波形发生器课程设计
波形产生器课程设计
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目录目录 01.1波形发生器的进展状况 01.2国内外波形发生器产品比较 (1)5.1 主流程图 (6)5.2正弦波仿真图 (6)5.4 方波仿真图 (7)1.波形发生器概况在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和运算机等技术领域,常常需要用到各类各样的信号波形发生器。
随着集成电路的迅速进展,用集成电路可很方便地组成各类信号波形发生器。
用集成电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相较,其波形质量、幅度和频率稳固性等性能指标,都有了专门大的提高。
1.1波形发生器的进展状况波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户概念信号,并保证高精度、高稳固性、可重复性和易操作性的电子仪器。
函数波形发生器具有持续的相位变换、和频率稳固性等长处,不仅能够模拟各类复杂信号,还可对频率、幅值、相移、波形进行动态、及时的控制,并能够与其它仪器进行通信,组成自动测试系统,因此被普遍用于自动控制系统、震动鼓励、通信和仪器仪表领域。
在70 年代前,信号发生器主要有两类:正弦波和脉冲波,而函数发生器介于两类之间,能够提供正弦波、余弦波、方波、三角波、上弦波等几种常常利用标准波形,产生其它波形时,需要采用较复杂的电路和机电结合的方式。
那个时期的波形发生器多采用模拟电子技术,而且模拟器件组成的电路存在着尺寸大、价钱贵、功耗大等缺点,而且要产生较为复杂的信号波形,则电路结构超级复杂。
同时,主要表现为两个突出问题,一是通过电位器的调节来实现输出频率的调节,因此很难将频率调到某一固定值;二是脉冲的占空比不可调节。
到了二十一世纪,随着集成电路技术的高速进展,出现了多种工作频率可过GHz 的DDS 芯片,同时也推动了函数波形发生器的进展,2003 年,Agilent 的产品33220A能够产生17 种波形,最高频率可达到20M,2005 年的产品N6030A 能够产生高达500MHz 的频率,采样的频率可达1.25GHz。
波形发生器课程设计vhdl
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波形发生器课程设计vhdl一、教学目标本课程旨在通过学习VHDL(硬件描述语言),让学生掌握波形发生器的设计与仿真。
通过本课程的学习,学生应能理解VHDL的基本语法和编程技巧,能够运用VHDL设计简单的数字电路,特别是波形发生器。
此外,通过课程实践,培养学生分析问题、解决问题的能力,以及团队合作和沟通交流的能力。
具体来说,知识目标包括:1.掌握VHDL的基本语法和编程技巧。
2.理解波形发生器的工作原理和设计方法。
技能目标包括:1.能够运用VHDL设计简单的数字电路。
2.能够独立完成波形发生器的设计与仿真。
情感态度价值观目标包括:1.培养学生的创新意识和实践能力。
2.培养学生团队合作和沟通交流的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括VHDL基本语法、数字电路设计方法和波形发生器的设计与仿真。
1.VHDL基本语法:包括数据类型、信号声明、实体和架构、过程和函数、线网和赋值语句等。
2.数字电路设计方法:包括组合逻辑电路、时序逻辑电路和触发器的设计方法。
3.波形发生器的设计与仿真:包括正弦波、方波、三角波等波形发生器的设计方法,以及相应的仿真测试。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,包括讲授法、案例分析法、实验法和讨论法等。
1.讲授法:用于讲解VHDL基本语法和数字电路设计方法。
2.案例分析法:通过分析实际案例,让学生学会波形发生器的设计与仿真。
3.实验法:让学生动手实践,独立完成波形发生器的设计与仿真。
4.讨论法:在课堂上引导学生进行思考和讨论,培养团队合作和沟通交流的能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:《数字电路设计与VHDL编程》等。
2.参考书:《VHDL完全学习手册》、《数字电路与逻辑设计》等。
3.多媒体资料:包括PPT课件、教学视频、在线课程等。
4.实验设备:计算机、VHDL仿真软件(如ModelSim)、示波器等。
单片机波形发生器课程设计
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单片机波形发生器课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解单片机的基本原理,掌握单片机波形发生器的硬件组成及工作原理;2. 学会使用相关编程语言(如C语言)编写程序,实现对单片机波形发生器的控制;3. 掌握单片机波形发生器在不同波形(如正弦波、方波、三角波等)下的参数设置及其调整方法。
技能目标:1. 能够独立完成单片机波形发生器的硬件连接与调试;2. 能够运用所学编程知识,编写出实现不同波形的程序,并成功运行在单片机上;3. 学会分析并解决在单片机波形发生器使用过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣和热情,提高学生对单片机及其应用的重视程度;2. 培养学生的团队协作意识,学会在团队中发挥个人作用,共同完成项目任务;3. 培养学生勇于创新、敢于实践的精神,提高学生面对挫折和困难时的坚持与克服能力。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论教学,注重培养学生的实际操作能力。
学生特点:学生具备一定的电子基础和编程知识,对单片机有一定了解,但实践经验不足。
教学要求:教师应结合课程特点和学生实际情况,采用理论教学与实践操作相结合的方式进行教学,注重培养学生的动手能力和创新能力。
在教学过程中,分解课程目标为具体的学习成果,以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论部分:a. 单片机原理概述:讲解单片机的基本结构、工作原理及性能特点;b. 波形发生器原理:介绍波形发生器的功能、分类及其在电子技术中的应用;c. 编程语言基础:回顾C语言基础知识,重点讲解与单片机编程相关的语法和技巧。
2. 实践部分:a. 硬件连接与调试:指导学生完成单片机波形发生器的硬件连接,学习使用调试工具;b. 程序编写与烧录:教授学生编写控制单片机波形发生器的程序,并进行烧录;c. 波形参数调整:学习如何调整单片机波形发生器的参数,实现不同波形输出。
3. 教学大纲与进度安排:a. 第一周:单片机原理概述,波形发生器原理;b. 第二周:C语言回顾,编程语言基础;c. 第三周:硬件连接与调试;d. 第四周:程序编写与烧录;e. 第五周:波形参数调整,实践操作与总结。
protel课程设计波形发生器
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protel课程设计波形发生器一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握Protel软件的使用,能够设计并制作波形发生器电路板。
具体分为三个部分:1.知识目标:使学生了解波形发生器的基本原理和电路组成,熟悉Protel软件的操作界面和功能。
2.技能目标:培养学生使用Protel软件进行电路设计的能力,能够独立完成波形发生器电路板的设计和制作。
