pwm波信号发生器

电子技术综合训练

设计报告

题目：PWM信号发生器的设计

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摘要

本次课程设是基于TTL系列芯片的简易PWM信号发生器,PWM信号发生器应用所学的数字电路和模拟电路的知识进行设计。在设计过程中，所有电路仿真均基于Multisim10仿真软件。本课程设计介绍了PWM信号发生器的设计方案及其基本原理，并着重介绍了PWM 信号发生器各单元电路的设计思路，原理及仿真，整体电路的的工作原理，控制器件的工作情况。设计共有三大组成部分：一是原理电路的设计，本部分详细讲解了电路的理论实现，是关键部分；二是性能测试，这部分用于测试设计是否符合任务要求。三是是对本次课程设计的总结。

关键字：

目录

1 设计任务和要求…………………………………………………………?

1.1设计任务……………………………………………………………?

1.2设计要求…………………………………………………………….?

2 系统设计…………………………………………………………………?

2.1系统要求…………………………………………………………….?

2.2方案设计……………………………………………………………?

2.3系统工作原理……………………………………………………….?

3 单元电路设计……………………………………………………………?

3.1 单元电路A(单元电路的名称) ……………………………………?

3.1.1电路结构及工作原理……………………………………………?

3.1.2电路仿真…………………………………………………………? 3.1.3元器件的选择及参数确定……………………………………………?

3.2单元电路B(单元电路的名称) ……………………………………?

3.2.1电路结构及工作原理…………………………………………?

3.2.2电路仿真…………………………………………………………? 3.2.3元器件的选择及参数确定…………………………………………….?

……

4 系统仿真……………………………………………………………………?.

5 电路安装、调试与测试……………………………………………………?

5.1电路安装………………………………………………………………?

5.2电路调试………………………………………………………………?

5.3系统功能及性能测试…………………………………………………?

5.3.1测试方法设计………………………………………………………?

5.3.2测试结果及分析……………………………………………………?

6 结论…………………………………………………………………………?

7 参考文献……………………………………………………………………?

8 总结、体会和建议

附录

1、设计任务和要求

1.1设计任务

设计具有死区时间的PWM信号产生的电子线路，并且设计数码显示电路，实时显示PWM信号的频率。

1.2设计要求

脉冲宽度调制是利用微处理器的数字输出对模拟电路进行控制的一种有效

的技术，因为设计是基于模拟电子技术和数字电子技术的，所以设计时应该考

虑进各个器件的适用范围。设计双输出PWM电路，两路输出互相反相，并且

第一路的上升沿总比第二路的下降沿延迟5微秒（死区时间）。频率测量电路需

要考虑测量精度以及分辨率。最后线路经过放大隔离后输出。

2、系统设计

2.1 系统要求

PWM信号发生器包括两部分:PWM信号发生部分和频率测量部分。

2.2方案设计

PWM信号发生部分

直流电机调速中广泛使用PWM方式，设该脉冲的频率为1000Hz，脉冲的宽度（占空比）由输入的直流参考电压大小决定，范围为0%～100%。PWM波常用锯齿波和参考电压相比较的方式，或者是直接用由555电路构成的多谢振荡器产生。锯齿波产生电路包括同相输入迟滞比较器和充放电时间常数不等的积分器两部分，输出的锯齿波和比较电压同时输入迟滞比较器便可得到宽度可调的

锯齿波，此为模拟电路产生PWM。用555组成占空比连续可调的多谢振荡器如图1-1-1。

图1—1—1

调节图中的可变电阻，就可以控制产生脉冲的占空比。

对比两种方案，一种是由模拟电路的方法产生pwm，另一种是由数电方法产生pwm。先然后一种方法比较简便可行，而且电压幅值可控。

频率测量部分

信号的频率就是信号在单位时间内所产生的脉冲个数，其表达式为f=N/T，其中f为被测信号的频率，N为计数器所累计的脉冲个数，T为产生N个脉冲所需的时间。计数器所记录的结果，就是被测信号的频率。如在1s内记录1000个脉冲，则被测信号的频率为1000HZ。

测量频率的基本方法有两种：计数法和计时法，或称测频法和测周期法。

1、计数法

计数法是将被测信号通过一个定时闸门加到计数器进行计数的方法，如果闸门打开的时间为T，计数器得到的计数值为N1，则被测频率为f=N1/T。改变时间T，则可改变测量频率

设在T期间，计数器的精确计数值应为N,根据计数器的计数特性可知，N1的绝对误差是N1=N+1,N1的相对误差为δN1=(N1-N)/N=1/N。由N1的相对误差可知，N的数值愈大，相对误差愈小，成反比关系。因此，在f以确定的条件下，为减少N的相对误差，可通过增大T的方法来降低测量误差。当T为某确定值时（通常取1s），则有f1=N1,而f=N，故有f1的相对误差：δf1=(f1-f)/f=1/f

从上式可知f1的相对误差与f成反比关系，即信号频率越高，误差越小；而信号频率越低，则测量误差越大。因此测频法适合用于对高频信号的测量，频率越高，测量精度也