幅頻率可調(diào)的鋸齒波發(fā)生器課程設(shè)計(jì)

1、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)(論文) 幅度頻率可調(diào)的鋸齒波發(fā)生器 院（系）名稱電子與信息工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)電子信息工程 學(xué)號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師起 止 時(shí) 間： 2015.7.62015.7.19課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)院（系）：電子與信息工程學(xué)院 教研室：電子信息工程 學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)課程設(shè)計(jì)（論文）題目幅度頻率可調(diào)的鋸齒波發(fā)生器課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)任務(wù)要求：幅度頻率可調(diào)的鋸齒波發(fā)生器常作為時(shí)基電路，不同電子產(chǎn)品需要不同頻率和幅度的鋸齒波，以集成運(yùn)算放大器為主要器件。由比較器、鋸齒波發(fā)生電路及電源電路等部分組成。技術(shù)要求：1、設(shè)計(jì)電路所需的直流穩(wěn)壓電源。2、輸出波形工作頻率范圍0.02H

2、z1kHz連續(xù)可調(diào)。3、方波幅值10V，波峰峰值20V。4、各種輸出波形幅值均連續(xù)可調(diào)。5、利用Multisim（或EWB）進(jìn)行電路仿真與調(diào)試。指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)平時(shí)成績(jī)： 答辯成績(jī)： 論文成績(jī)： 作品成績(jī)： 總成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日注：平時(shí)成績(jī)占20%，答辯成績(jī)占20%，論文成績(jī)占40%，作品成績(jī)20%。摘 要隨著電子技術(shù)的發(fā)展和測(cè)試用信號(hào)源的廣泛應(yīng)用，鋸齒波和正弦波、方波、三角波作為常用的基本測(cè)試信號(hào)，鋸齒波電路作為時(shí)基電路已在儀器儀表中得到廣泛應(yīng)用。在示波器觀測(cè)到被測(cè)信號(hào)的波形，需要在水平偏轉(zhuǎn)板加上鋸齒波電壓，使電子束沿水平方向均勻掃過(guò)熒光屏；電視機(jī)熒光屏行場(chǎng)掃描也需要鋸齒波

3、電壓信號(hào)進(jìn)行掃描控制。因此鋸齒波信號(hào)產(chǎn)生電路具有廣泛的應(yīng)用意義。本次設(shè)計(jì)的幅度頻率可調(diào)的鋸齒波發(fā)生器，該鋸齒波產(chǎn)生電路以集成運(yùn)算放大器LM324為主要器件，構(gòu)成遲滯電壓比較器和充放電時(shí)間常數(shù)不等的積分器，實(shí)現(xiàn)幅度頻率可調(diào)的鋸齒波發(fā)生器。并設(shè)計(jì)電路所需的直流穩(wěn)壓電源。通過(guò)可變電阻阻值的改變，使幅度、頻率均可在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，以滿足不同的電子設(shè)備對(duì)不同參數(shù)的鋸齒波信號(hào)的要求。本系統(tǒng)采用Multisim仿真軟件進(jìn)行仿真測(cè)試。在保證功能的前提下控制器件成本。采用單面印制電路板對(duì)整體電路進(jìn)行合理的布線，并進(jìn)行焊接與調(diào)試。各輸出信號(hào)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求且穩(wěn)定工作。關(guān)鍵詞：鋸齒波；遲滯電壓比較器；充放電；積分

4、器 目 錄第1章 緒論11.1 鋸齒波發(fā)生器的發(fā)展概況11.2本文研究?jī)?nèi)容1第2章 鋸齒波發(fā)生器總體設(shè)計(jì)方案12.1 鋸齒波發(fā)生器設(shè)計(jì)方案論證12.2總體設(shè)計(jì)方案框圖及分析1第3章 鋸齒波發(fā)生器單元電路設(shè)計(jì)23.1鋸齒波發(fā)生器具體電路設(shè)計(jì)23.1.1 直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)23.1.2 同相輸入遲滯電壓比較器電路設(shè)計(jì)23.1.3 充放電時(shí)間常數(shù)不等的積分器電路設(shè)計(jì)43.2 元器件型號(hào)選擇53.3 參數(shù)計(jì)算63.4 鋸齒波發(fā)生器總體電路圖7第4章 鋸齒波發(fā)生器電路仿真與調(diào)試84.1 Multisim仿真與調(diào)試84.2 仿真結(jié)果分析10第5章 鋸齒波發(fā)生器實(shí)物制作115.1 鋸齒波發(fā)生器電路焊接11