3.情感态度价值观目标:培养学生对电子技术的兴趣,提高学生动手实践的能力,培养学生的创新精神和团队合作意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括三个部分:1.波形发生器的基本原理和电路组成:介绍波形发生器的工作原理,讲解其电路组成和功能。
2.Protel软件的操作和使用:讲解Protel软件的操作界面和功能,示范如何使用Protel软件进行电路设计。
3.波形发生器电路板的设计和制作:引导学生使用Protel软件设计波形发生器电路板,讲解电路板制作的步骤和注意事项。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标,将采用以下教学方法:1.讲授法:讲解波形发生器的基本原理和电路组成,让学生掌握相关理论知识。
2.案例分析法:分析实际案例,让学生了解Protel软件的操作和使用。
3.实验法:引导学生动手实践,设计并制作波形发生器电路板,培养学生的实际操作能力。
4.小组讨论法:分组让学生进行讨论和合作,培养学生的团队协作能力和创新精神。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施,将准备以下教学资源:1.教材:选用与Protel软件和波形发生器设计相关的教材,为学生提供理论知识的学习。
2.多媒体资料:制作课件和教学视频,为学生提供直观的学习材料。
3.实验设备:准备计算机和Protel软件,以及波形发生器电路实验所需的元器件和设备,为学生提供动手实践的机会。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,将采用以下评估方式:1.平时表现:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答情况以及团队合作表现,以了解学生的学习态度和掌握程度。
波形发生器的课程设计
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学院《电子技术》课程设计报告题目波形信号发生器的设计姓名:学号:专业:班级:指导教师:职称:——学院——系2011年9月目录1 绪论 (1)1.1课题的目的 (1)1.2设计任务和要求 (1)2 总体设计方案 (2)2.1课题分析 (2)2.2设计步骤 (2)2.3设计方案 (3)3 主要器件简介 (3)3.1LM324的功能 (3)3.2电阻和电位器 (4)3.3电容 (4)3.4二极管和稳压管的识别和接法 (5)4 单元电路设计与计算 (5)4.1正弦波发生器 (5)4.2方波-三角波发生器 (6)5 系统总电路图 (8)6 仿真分析与安装调试 (8)6.1仿真分析图 (8)6.2安装调试 (9)6.3调整过程及波形分析 (9)7 总结 (9)参考文献 (18)附录 (19)波形信号发生器1 绪论波形信号发生器亦称函数信号发生器,作为实验用信号源,是现今各种电子电路设计实验应用中不可缺少的仪器设备之一。
目前市场上出现的波形发生器多为纯硬件搭接而成,且波形有限,多为锯齿波、方波、正弦波、三角波等。
信号发生器作为一种常见的电子设备仪器,传统的仪器完全可以由硬件电路搭接而成。
如采用555振荡器产生的正弦波、方波、三角波的电路是可取的路径之一,不用依靠单片机。
但是这种电路存在波形质量差,控制难度大,调节范围小,电路复杂和体积大等缺点。
在科学研究及生产实践过程中,如工业过程控制,生物医学,地震模拟机械振动等领域常常要用到低频信号源。
而有硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意,而且由于低频信号用到的RC很大;大电阻,大电容制作上由困难,参数的精度难以保证;体积大,漏电,损耗显著更是其致命的弱点,一旦需求的功能增加,则电路的复杂程度会大大增加。
1.1 课题的目的课程设计是在校大学生素质教育的重要环节,是理论与实践相结合的桥梁和纽带。
通过课程设计,学生巩固和加深对电子电路基本知识的理解,了解集成运算放大器在振荡电路方面的运用;通过对运算放大器构成的比较器、方波-三角波发生器电路的实验研究,熟悉集成运算放大器非线性应用及基本电路的调试方法。
波形发生器课程设计
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1.设计题目:波形发生电路2.设计任务和要求:要求:设计并用分立元件和集成运算放大器制作能产生方波和三角波波形的波形发生器。
基本指标:输出频率分别为:102HZ 、103HZ;输出电压峰峰值VPP≥20V3.整体电路设计1)信号发生器:信号发生器又称信号源或振荡器。
按信号波形可分为正弦信号、函数(波形)信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类。
各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波。
通过模拟电子技术设计的波形发生器是一个不需要外加输入信号,靠自身振荡产生信号的电路。
2)电路设计:整体电路由RC振荡电路,反相输入的滞回比较器和积分电路组成。
理由:a)矩形波电压只有两种状态,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;b)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;c)输出状态应按一定的时间间隔交替变化,即产生周期性变化,所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。
RC振荡电路:即作为延迟环节,又作为反馈电路,通过RC充放电实现输出状态的自动转换。
反相输入的滞回比较器:矩形波产生的重要组成部分。
积分电路:将方波变为三角波。
3)整体电路框图:为实现方波,三角波的输出,先通过 RC振荡电路,反相输入的滞回比较器得到方波,方波的输出,是三角波的输入信号。
三角波进入积分电路,得出的波形为所求的三角波。
其电路的整体电路框图如图1所示:图14)单元电路设计及元器件选择 a ) 方波产生电路根据本实验的设计电路产生振荡,通过RC 电路和滞回比较器时将产生幅值约为12V 的方波,因为稳压管选择1N4742A (约12V )。
电压比较电路用于比较模拟输入电压与设定参考电压的大小关系,比较的结果决定输出是高电平还是低电平。
滞回比较器主要用来将信号与零电位进行比较,以决定输出电压。
图3为一种滞回电压比较器电路,双稳压管用于输出电压限幅,R 3起限流作用,R 2和R 1构成正反馈,运算放大器当u p >u n 时工作在正饱和区,而当u n >u p 时工作在负饱和区。
波形发生器单片机课程设计
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波形发生器单片机课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解波形发生器的基本原理,掌握单片机在波形发生器中的应用;2. 学会使用编程软件进行单片机程序设计,实现常见波形的生成;3. 了解波形发生器的性能指标,如频率、幅度、相位等,并能进行简单计算。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识,设计并实现波形发生器单片机程序的能力;2. 提高学生动手实践能力,能够独立完成波形发生器的硬件连接与调试;3. 培养学生团队协作能力,通过小组合作完成课程设计。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对单片机及电子技术的兴趣,激发学生的学习热情;2. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据的真实性,遵循实验操作规范;3. 培养学生的创新意识,鼓励学生勇于尝试,不断优化波形发生器设计。
分析课程性质、学生特点和教学要求:1. 课程性质:本课程属于电子技术领域,涉及单片机原理、编程及硬件设计;2. 学生特点:学生已具备一定的电子技术基础,熟悉单片机的基本操作,具有一定的编程能力;3. 教学要求:注重理论与实践相结合,强调动手实践,培养学生解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 波形发生器原理:介绍波形发生器的功能、分类及其在电子技术中的应用,重点讲解单片机波形发生器的原理及组成。
教材章节:《单片机原理与应用》第四章第三节2. 单片机程序设计:讲解如何使用编程软件(如Keil)进行单片机程序设计,实现常见波形(如正弦波、方波、三角波等)的生成。
教材章节:《单片机原理与应用》第五章3. 硬件设计与连接:介绍波形发生器硬件电路的设计方法,包括单片机、晶振、滤波器等元件的选型与连接。
教材章节:《电子电路设计》第二章4. 波形发生器性能指标:讲解波形发生器的主要性能指标,如频率、幅度、相位等,并进行简单计算。
教材章节:《电子测量与仪器》第三章5. 实践操作与调试:指导学生进行波形发生器硬件连接、程序下载和调试,确保波形发生器正常工作。
教材章节:《单片机原理与应用》第六章6. 课程设计:要求学生以小组为单位,设计并实现一个具有特定功能的波形发生器,完成课程设计报告。
波形发生器课程设计
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教师批阅波形发生器设计摘要波形发生器是一种常用的信号源,广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。
函数信号发生器是一种能够产生多种波形,函数信号发生器是一种能够产生多种波形,如三角波、如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路。
函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。
通过对函数波形发生器的原理以及构成分析,可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。
目前使用的信号发生器大部分是函数信号发生器,且特殊波形发生器的价格昂贵。
所以本设计使用的是DAC0832芯片构成的发生器,可产生三角波、方波、正弦波等多种特殊波形和任意波形,波形的频率可用程序控制改变。
在单片机上加外围器件距阵式键盘,通过键盘控制波形频率的增减以及波形的选择,并用了LCD 显示频率大小。
在单片机的输出端口接DAC0832进行D/A 转换,再通过运放进行波形调整,最后输出波形接在示波器上显示。
本设计具有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等优点。
波器上显示。
本设计具有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等优点。
本设计制作的波形发生器,可以输出多种标准波形,如方波、正弦波、三角波、锯齿波等,还可以输出任意波形,如用鼠标创建的一个周期的非规则波形或用函数描述的波形等,输出的波形的频率、幅度均可调,且能脱机输出。
设计的人机界面不但清晰美观,而且操作方便。
人机界面不但清晰美观,而且操作方便。
关键词:波形发生器;:波形发生器;DAC0832DAC0832DAC0832;;单片机;波形调整教师批阅目录一、设计目的及意义 ............................................................................. - 3 -1.1设计目的 ........................................................................................ - 3 -1.2设计意义 ........................................................................................ - 3 -二、方案论证 ......................................................................................... - 4 -2.1设计要求 ........................................................................................ - 4 -2.2方案论证 ........................................................................................ - 4 -三、硬件电路设计 ................................................................................. - 5 -3.1设计思路、元件选型设计思路、元件选型 .................................................................... - 5 -3.2原理图 ............................................................................................ - 5 -3.3主要芯片介绍主要芯片介绍 ................................................................................ - 6 -3.4硬件连线图 .................................................................................. - 10 -四、软件设计 ....................................................................................... - 10 -4.1锯齿波的产生过程锯齿波的产生过程 ...................................................................... - 11 -4.2三角波产生过程三角波产生过程 .......................................................................... - 13 -4.3 方波的产生过程 ......................................................................... - 14 -4.4 正弦波的产生过程 ..................................................................... - 16 -4.5通过开关实现波形切换和调频、调幅通过开关实现波形切换和调频、调幅 ...................................... - 18 -五、调试与仿真 ................................................................................... - 20 -5.1仿真结果 ...................................................................................... - 21 -六、总结 ............................................................................................... - 22 -七、参考文献: ................................................................................... - 23 -教师批阅一、设计目的及意义1.1设计目的(1)利用所学微机的理论知识进行软硬件整体设计,锻炼学生理论联系实际、提高我们的综合应用能力。
多种波形发生器课程设计
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多种波形发生器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解并掌握多种波形发生器的原理及其功能。
2. 学生能够识别并描述方波、三角波、正弦波等基本波形的特点。
3. 学生能够解释波形发生器在电子技术中的应用。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计简单的波形发生器电路图。
2. 学生能够操作示波器等实验设备,观察并分析不同波形的特点。
3. 学生能够通过小组合作,完成波形发生器的搭建和调试。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到波形发生器在科技发展中的重要性,增强对电子技术的兴趣。
2. 学生在学习过程中,培养合作精神、探究精神和创新意识。
3. 学生能够遵循实验操作规范,树立安全意识,养成严谨的科学态度。
课程性质:本课程为电子技术课程的一部分,旨在帮助学生了解并掌握波形发生器的原理和应用。
学生特点:学生为高中年级,具备一定的电子基础知识和实验操作能力。
教学要求:结合学生特点和课程性质,通过理论讲解、实验演示和小组合作,使学生能够达到上述课程目标。
在教学过程中,注重培养学生的动手能力、思考能力和创新能力,将知识目标、技能目标和情感态度价值观目标分解为具体的学习成果,以便后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识:- 波形发生器的原理及其分类- 方波、三角波、正弦波等基本波形的数学表达式和特点- 波形发生器在电子电路中的应用实例2. 实践操作:- 示波器的使用方法- 波形发生器电路图设计- 波形发生器电路的搭建与调试3. 教学大纲:- 第一课时:波形发生器原理及分类介绍,示波器使用方法讲解- 第二课时:方波、三角波、正弦波等基本波形特点及数学表达式分析- 第三课时:波形发生器应用实例分析,电路图设计方法讲解- 第四课时:小组合作,进行波形发生器电路搭建与调试4. 教材章节:- 教材第四章:波形发生器- 教材第五章:示波器及其应用教学内容根据课程目标进行选择和组织,确保科学性和系统性。
在教学过程中,教师需按照教学大纲安排教学内容和进度,结合教材章节,使学生在掌握理论知识的同时,能够进行实践操作,提高学生的综合能力。
proteus波形发生器课程设计
![proteus波形发生器课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/de6c4e9c5ebfc77da26925c52cc58bd63186938f.png)
proteus波形发生器课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解波形发生器的原理,掌握Proteus软件中波形发生器的使用方法;2. 学会分析波形发生器的电路图,并能够描述各部分功能;3. 掌握如何调整波形发生器的参数,以实现不同波形(如正弦波、方波、三角波等)的输出。
技能目标:1. 能够运用Proteus软件设计并搭建简单的波形发生器电路;2. 学会使用示波器等工具观察波形发生器输出的波形,并进行分析;3. 能够针对实际需求,调整波形发生器的参数,实现特定波形的输出。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子电路的兴趣,激发学习热情;2. 增强学生的团队合作意识,培养在团队中沟通、协作的能力;3. 引导学生认识到波形发生器在电子技术中的应用价值,提高学生的创新意识和实践能力。
课程性质:本课程为电子技术实践课程,以实验操作和实际应用为主,注重培养学生的实际操作能力和创新能力。
学生特点:学生为高年级电子专业或相关专业的学生,具有一定的电子电路基础和实际操作能力。
教学要求:结合Proteus软件和实际电路,引导学生从理论到实践,逐步掌握波形发生器的原理和应用。
在教学过程中,注重启发式教学,鼓励学生思考、提问、创新,提高学生的综合素养。
通过课程学习,使学生能够独立完成波形发生器的设计与搭建,为后续相关课程和实际工作打下基础。
二、教学内容1. 波形发生器原理介绍:讲解波形发生器的概念、种类、工作原理及其在电子电路中的应用。
- 教材章节:第二章第二节“波形发生器的基本原理”- 内容列举:正弦波、方波、三角波等常见波形的产生原理,集成波形发生器的特点。
2. Proteus软件使用:介绍Proteus软件的基本功能,重点讲解波形发生器的搭建、参数设置和仿真操作。
- 教材章节:第三章“Proteus软件的使用”- 内容列举:软件界面、基本操作、波形发生器组件、仿真分析等。
3. 波形发生器电路分析与设计:- 教材章节:第四章“波形发生器电路分析与设计”- 内容列举:电路图分析、各部分功能、参数调整、波形观察与调试。
波形发生器(课程设计)
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波形发生器的设计1.设计目的(1)掌握用集成运算放大器构成正弦波、方波和三角波函数发生器的设计方法。
(2)学会安装与调试由分立器件与集成电路组成的多级电子电路小系统。
2.设计任务设计一台波形信号发生器,具体要求如下:(1)输出波形:正弦波、方波、三角波。
(2)频率范围:3Hz -30Hz ,30Hz -300Hz ,300Hz -3KHz ,3KHz -30KHz 等4个波段。
(3)频率控制方式:通过改变RC 时间常数手控信号频率。
(4)输出电压:方波峰—峰值V U pp 24≤;三角波峰-峰值V 8U pp =,正弦波峰-峰V 1U pp >。
3.设计要求(1)完成全电路的理论设计(2)参数的计算和有关器件的选择(3)PCB 电路的设计(4)撰写设计报告书一份;A3 图纸2张。
