管)的击穿电压作为基准电压，它可克

服正向二极管作为基准电压的一些缺点，但其温度系数是正的，约为+2mV/℃。此图中稳压管D5 D6可以起到补偿温度引起的电压变化。

改变RV1 R15 及R16的阻值可以改变V REF的值，并且R14的阻值不能太

4.计数电路和D/A转换电路：

原理：

首先作为74HC161计数器能过进行从0000到1111的计数并能够预置和清零。使用2块74HC161就能完成二进制00000000到01100011即十进制0到100的计数。由于161是上升沿触发，将由555产生的方波输入两161的clk使其能计数。将第一片161的使能端接高电平使其根据555的脉冲信号计数，而将第一片161的进位端与第二片161的使能端连接使其能够作为高位等待第一片进位后再进行计数。这样就能进行00000000到11111111的计数了。将第一片161的输出端Q0，Q1和第二片161的Q1和Q2接入与非门，当它们都为高电平时输出低电平输入两片161的预置端，平时一直为高电平。由于161的预置端是低电平有效于是这是两片161同时预置为数据端信号即为设置的0000。这里要声明的是，不使用清零端清零的原因是清零端是立即清零的这样会是计数少一位。此时即完成用两片74HC161计数器完成了100位计数电路。

之后将这8位二进制数输入DAC832数模转换芯片的数据输入端，并且将由基准电压发生电路产生的基准电压输入832的基准电压输入端。这样该D/A转换电路就会产生根据计数电路产生的数据和基准电压进行模拟量的跳变，即完成了D/A 转换电路。