5、5.2鋸齒波發(fā)生器電路作品11第6章 作品測(cè)試與數(shù)據(jù)分析13第7章 總結(jié)15參考文獻(xiàn)16附 錄 I17附 錄 II18第1章 緒論1.1 鋸齒波發(fā)生器的發(fā)展概況隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，電子產(chǎn)品的功能日益強(qiáng)大，與人們?nèi)粘Ｉ畹穆?lián)系日益緊密。電子產(chǎn)品向小型化，精密化的趨勢(shì)快速發(fā)展。任何的電子系統(tǒng)中，信號(hào)產(chǎn)生電路都是全系統(tǒng)得以正常工作的基礎(chǔ)，也是制約電路處理信號(hào)的速度、精度的重要因素。信號(hào)源的精度決定著全電子系統(tǒng)的精度。電子技術(shù)的發(fā)展常常以信號(hào)發(fā)生技術(shù)的進(jìn)步為基礎(chǔ)。常常作為時(shí)基信號(hào)電路的鋸齒波發(fā)生電路在信號(hào)發(fā)生器領(lǐng)域占有重要的地位。例如，要在示波器熒光屏上不失真的觀察到被測(cè)信號(hào)的波形，就要在水平偏轉(zhuǎn)

6、板加上鋸齒波電壓，使電子束沿水平方向均勻掃過(guò)熒光屏。電視機(jī)熒光屏的光點(diǎn)是靠磁場(chǎng)控制的，同樣也需要鋸齒波電壓。隨著數(shù)字電路基礎(chǔ)的進(jìn)步，以單片機(jī)為核心部件的數(shù)字式函數(shù)發(fā)生器層出不窮。此外專用的集成芯片在信號(hào)源電路中使用的趨勢(shì)越來(lái)越明顯，這類電路僅有少部分分立元件和局部集成器件組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定。但隨著半導(dǎo)體工藝的進(jìn)步，模擬電路的精度也毫不遜色，而且成本相對(duì)較低。同樣得到廣泛應(yīng)用。 1.2本文研究?jī)?nèi)容本文研究?jī)?nèi)容為設(shè)計(jì)一款幅度、頻率均連續(xù)可調(diào)的鋸齒波發(fā)生器電路。使用集成運(yùn)算放大器為主要器件組成遲滯電壓比較器和充放電時(shí)間常數(shù)不等的積分器。設(shè)計(jì)合適的直流穩(wěn)壓電源電路等核心部件。選擇合適的外圍分立元

7、件組成鋸齒波發(fā)生器。通過(guò)對(duì)調(diào)節(jié)外圍分立元件的參數(shù)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)幅度、頻率連續(xù)可調(diào)。分立元件的數(shù)量相對(duì)較少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定。技術(shù)要求：1、設(shè)計(jì)電路所需的直流穩(wěn)壓電源。2、輸出波形工作頻率范圍0.02Hz1kHz連續(xù)可調(diào)。3、方波幅值10V，波峰峰值20V。4、各種輸出波形幅值均連續(xù)可調(diào)。5、利用Multisim（或EWB）進(jìn)行電路仿真與調(diào)試。第2章 鋸齒波發(fā)生器總體設(shè)計(jì)方案2.1 鋸齒波發(fā)生器設(shè)計(jì)方案論證方案1：利用8038集成函數(shù)信號(hào)發(fā)生芯片及其外設(shè)電路產(chǎn)生方波信號(hào)再由充放電時(shí)間常數(shù)不等的積分電路變換成鋸齒波輸出。方案2：利用遲滯比較器單元和充放電時(shí)間常數(shù)不等的積分器構(gòu)成的反饋網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)鋸齒波

8、的產(chǎn)生，通過(guò)調(diào)節(jié)積分器充放電時(shí)間常數(shù)的差值來(lái)調(diào)節(jié)鋸齒波和方波的頻率，通過(guò)對(duì)遲滯比較器反饋電阻的調(diào)節(jié)來(lái)調(diào)節(jié)遲滯比較器的門(mén)限電壓的調(diào)節(jié)進(jìn)而調(diào)節(jié)鋸齒波的電壓幅值，通過(guò)電阻分壓網(wǎng)絡(luò)來(lái)調(diào)節(jié)方波電壓幅值。比較兩種設(shè)計(jì)方案，與方案1相比，方案2用運(yùn)算放大器組成遲滯比較器就能滿足鋸齒波電路在1kHz以下的頻率區(qū)間工作的性能要求。其結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、可靠性更高、制作成本低廉、調(diào)試更加方便。所以選擇方案2。2.2總體設(shè)計(jì)方案框圖及分析如圖2.1所示，本鋸齒波發(fā)生器由與之適配的直流穩(wěn)壓電源供電，由遲滯電壓比較器和充放電時(shí)間常數(shù)不等的積分器構(gòu)成的反饋網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)鋸齒波電壓的輸出。由輸出的鋸齒波信號(hào)作為電壓比較器的輸入信號(hào)，電

9、壓比較器輸出的方波作為積分器的輸入信號(hào)。由于積分器充放電時(shí)間常數(shù)不同 所以輸出的信號(hào)為鋸齒波。合理調(diào)整遲滯電壓比較器的比較門(mén)限可以調(diào)整鋸齒波電壓的輸出幅度。調(diào)整充放電時(shí)間常數(shù)的差值可以調(diào)整鋸齒波電壓的輸出頻率。鋸齒波反饋信號(hào)矩形波供 電供 電直流穩(wěn)壓電源遲滯電壓比較器充放電常數(shù)不等的積分器鋸齒波輸出圖2.1 總體設(shè)計(jì)方框圖第3章 鋸齒波發(fā)生器單元電路設(shè)計(jì)3.1鋸齒波發(fā)生器具體電路設(shè)計(jì)3.1.1 直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)如圖3.1所示，本鋸齒波發(fā)生器設(shè)計(jì)要求各波形幅值最大為10V。以此為依據(jù)設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源的輸出電壓為15V 采用220V 50Hz市電輸入。由變壓器降壓、二極管整流電橋整流、濾波電容C1

10、濾波，變?yōu)?8V直流電壓信號(hào)。再由LM7815、LM7915這兩個(gè)正負(fù)電壓穩(wěn)壓芯片進(jìn)行進(jìn)一步穩(wěn)壓C5、C6、C7、C8用來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率補(bǔ)償，防止穩(wěn)壓產(chǎn)生高頻自己振蕩和抑制電路引入的高頻干擾，C3、C4為電解電容用以減小穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入的低頻干擾。本電路可以輸出穩(wěn)定的15V電壓用于為構(gòu)成遲滯電壓比較器和積分器的集成運(yùn)算放大器供電。圖3.1 直流穩(wěn)壓電源電路原理圖3.1.2 同相輸入遲滯電壓比較器電路設(shè)計(jì)同相輸入遲滯電壓比較器以經(jīng)過(guò)反饋通路反饋回來(lái)的積分器輸出的鋸齒波電壓信號(hào)作為輸入信號(hào)，與自身輸出的矩形波信號(hào)進(jìn)行電壓比較。整個(gè)單元電路承擔(dān)著向積分器提供一定幅值和頻率的矩形波信號(hào)用以產(chǎn)生鋸

11、齒波的作用。其輸出的矩形波頻率受輸入的鋸齒波頻率控制，二者近似相等。所以遲滯電壓比較器重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)為上下門(mén)限、門(mén)限寬度及輸出矩形波電壓幅值。其輸入和輸出的波形對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖3.2所示。ViVT-VTt-VzVzOVo圖3.2同相輸入遲滯電壓比較器輸入-輸出關(guān)系 如圖3.3所示同向輸入遲滯電壓比較由集成運(yùn)算放大器及電阻反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。設(shè)運(yùn)算放大器同相輸入端電壓為那么存在如下關(guān)系 (3-1)設(shè)運(yùn)算放大器的反相輸入端電位為由理想運(yùn)算放大器虛短、虛斷的關(guān)系可得在電路翻轉(zhuǎn)時(shí)存在 (3-2)設(shè)門(mén)限電壓為,門(mén)限寬度為。由式（）（3.1.3）可得 (3-3)由于穩(wěn)壓二極管的存在可得如下關(guān)系式 (3-4) (3-