报告书要求写明以下主要内容:总体方案的选择和设计 ;各个单元电路的选择和设计;PCB 电路的设计4、参考资料(l )李立主编. 电工学实验指导. 北京:高等教育出版社,2005(2)高吉祥主编. 电子技术基础实验与课程设计. 北京:电子工业出版社,2004(3)谢云,等编著.现代电子技术实践课程指导.北京:机械工业出版社,2003目录一. 设计的方案的选择与论证 (3)1.1 设计方案 (3)1.1.1 设计方案1 (3)1.1.2 设计方案2 (4)1.1.3 设计方案3 (5)1.2 方案选择 (6)二. 单元电路的设计 (6)2.1 方案设计 (6)2.1.1 正弦波电路 (6)2.1.2 方波电路 (11)2.1.3 三角波电路 (12)2.2 参数的选择 (13)三、仿真 (14)3.1 软件介绍 (14)3.2 仿真的过程与结果 (15)四、PCB制版 (15)4.1 软件简介 (15)4.2 PCB电路板设计步骤 (20)五、总结与心得 (21)六、附录 (22)6.1 材料清单 (22)6.2 原理图 (23)6.3 PCB板图 (24)七、参考文献 (25)一.设计方案的选择与论证产生正弦波、三角波、方波的电路方案有多种。
单片机简易波形发生器课程设计
![单片机简易波形发生器课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/eae394b0690203d8ce2f0066f5335a8102d2666c.png)
单片机简易波形发生器课程设计一、引言波形发生器是电子工程中常用的实验设备,用于产生各种类型的电信号波形。
在电子技术教学中,波形发生器是学习和理解信号波形特性的重要工具之一。
本篇文章将介绍一个基于单片机的简易波形发生器的课程设计。
二、设计目标本课程设计的目标是利用单片机设计并实现一个简易的波形发生器。
通过该波形发生器,学生可以学习和掌握以下知识点:1. 单片机的基本原理和应用;2. 数字信号处理的基本概念和方法;3. 波形的产生和调节;4. 信号波形的观测和分析;5. 电子电路的设计和调试。
三、设计内容1. 系统框图设计根据设计目标,首先需要设计波形发生器的系统框图。
系统框图包括单片机、外部时钟源、数模转换器、数字信号处理模块、输出缓冲器等。
其中,单片机作为控制核心,通过外部时钟源提供时钟信号,控制数模转换器按照预设的波形参数生成模拟信号,然后经过数字信号处理模块和输出缓冲器输出到外部设备。
2. 单片机程序设计根据系统框图,需要编写单片机的程序实现波形的生成和控制。
程序设计主要包括以下几个步骤:(1)初始化:设置单片机的工作模式和各个引脚的功能;(2)波形参数设置:根据用户输入或预设的参数,设置波形的类型、频率、幅度等;(3)波形生成:利用单片机的定时器,按照设定的频率和幅度,产生相应的数字信号;(4)波形输出:将数字信号经过数模转换器和输出缓冲器转化为模拟信号,输出到外部设备。
3. 外部电路设计为了保证波形发生器的稳定性和信号质量,还需要设计一些外部电路。
例如,时钟源的选择和连接,数模转换器的选型和电路连接,输出缓冲器的电路设计等。
四、实验步骤1. 准备实验所需材料和设备,包括单片机开发板、外部时钟源、数模转换器、电阻、电容等元件;2. 根据设计框图,连接各个模块和电路,注意接线的正确性和稳定性;3. 编写单片机程序,根据要求设置波形参数和生成算法;4. 将程序烧录到单片机中,并连接外部设备;5. 调试和测试,观察波形输出是否符合预期,调整参数进行波形的变换和调节;6. 完成实验报告,总结实验结果和心得体会。
波形发生器课程设计
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1.安排题目:波形爆收电路之阳早格格创做2.安排任务战央供:央供:安排并用分坐元件战集成运算搁大器创造能爆收圆波战三角波波形的波形爆收器.基础指标:输出频次分别为:102H Z、103H Z;输出电压峰峰值V PP≥20V3.完全电路安排1)旗号爆收器:旗号爆收器又称旗号源或者振荡器.按旗号波形可分为正弦旗号、函数(波形)旗号、脉冲旗号战随机旗号爆收器等四大类.百般波形直线均不妨用三角函数圆程式去表示,如三角波、锯齿波、矩形波(含圆波)、正弦波.通过模拟电子技能安排的波形爆收器是一个没有需要中加输进旗号,靠自己振荡爆收旗号的电路. 2)电路安排:完全电路由RC振荡电路,反相输进的滞回比较器战积分电路组成.缘由:a)矩形波电压惟有二种状态,没有是下电仄,便是矮电仄,所以电压比较器是它的要害组成部分;b)爆收振荡,便是央供输出的二种状态自动天相互变换,所以电路中必须引进反馈;c)输出状态应按一定的时间隔断接替变更,即爆收周期性变更,所以电路中要有延缓关节去决定每种状态保护的时间.RC振荡电路:即动做延缓关节,又动做反馈电路,通过RC充搁电真止输出状态的自动变换.反相输进的滞回比较器:矩形波爆收的要害组成部分.积分电路:将圆波形成三角波.3)完全电路框图:为真止圆波,三角波的输出,先通过 RC振荡电路,反相输进的滞回比较器得到圆波,圆波的输出,是三角波的输进旗号.三角波加进积分电路,得出的波形为所供的三角波.其电路的完全电路框图如图1所示:图1根据本真验的安排电路爆收振荡,通过RC电路战滞回比较器时将爆收幅值约为12V的圆波,果为稳压管采用1N4742A(约12V).电压比较电路用于比较模拟输进电压与设定参照电压的大小关系,比较的停止决断输出是下电仄仍旧矮电仄.滞回比较器主要用去将旗号与整电位举止比较,以决断输出电压.图3为一种滞回电压比较器电路,单稳压管用于输出电压限幅,R3起限流效率,R2战R1形成正反馈,运算搁大器当u p>u n时处事正在正鼓战区,而当u n>u p 时处事正在背鼓战区.从电路结构可知,当输进电压u in小于某一背值电压时,输出电压u o= -U Z;当输进电压u in大于某一电压时,u o= +U Z.运算搁大器正在二个鼓战区翻转时u p=u n=0,由此可决定出翻转时的输进电压.u p用u in战u o表示,有根据翻转条件,令上式左圆为整,得此时的输进电压U th称为阈值电压.滞回电压比较器的直流传播个性如图4所示.设输进电压初初值小于-U th,此时u o= -U Z;删大u in,当u in=U th时,运搁输出状态翻转,加进正鼓战区.如果初初时刻运搁处事正在正鼓战区,减小u in ,当u in=-U th时,运搁则启初加进背鼓战区.图3 滞回电压比较器图4 滞回电压比较器的直流传播个性如果给图3所示电路输进三角波电压,其幅值大于U th,设t=0时,u o= -U Z,其输出波形如图5所示.可睹,输出为圆波.图5 输进为三角波时滞回电压比较器的输出波形b).圆波—三角波爆收电路给图3所示的滞回电压比较器级联一积分电路,再将积分器的输出动做比较器的输进,如图6所示.由于积分电路可将圆波形成三角波,而比较器的输进又正佳为三角波,果此可定性推断出,图6电路的输出电压u o1为圆波,u o2为三角波,如图7所示.图6 圆波—三角波爆收电路底下分解其振荡周期.积分器输出电压从-U th减少到+U th所需的时间为振荡周期T的一半,由积分器关系式或者振荡频次则为图7圆波—三角波爆收电路的输出波形c)元器件采用1))通用型集成单运搁LM741CN 电路所用的运搁采用LM741CN,LM741CN的管足图如图所示,其个性是电压符合范畴较宽,可正在±5~±18V范畴内采用;具备很下的输进同模、好模电压,电压范畴分别为±15V战±30V;内含频次补偿战过载、短路呵护电路;可通过中接电位器举止调整.足位4: V-足位6:OUTPUT足位7:V+图2 LM741管足分散2))稳压二极管单稳压二极管的宁静电压根据圆波幅值采用,由安排央供可与12伏特的稳压二极管,本次考查采与的1N4742A 稳压二极管.3))电阻电阻R4根据单稳压二极管的最大电流决定,此处可与10 k ,其余电阻分别有10K 电阻,120K 电阻战25K 电阻.4))电容电容C 根据振荡频次央供决定,本次真验采与的100nF 战10nF 二种电容.5))由13241CR R R T f ==式,令R 1=25K ,为达到所央供的频次,可供得三组值:当频次为100HZ 时,R 2=130K R 3=130K C=10nF 当频次为1000HZ 时,R 2=130K R 3=130K C=100nF6))本件功能介绍:7))本件: 元件数量 元件 数量 LM741H2 120K 电阻 2 10K 电阻5 104陶瓷电容 1 25K 电阻1 103陶瓷电容 1 1N4742A2 单刀单掷启关 1 锡线 若搞8))系统的电路总图:4、仿真及仿真停止仿真是通过Multisim硬件举止的.仿真电路尝试历程:仿真频次为100HZ的圆波战三角波的波形图: (幅值足够)仿真频次为1000HZ的圆波战三角波的波形图:仿真数据表三角波U1 圆波U2 100HZ峰-峰值/V1000HZ峰-峰值/V5.电路焊接历程与调试停止:1)圆波-三角波爆收电路的焊接步调:a.把二块LM741CN集成运搁战其余电子元件先搁进电路板中筹备,念领会电路的门路,尽管少用跳线缩小电路出现的问题;b.正在焊接时注意集成运搁的足位,要对于着去焊接,没有克没有及接错,如果要用到电解电容的话,也要分浑电解电容的正背;c.按图接线,注意直流电源的正背及接天端,另有创造尝试波形的二个输出面;d.焊接完后,要查看电路,再沉新瞅一次,查看真焊,没有连通等的局里.2)调试爆收圆波-三角波的电路:a.接进电源后,用示波器举止单踪瞅察;b.通过关合启关采用符合的电容使三角波的幅值战圆波的频次谦足指标央供;c.瞅察示波器,波形宁静后记录数据.安排数据:圆波幅值输出频次f1 输出频次f2 表里数据12V 100HZ 1000HZ仿真数据107HZ 1000HZ真测数据101HZ 998HZ6.缺面分解:缺面的根源主要有系统缺面(固有缺面)战奇然缺面(随机缺面).而爆收系统缺面的本果有:仪器自己的缺陷、表里公式战丈量要领的近似性、环境的改变战部分存留的没有良丈量习惯等.系统缺面根源有工具缺面、拆置缺面、人身缺面、中界缺面、要领缺面等.奇然缺面主假如某种已知的奇然果素对于真验者、仪器、被测物理量的效率而爆收的.本安排中,器件本质丈量参数跟表里参数没有符合是引起缺面的最大本果.如电路中的电阻R,它效率了输出电压的大小,如果R与符合值,三角波战圆波输出波形没有得真,而R出现少许改变的时间,会使输出电压战输出频次出现很大的缺面.本安排做品的便宜犹如下几面:一.电路惟有一个延缓关节,延缓时间短.二.由于积分电路引进了深度电压背反馈,所以正在背载电阻相称大的变更范畴里,三角波电压险些没有变.本安排做品的缺累之处主假如:一.圆波输出电压小于2Vcc 是果为运搁输出极有PNP型二种晶体组成复合互补对于称电路输出圆波时,二管轮流停止或者饮战导通,由于导通时输出电阻的效率,使圆波输出度小于电源电压值.二.受运搁效率,三角波传输个性区线性度好简单引起得真.以去大概矫正的筹备:正在电路上加上呵护电路,正在三角波输出端加上滤波搜集革新输出波形.8.心得体验:本次课程安排是正在前导考证性认知真验前提上,举止更下条理命题的课程安排,安排一个电路,决没有是简朴天按课本的电路图举止焊接成型,咱们要举止电路各个元件参数的估计,那个波及咱们所掌握的表里知识.元件的估计是安排中较为要害的一部分,估计准了,则安排出去的电路缺面没有大,可则,安排出去的电路本能指标跟央供出进甚近.最艰易的是当电路出现过得是,怎么样检测堕落误之处,怎么样排除过得,它磨练了咱们怎么样使用表里知识战本质的调试的本领.其余,通过那次课程安排,尔掌握了时常使用元件的辨别战尝试、认识了时常使用的仪器、相识了电路的对接、焊接要领、坚韧了前提、普及了本质支配技能、并养成注沉安排、探供革新的思维习惯.总而止之,那次课程安排极大的普及尔正在电子电路圆里的各项本领.9、主要参照书籍目:1、童诗黑、华成英,《模拟电子技能前提》2、周毁昌、蒋力坐,《电工电子技能真验》3、互联网相关文件10附录:电路图:电路拆置图,正里:电路拆置图,反里:。
调频波形发生器课程设计
![调频波形发生器课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/150c79730166f5335a8102d276a20029bc646361.png)
调频波形发生器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解调频波形发生器的基本原理,掌握其工作流程。
2. 学生能够运用所学知识,分析并设计简单的调频波形发生器电路。
3. 学生掌握调频技术的基本概念,了解其在通信领域的应用。
技能目标:1. 学生能够运用示波器、信号发生器等实验设备进行调频波形发生器的调试与测试。
2. 学生具备独立设计、搭建和调试简单调频波形发生器的能力。
3. 学生能够通过实际操作,提高解决实际问题的能力和动手实践能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发他们探索未知、勇于创新的科学精神。
2. 学生通过小组合作,培养团队协作意识,增强沟通与表达能力。
3. 学生能够认识到调频波形发生器在实际应用中的价值,增强社会责任感和使命感。
课程性质:本课程为电子技术学科的一门实践性较强的课程,旨在让学生通过理论学习和实践操作,掌握调频波形发生器的原理和应用。
学生特点:学生处于高中年级,具有一定的电子技术基础,对实际操作和动手实践有较高的兴趣。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强调动手实践能力,培养创新意识和团队协作精神。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际电路设计,提高解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 理论知识:- 调频原理及其在通信系统中的应用- 调频波形发生器的电路结构和工作原理- 调频信号的特点及其调制与解调方法2. 实践操作:- 使用信号发生器产生调频信号- 搭建并测试简单的调频波形发生器电路- 利用示波器观察调频信号的波形及其特性3. 教学大纲:- 第一周:调频原理及其在通信系统中的应用- 第二周:调频波形发生器的电路结构和工作原理- 第三周:调频信号的特点及其调制与解调方法- 第四周:实践操作一,使用信号发生器产生调频信号- 第五周:实践操作二,搭建并测试简单的调频波形发生器电路- 第六周:实践操作三,利用示波器观察调频信号的波形及其特性4. 教材关联:- 教科书第四章第二节:调频技术及其应用- 教科书第五章第三节:波形发生器及其设计教学内容注重科学性和系统性,结合课程目标,合理安排教学进度。
微机原理课程设计波形发生器
![微机原理课程设计波形发生器](https://img.taocdn.com/s3/m/5c12ee0d941ea76e59fa04e5.png)
微机原理课程设计波形发生器基本要求:(1)通过按键选择波形,波形选择〔方波、三角波〕。
8255 A 和0832(2)通过按键设定波形的频率,同时波形频率在数码管上显示。
8255A(3)频率设定后,通过8253精确计时来设置波形宽度大小,比方方波的占空比。
(4)8259A产生中断,用示波器显示输出波形。
附加要求:(1)通过按键可以增大或者降低频率;(2)显示正弦波。
目录一理论部分1.1 课程设计的目的 (2)1.2 课程设计要求与内容 (2)1.3 总体设计方案 (2)(1)设计思想及方案论证 (2)(2)总体设计方案框图 (3)1.4 系统硬件设计 (4)1.5 系统软件设计 (5)二实践部分2.1 系统硬件原理简介 (6)2.2 程序调试 (9)2.3 软件系统的使用说明 (9)三课程设计结果分析3.1 实验结果 (10)3.2 结果分析 (11)四课程设计总结 (11)五附录5.1源程序及说明 (12)波形发生器一 理论部分1.1 课程设计的目的〔1〕综合模拟电子线路、数字电子技术和微机原理等多门专业基础课程的知识,使学生对以电脑为核心的通信、测量或控制系统有个全面了解和实践的过程。
〔2〕掌握常规芯片的使用方法、掌握简单微型电脑应用系统软硬的设计方法,进一步锻炼同学们在微型电脑应用方面的实际工作能力,强化本学科内容并扩展知识面。
〔3〕体验分析问题、提出解决方案、通过编程等手段实现解决方案、不断调试最终到达设计要求的全过程。
〔4〕培养学生的创造力和对专业的适应性。
1.2 课程设计的内容和要求1、通过按键选择波形,波形选择〔方波、三角波、正弦波〕。
8255 A 和08322、通过按键设定波形的频率,同时波形频率在数码管上显示。
8255A3、频率设定后,通过8253精确计时来设置波形宽度大小,比方方波的占空比。
4、8259A 产生中断,用示波器显示输出波形。
5、通过按键可以增大或者降低频率;6、画出电路原理图,说明工作原理,编写程序及程序流程图。
基于51单片机波形发生器课程设计
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基于51单片机波形发生器课程设计1. 引言波形发生器是电子技术领域中常用的仪器设备,用于产生各种不同形状的电信号波形。
在电子电路实验和测试中,波形发生器能够提供不同频率、幅度和相位的信号,用于测试和验证电路的性能。
本篇文章将介绍一个基于51单片机的波形发生器设计。
通过使用51单片机,我们可以实现一个简单但功能强大的波形发生器,并通过编程控制实现不同类型的波形输出。
2. 硬件设计2.1 51单片机51单片机是一种常见的8位微控制器,具有低功耗、高性能和广泛应用等特点。
在本设计中,我们选择使用51单片机作为主控芯片。
2.2 数模转换芯片为了将数字信号转换为模拟信号输出,我们需要使用一个数模转换芯片。
在本设计中,我们选择使用DAC0800芯片作为数模转换器。
2.3 操作面板为了方便用户操作和设置参数,我们设计了一个操作面板。
该面板包括按键、旋钮和显示屏等组件,用户可以通过操作面板来控制波形发生器的参数和功能。
2.4 输出接口为了将模拟信号输出到外部设备,我们设计了一个输出接口。
该接口可以连接到示波器或其他测试仪器,以便观察和测量输出信号。
3. 软件设计3.1 程序框架波形发生器的软件设计主要包括初始化设置、参数调整和波形生成等功能。
我们可以使用C语言编程,在51单片机上实现这些功能。
以下是程序框架的伪代码:void main(){初始化设置();while(1){获取用户输入();参数调整();波形生成();}}3.2 初始化设置在初始化设置阶段,我们需要对51单片机和数模转换芯片进行初始化配置。
这包括设置时钟频率、IO口方向、数模转换精度等。
以下是初始化设置的伪代码:void 初始化设置(){设置时钟频率();配置IO口方向();配置数模转换精度();}3.3 参数调整在参数调整阶段,用户可以通过操作面板来调整波形发生器的参数。
这包括选择波形类型、设定频率和幅度等。
以下是参数调整的伪代码:void 参数调整(){获取用户输入();if(用户选择了波形类型){设置波形类型();}if(用户设定了频率){设置频率();}if(用户设定了幅度){设置幅度();}3.4 波形生成在波形生成阶段,根据用户设定的参数,我们可以通过数模转换芯片来生成相应的波形信号。
微机原理课程设计波形发生器
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微机原理课程设计波形发生器波形发生器是微机原理课程设计的一个重要内容,它是一种能够产生各种复杂波形信号的电子设备。
在微机原理课程设计中,波形发生器的设计和实现是一个非常有挑战性的任务。
本文将详细介绍波形发生器的标准格式文本。
一、引言波形发生器是一种能够产生各种复杂波形信号的电子设备,它在各个领域中都有广泛的应用,如通信、测量、音频处理等。
在微机原理课程设计中,波形发生器的设计和实现是一个非常重要的任务,它能够帮助学生更好地理解和应用微机原理的相关知识。
二、设计目标本次波形发生器的设计目标是实现一个能够产生多种波形信号的电子设备。
具体要求如下:1. 支持产生正弦波、方波、三角波等常见的基本波形信号;2. 支持调节波形的频率、幅度和相位等参数;3. 支持输出波形信号的显示和保存。
三、设计原理波形发生器的设计原理主要包括以下几个方面:1. 信号发生器:使用定时器模块产生一个基准频率的方波信号,通过改变定时器的计数值来调节频率。
2. 波形生成:通过对基准信号进行变换和处理,生成不同的波形信号。
例如,通过改变方波的占空比来产生三角波信号,通过加入谐波成分来产生正弦波信号。
3. 参数调节:通过用户界面或控制面板,实现对波形的频率、幅度和相位等参数进行调节。
4. 输出显示:将生成的波形信号通过示波器或其他显示设备进行输出显示,并能够保存波形数据。
四、设计步骤波形发生器的设计步骤如下:1. 确定所需波形信号的类型和参数范围,如频率范围、幅度范围等。
2. 设计信号发生器模块,包括定时器的设置和计数值的调节。
3. 设计波形生成模块,根据所需波形信号的类型和参数,进行相应的变换和处理。
4. 设计参数调节模块,实现对波形的频率、幅度和相位等参数进行调节。
5. 设计输出显示模块,将生成的波形信号通过示波器或其他显示设备进行输出显示,并能够保存波形数据。
6. 进行模块的集成和测试,确保波形发生器能够正常工作并满足设计要求。
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波形发生器课程设计标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]《波形发生器》课程设计报告专业:电气工程及其自动化班级: 08级姓名:王诗慧指导教师:孟洁2011年 11 月13日目录一、设计题目:波形发生器二、设计目的1、研究正弦波等振荡电路的振荡条件。
2、学习波形产生、变换电路的应用及设计方法以及主要技术指标的测试方法。
三、设计要求及主要技术指标设计要求:设计并仿真能产生方波、三角波及正弦波等多种波形信号输出的波形发生器。
1、方案论证,确定总体电路原理方框图。
2、单元电路设计,元器件选择。
3、仿真调试及测量结果。
主要技术指标1、正弦波信号源:信号频率范围20Hz~20kHz 连续可调;频率稳定度较高。
信号幅度可以在一定范围内连续可调;2、各种输出波形幅值均连续可调,方波占空比可调;3、设计完成后可以利用示波器测量出其输出频率的上限和下限,还可以进一步测出其输出电压的范围。
四、仿真需要的主要电子元器件1、运算放大电路2、滑线变阻器3、电阻器、电容器等五、设计报告总结(要求自己独立完成,不允许抄袭)。
1、对所测结果(如:输出频率的上限和下限,输出电压的范围等)进行全面分析,总结振荡电路的振荡条件、波形稳定等的条件。
2、分析讨论仿真测试中出现的故障及其排除方法。
3、给出完整的电路仿真图。
4、体会与收获。
一、方案论证与比较方案一:先用一块LM358运放做出方波经过积分电路获得三角波,再由三角波经过低通滤波转为正弦波。
.原理图及PCB 图电 路 图PCB 原 理 图PCB 封 装 图五.电路的分析与计算没有接通时,V V 00=,滞回比较器V0=+UZ ,则集成运放同相输入端Z i V R R R V •+=212,同时Z V V +=0给C 充电,使VR 由0上升,在>R V Vi 之前,Z V V +=0不变;当 V >V i R 时,V0跳变到-VZ 。
当V0=-VZ 时,)(212z i V R R R V -+=,同时C 经R f 反向输入端等效电阻)使VR 降低,在VR >Vi 之前V0=-VZ 不变,当VR <Vi 时,Vi 跳变到+VZ图5.0.1(1)方波部分方波的波幅由稳压管的参数决定,这里使用10V,方波的周期取决于充放电回路RC 的数值。
若R 或C 其中一个增大,τ和周期T 均会增大,频率f 也会增大。
计算周期T :通过对方波发生电路的分析,可以想象,与改变输出电压的占空比,就必须使电容正向和反向充电的时间常数不同。
利用二极管的单向导电性可以引导电流流经不同的通路,则占空比可调。
则可求出周期T:带入值得T=sf=1/T=20KHz图5.0.2(2)三角波部分在方波发生电路中,当阈值电压数值较小时,可将电容两端的电压看成为近似三角波。
所以只要将方波电压作为积分运算电路的输入,在其输出就得到三角波电压。
如图5.2.2的仿真结果所示,当方波发生电路的输出电压u01=-Uz时,积分运算电路的输出电压u0将线性下降;而当u01=Uz时,将线性上升。
图5.2.1积分电路的输入电压u01,而且u01不是+Uz,就是-Uz,所以输出电压的表达式为式中u0(t0)为初态时的输出电压。
设初态时u01正好从-Uz跃变为+Uz,则式子变为积分电路反向积分,u0随时间的增长线性下降,一旦u0=-UT,再稍减小,u01将从+Uz跃变为-Uz。
式子变为U0(t1)为u01产生跃变时的输出电压。
积分电路正向积分,u0随时间的增长线性增大,一旦u0=+UT,再稍加增大,u01将从-UZ跃变为+UZ,回到初态,积分电路又开始反向积分。
电路重复上述过程,因此产生自己震荡。
由以上分析可知,u0是三角波,幅值为±UT;u01是方波,幅值为±UZ,由于积分电路引入了深度电压负反馈,所以在负载电阻相当大的变化范围里,三角波电压几乎不变。
设正向积分起始值为-UT,终了值为+UT,积分时间为二分之一周期,则有+UT=)(216TZ UTUCR-+•得出震荡周期震荡频率调节电路中的R5,可以改变震荡频率和三角波的幅值。
仿真结果:图5.2.2(3)正弦波部分在三角波电压为固定频率或频变化很小的情况下,可以考虑用低通滤波(或带通滤波)的方法将三角波变换为正弦波,输入电压的频率等于输出电压的频率。
将三角波按傅里叶级数展开其中Um是三角波的幅值。
电路如下图5.3.1图5.3.1仿真结果:图5.3.2方案二:由RC桥式正弦波振荡器产生正弦波,经过滞回比较器输出的方波经过积分器积分可得到三角波,三角波又触发比较器自动翻转形成方波,然后经过同相输入迟滞比较器和充放电时间常数不等的积分器,共同组成锯齿波电压产生器电路。
总设计框图:1.系统的全部功能、要求及技术指标1.可实现正弦波,并且正弦波在信号频率范围20Hz~20kHz 连续可调;频率稳定度较高。
实现了方波,三角波,锯齿波,并且信号幅度可以在一定范围内连续可调2. 各种输出波形幅值均连续可调,方波占空比可调2.确定设计框图(系统包含的单元电路及结构)和总体设计方案3..单元电路分析及计算RC桥式正弦波振荡器(文氏电桥振荡器)基本原理图:RC桥式可由四部分组成:分别为放大电路,选频网络,正反馈网络,稳幅环节。
其中RC 串,并联电路构成正反馈支路,同时兼做选频网络,R1,R2,R4及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。
调节电位器R1,可以改变负反馈深度,以满足振荡的振幅条件和改善波形。
利用两个反向并联二极管D1,D2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。
D1,D2采用硅管(温度稳定性好),且要求特性匹配,才能保证输出波形正、负半周对称。
R3的接入是为了削弱二极管非线性的影响,以改善波形失真。
RC并联选频网络的频率特性整理得:最终得:振幅平衡条件仿真图:方波,三角波形成电路:方波原理图方波原理分析:计算周期:T=2T1=2RCln(1+2R2/R1)三角波发生电路:三角波原理图:三角波,方波发生器:基本原理图:把比较器U2输出的方波经积分器U3积分可得到三角波,三角波又触发比较器自动翻转形成方波,这样即可构成三角波、方波发生器。
由于采用运放组成的积分电路,因此可实现恒流充电,使三角波线性打打改善。
电路振荡频率:f=R8/4R9(R12+R11)Cf(阻值参照下图)方波幅值:U=Uz 可以取正负值三角波幅值:U=(R1/R2)Uz方波三角波仿真图:锯齿波发生电路:锯齿波原理图:它包括同相输入比较器和充放电时间常数不等的积分器两部分。
门限电压的估算:Vp=Vi-[(Vi-Vo)/(R1+R2)]R1考虑电路翻转:Vn=Vp=0得Vi=Vt=-(R1/R2)Vo1得上门限电压为Vt=(R1/R2)Vz得下门限电压为Vt=-(R1/R2)Vz门限宽度为上门限与下门限之差。
工作原理:设t=0时接通电源,有Vo1=-Vz经R4向C充电,使输出电压按线性规律增长。
当Vo上升到门限电压Vt,使Vp=Vn=0时,比较器输出Vo1由-Vz上升到+Vz,同时门限电压下跳到Vt-值。
以后Vo1=+Vz经R4和D、R6两支路向C反向充电,由于时间常数减小,Vo迅速下降到负值。
当Vo下降到门限电压Vt-使Vp1=Vn1=0时,比较器输出Vo1又由+Vz下跳到-Vz。
如此周而复始,产生振荡。
由于电容C的正向与反向充电时间常数不相等,输出波形Vo为锯齿波电压,Vo1为矩形波电压。
忽略二极管的正向电阻,其振荡周期;T=T1+T2=2R1 R4 C/R2+2R1(R4||R6)C=2R1R4C(R4+2R6)/R2(R4+R6)当R6、D支路开路,电容C的正、反向充电时间常数相等时,此时锯齿波就变成三角波,从而电路也就变成了方波,三角波产生电路。
振荡周期:T=4R1R4C/R2三、系统仿真调试分析1、软件仿真原理图2、模拟仿真过程正弦波起始振荡状态后正常正弦振荡状态方波振荡状态三角波起始振荡状态:后三角波正常状态锯齿波振荡状态:1、各项指标测试:正弦波:频率:电压:方波:频率:电压:三角波:频率:电压:锯齿波:频率:电压:四、数据与调试分析1.从数据记录中可以看到误差:频率最小值误差:最大值误差:正弦波幅值误差:方波幅值误差:三角波幅值误差:锯齿波幅值误差:因为运用了RC正弦振荡电路,比较器,积分器,可变电阻来实现波形的稳定和可调。
电压范围在到可调,频率在到20KHZ可调,由于参数设置上有一定的偏差,致使在测量过程中数据有一定波动,电路不太稳定。
五、心得体会通过这次对波形发生器的制作和设计,让我更加明白了设计电路的程序,也让我更加深入了解了波形发生器的设计理念和思路。
其实这次实验做得并不是很顺利,在运行过程中碰到了很大的困难,比如出不来图形反而出现了错误,出来了图形但是严重失真等。
一开始还比较迷茫,但是我没有失去信心,通过不断地改变阻值,改变接法,终于大体上算是成功了。
但是有点遗憾就是波形还是有点微微失真,电压、频率等幅值误差还是较大。
我想这是促使我要更加努力地学习课本知识来完善电路。
在这里我要感谢老师的帮助,因为老师的提醒,让我的电路更加可行,使用。
也因为老师,让我更加有信心去研究新的方法。
六、参考文献1.彭介华.电子技术课程设计指导.北京:高等教育出版社,20052.陈大钦主编.电子技术基础实验—电子电路实验·设计·仿真.北京:高等教育出版社,20003.高吉祥主编.电子技术基础实验与课程设计.北京:电子工业出版社,20024.郑步生. Multisim2001电路设计及仿真入门与应用.电子工业出版社.20021.《模拟电子技术基础》高等教育出版社;2.《Protel 99 SE入门与提高》电子工业出版社。