测控电路课程设计报告

测控电路课程设计

指导教师：周严

实验人：周家杰沈方毅鞠志浩任晓军

实验地点：机械楼421

时间：2014年12月24日

选题一信号发生电路的设计

1. 设计及实验任务

1）确定图中的元件参数，搭建实验电路，调试实验电路，验证上述理论分析的结论。技术要求如下：

①幅度要求：方波±5V，三角波±2.5V。

②频率调节范围：100Hz～10kHz。

2）对举例中的电路加以改进，使输出三角波能够沿纵坐标平移，但波形形状不变，要求移动范围为±5V。设计电路原理图，搭建并调试电路验证设计。

3）对举例中的电路加以改进，使输出三角波变为锯齿波。设计电路原理图，搭建并调试电路验证设计。

技术要求如下：

①幅度要求：方波±5V，锯齿波波±2.5V。 ②频率调节范围：100Hz ～10kHz 。

4）对举例中的电路加以改进，使输出的方波变为占空比可以调节的方波，但周期不变，要求占空比调节范围1%～100%。设计电路原理图，搭建并调试电路验证设计。

2. 设计及实验调试说明

1）任务一设计及实验调试说明

（1）电路参数的设计

原理：

如图所示,在通电瞬间，比较器的输出电平V o1 是随机的，这里设刚通电时V o1=+V z ， 积分器输出负向斜变。 当A 1 的同相输入端V 1+从正过零时有

1211

2121=+++=

-+o o V R R R V R R R V ，

z o V R R V 2

1

-

=-

比较器输出翻转为-V z ，之后积分器输出正向斜变，当A 1 的同相输入端V 1+从负过零时有

z o V R R V 2

1

=

+

比较器输出又翻转为+V z ，之后积分器输出负向斜变，当A 1 的同相输入端V 1+从正过零时，比较器输出再次翻转为-V z ，积分器输出再次正向斜变，如此周而复始，V o 输出三角波，V o1 输出方波，波形见图1.2。

当积分器正向斜变输出时，积分器最终输出为 :

z z z z o o V R R V C R T V R R dt V C

R V V 2152212

1

51

=+-

=--

=⎰

-+

，

25122R C

R R T =

由于输出的波形是对称的，所以输出信号的周期是

2

51242R C

R R T T =

=

元件选择：

选用5c1代号的稳压管2只

选用两片LF356芯片

选用电阻: R1=10kΩR2=20kΩR3=10kΩR4=10kΩR5=10kΩR6=10kΩC=0.0022F（型号为222）

（2）实验步骤

1.初步将电容选为0.1μF（型号为104），电阻R1=10kΩ，R2=20kΩ，R3=10kΩ，R4=10kΩ，

R5=10kΩ，R6=10kΩ。

2.按图1.1搭建好电路。

3.调节直流稳压电源的两路输出至+15V和-15V，然后用万用表的直流电压档确认电压输出值为

+15V，-15V

4.确认线路连接无误后，接通电源。

5.用示波器一路CH1测量V o1的输出波形，用示波器另一路CH2测量V o的输出波形。

6.将R5和第二级运放之间串联一个500K的电位计来调节输出波形的频率，使输出波形的频率

可以在100Hz到10KHz之间变化。

实验结果及分析：

在调解频率的任务中，无论怎么调节电位器也调节不到10KHz的波形，我们经过讨论决定将0.1uf 的电容换成2200pf的电容，得到而想要的波形，但是再次调节电位器，波形会失真。

调试的波形如下图

图一图二为方波三角波发生电路的波形图

图1

图2

图三图四为调节频率的波形图

图3

图4

2）任务二设计及实验调试说明

（1）电路设计及原理说明

根据设计要求，三角波能沿纵坐标平移，即基准电压发生变化，所以原电路第一级的比较器的基准电压需要可变，用一直流电源通过R4、R7分压后提供给A1的反相输入端，其中R4=16K，电位器R7应能达到32K，此时反相输入端可得到电压值为+5V,示波器CH2接V o，观察示波器波形，待其稳定后，调

节电位计R7，观察示波器波形是否可上下移动，移动幅值范围是否可达到±5V。

附加原件说明: 2个二级管,2个电位计(10K)

（2）实验步骤

1.电阻均选择为10 kΩ，电容选为0.0022μF（型号为222）

2.按上图搭建好电路。

3.调节直流稳压电源的两路输出至+15V和-15V，然后用万用表的直流电压档确认电压输出值为

+15V，-15V

4.确认线路连接无误后，接通电源。

5.用示波器一路CH1测量V o的输出三角波波形。调至DC档（直流耦合方式），并调节电位器的

阻值，即可实现三角波的上下移动。

波形：

3）任务三设计及实验调试说明

电路设计：

附加原件:一个二极管

原理:由于输出信号周期为25

1 4

R C

R

R

T

,将5R变为电位器即可改变周期，即改变频率。

（2）实验调试步骤，记录调试的波形、数据等中间及最终结果

实验步骤6

1.按上图搭建好电路。

2.调节直流稳压电源的两路输出至+15V和-15V，然后用万用表的直流电压档确认电压输出值为+15V，-15V

3.确认线路连接无误后，接通电源。

4.用示波器一路CH1测量V o1的输出波形，用示波器另一路CH2测量V o的输出波形。

调试波形: