電子制圖課程設計方波－三角波發(fā)生器

1、課程設計說明書 方波三角波發(fā)生器沈 陽 大 學課程設計說明書 no.1課程設計目的計算機電子線路制圖課程設計是學習課程之后的綜合性實踐教學環(huán)節(jié)。目的是通過解決簡單的實際問題鞏固和加深在計算機電子線路制圖課程終所學的理論知識和實驗技能。訓練學生綜合運用學過的電子設計自動化技術基礎知識，在教師指導下完成查找資料，選擇、論證方案，設計電路，運行仿真，設計印制電路板，分析結果，撰寫報告等工作。使學生初步掌握利用電子設計自動化工具設計電子電路的一般方法步驟，通過理論聯(lián)系實際提高和培養(yǎng)學生分析、解決實際問題的能力和創(chuàng)新能力，為后續(xù)課程的學習、畢業(yè)設計和畢業(yè)后工作打下一定的基礎。沈 陽 大 學課程設計說明書

2、 no.2一、 設計方案論證1、概述 由集成運放構成的方波和三角波發(fā)生器的電路形式很多，但通常由滯回比較器和積分電路構成。按積分電路的不同，又可以分為兩種類型：一類是由普通的rc積分電路組成，另一類由恒流充放電的積分電路和滯回比較器組成。 常用的方波和三角波發(fā)生電路是由集成運放組成的積分器和滯回比較器組成的，由于采用了由集成運算放大器組成弄鬼的積分器，電容c始終處在恒流充放電狀態(tài)，使三角波和方波的性能得到很大的改善，不僅能得到線性度較理想的三角波，而且也便于調(diào)節(jié)振蕩頻率和幅度。2、 工作原理：假設t=0時積分電容上的初始電壓為零，而滯回比較器輸出端為高電平，即uo1=+uz。因集成運放a1同相

3、輸入端的電壓u+同時與uo1和uo有關，根據(jù)疊加定理可得 工作原理框架圖13、原理論證 沈 陽 大 學課程設計說明書 no.3 圖2 方波三角波發(fā)生電路原理圖可知：方波和三角波的振蕩頻率相同，其值為 方波的輸出幅度由3穩(wěn)壓管dz決定，方波經(jīng)積分后得到三角波，因此三角波輸出幅度為 其中uz為穩(wěn)壓管的電壓三角波的振蕩周期為根據(jù)題目設計要求，輸出波形頻率需400hz，幅度2v，因此設置元件參數(shù)見原理圖。二、單元電路設計過程1、單元電路結構方波三角波發(fā)生電路主要由以下兩部分組成圖3. 矩形波發(fā)生電路沈 陽 大 學課程設計說明書 no.4圖4. 積分電路2、選定儀器列表表1：儀器列表結構名稱符號標識個數(shù)

4、滯回比較器電阻r1、r2、r33個集成運放a1個穩(wěn)壓管d1、d22個積分電路電阻r4、r52個集成運放b1個電容c1個三、仿真原理圖1、用dxp軟件繪制的仿真原理圖如下：沈 陽 大 學課程設計說明書 no.5 圖5 用dxp軟件繪制的仿真原理圖2、仿真元件列表表2.方波及三角波電路元件表元件名稱標號說明參數(shù)型號所屬元件庫lm324nua集成運算放大器ti operational amplifier i .intlibubin5233bd1穩(wěn)壓管6vfsc discrete diode.intlibd2res2r1電阻40kmiscellaneous devicesintlibr240kr32k

5、r430kr530kcapc電容0.02fvsrcvcc直流電源15vvee-15v沈 陽 大 學課程設計說明書 no.6已知：r1=40k，r2=40k，r3=2k, r4=30k,r5=30k,f =400hz由已知計算電容cf =1/t t=2.4msc=t *r2 / (4 *r1* r4) = 0.02u四、仿真分析方案1、仿真類型及參數(shù)選擇的仿真類型是瞬態(tài)分析針對瞬態(tài)分析主要包括以下特點：它用于求電路的時域響應；在其中可以設置start time ,end time,step time,max step time等。而且最重要的是它的分析結果是以波形圖的形式顯示，這一點符合本設計要

6、求。11創(chuàng)建設計項目和原理圖文件創(chuàng)建原理圖文件：filenewschematic12設置圖紙參數(shù)執(zhí)行designdocument options 設置土著為白色，不顯示標題欄和可見柵格，采用用戶設置圖紙規(guī)格，寬100，高400，縱向和橫向分區(qū)數(shù)均為413安裝元件庫（1）單擊窗口底部libraries標簽（2）在庫管理面板上的庫類型選中components（3）打開available libraries，單擊install 安裝library目錄下的simulation sources.intlab、lt operational amplifier.intlib、miscellaneous de

7、vices.intlib和fsc discrete diode.intlib 。14參數(shù)值設置雙擊res1對象，打開其屬性設置對話框，在designator改標號，location改元件位置，在paramenters內(nèi)改變阻值。針對本設計選擇的瞬態(tài)分析參數(shù)是：起始時間為0 終止時間為10ms 步長為20ns 最大步長為200ns沈 陽 大 學課程設計說明書 no.7 圖62、仿真分析步驟：（1）執(zhí)行designsimulatemixsisim命令，打開仿真分析參數(shù)設置對話框（2）在分析選項中選擇所需的分析類型（3）單擊選擇的分析類型打開參數(shù)設置對話框，根據(jù)需要設置分析參數(shù)（4）在基本參數(shù)設置頁

8、中選擇采集數(shù)據(jù)范圍，生成網(wǎng)絡表范圍，仿真結果輸出設置，并根據(jù)需要從可用信號欄中選擇信號添加到活動信號欄（5）設置完畢后單擊ok按鈕關閉對話框（6）運行仿真，自動進入仿真結果顯示環(huán)境（7）根據(jù)需要選擇合適的顯示模式，調(diào)用測量數(shù)據(jù)3、仿真分析圖7. 瞬態(tài)分析仿真結果（矩形波）沈 陽 大 學課程設計說明書 no.8選擇的仿真類型是瞬態(tài)分析針對瞬態(tài)分析主要包括以下特點：它用于求電路的時域響應；在其中可以設置start time ,end time,step time,max step time等。而且最重要的是它的分析結果是以波形圖的形式顯示，這一點符合本設計要求 圖8 圖9 圖10. 瞬態(tài)分析仿真結

9、果（三角波）沈 陽 大 學課程設計說明書 no.9 圖11 圖123、 數(shù)據(jù)記錄表三：數(shù)據(jù)記錄表觀察點波形幅值頻率vo16.38v3934hzvo26.56v3934hz五、測試驗證結果與分析測試結果：幅值為 6.5676v 周期 1/393.4=2.5ms計算結果：uz=6v uo1=uz,u+=0,uom=uo根據(jù)疊加原理可得，uomr2(r1+r2)- r2(r1+r2) uz=0三角波輸出幅值為 uom= (r1r2)uz=6v周期為 t=2.4ms測試結果與計算結果相接近，仿真是成功的。六、印制電路板圖：（1）在原理圖中執(zhí)行designnetlist for documentprot

10、el命令，生成網(wǎng)絡表文件。（2）創(chuàng)建并打開印制電路板文件，設置工作層沈 陽 大 學課程設計說明書 no.10（3）調(diào)入網(wǎng)絡表（4）元件布局（5）自動布線（6）以三維方式顯示設計 圖13.布線結果 圖14.以三維方式顯示設計七、誤差分析仿真軟件的元器件值不可能絕對的精確造成仿真結果會有一定的非可見誤差，另外參數(shù)的設置問題以及小數(shù)點的取舍都是影響結果的因素，而且人眼觀察也是有一定的誤差的，因此仿真結果會與理論值有一定差別也是可以允許的。八、設計體會沈 陽 大 學課程設計說明書 no.11電子線路制圖課程設計使我們稍懂的了如何使用dxp這種仿真軟件，protel dxp的仿真分析功能，可以為模擬電子電路，數(shù)字電子電路進行靜態(tài)工作點分析、瞬態(tài)分析，培養(yǎng)了我們的學習興趣和電子制圖的工程意識，尤其在印制電路板方面更加理解了書本上的知識。九、參考文獻【