12、5) (3-6) (3-7)圖3.3 同相輸入遲滯電壓比較器電氣原理圖3.1.3 充放電時(shí)間常數(shù)不等的積分器電路設(shè)計(jì)充放電時(shí)間常數(shù)不等的積分器是整個(gè)鋸齒波發(fā)生器的核心，通過(guò)調(diào)節(jié)充放電時(shí)間常數(shù)的差值可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鋸齒波頻率的調(diào)節(jié)。所以。充放電時(shí)間常數(shù)至少有一個(gè)要可調(diào)。實(shí)現(xiàn)電容充放電時(shí)間常數(shù)不同可以用圖3.4所示的電路代替與單一的電阻接入RC網(wǎng)絡(luò)圖3.4改變電容充放電時(shí)間常數(shù)的一種電阻網(wǎng)絡(luò)如圖3.4所示，設(shè)二極管均為理想二極管。當(dāng)輸入為正電壓時(shí) D5導(dǎo)通D6截止 該電路等效為電阻R5，當(dāng)輸入為負(fù)電壓時(shí)D6導(dǎo)通D5截止，該電路的等效電阻為R6。且R6為電位器其阻止可以人為調(diào)節(jié)，又有阻容網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間常數(shù)為R

13、C。所以，該電路可以實(shí)現(xiàn)積分器的正反向充電時(shí)間常數(shù)不等且可調(diào)。將圖3.4所示的電路網(wǎng)絡(luò)代替電阻接入由運(yùn)算放大器組成的反向積分電路中，可以得到正反向充電時(shí)間常數(shù)不等的積分器。其電路圖如圖3.5所示。圖3.5 正反向充電時(shí)間常數(shù)不等的積分器3.2 元器件型號(hào)選擇在直流穩(wěn)壓電源部分，為了得到穩(wěn)定的電壓輸出為運(yùn)算放大器供電。選擇L7815 ST和L7815 ST兩個(gè)三端集成穩(wěn)壓芯片輸出15V電壓。C5、C6、C7、C8用來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率補(bǔ)償，防止穩(wěn)壓產(chǎn)生高頻自己振蕩和抑制電路引入的高頻干擾，C3、C4為電解電容用以減小穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入的低頻干擾。為了保證這兩個(gè)三端集成穩(wěn)壓芯片的正常工作 應(yīng)供給輸

14、入端18V電壓?？梢圆捎脙陕?8V變壓器將市電降壓。由整流電橋整流、電容濾波產(chǎn)生18V較為平穩(wěn)的電壓信號(hào)。考慮到輸出電壓的幅值和市電10%的波動(dòng)范圍，整流橋由四只1N4007整流二極管組成。濾波電容采用470F電解電容。在遲滯比較器部分，由于該鋸齒波發(fā)生器的工作頻率上限被設(shè)定為1kHz。在此頻率下工作使用集成運(yùn)算放大器就能較好的實(shí)現(xiàn)比較功能。所以考慮到成本，直接選用LM324集成運(yùn)算放大器和電阻反饋網(wǎng)絡(luò)組成遲滯電壓比較器。在積分電路部分，選擇LM324構(gòu)成核心的積分電路。由于鋸齒波電路要求充電時(shí)間盡可能的小。同時(shí)還要滿足電路電流的限制。所以固定的電阻R5選擇510是合適的?？勺冸娮鑂6的阻值調(diào)

15、節(jié)上限是100k遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于510可以在誤差允許的范圍內(nèi)產(chǎn)生一定幅度、頻率的鋸齒波?？紤]到電路輸出信號(hào)的頻率范圍，可以選擇0.1nF獨(dú)石電容作為積分電路的充電電容。3.3 參數(shù)計(jì)算直流穩(wěn)壓電源部分的電壓輸出值被三端集成穩(wěn)壓芯片控制在15V。根據(jù)電路的工作原理當(dāng)電容上電壓達(dá)到遲滯電壓比較器的上下門(mén)限時(shí)電路就會(huì)翻轉(zhuǎn)，所以遲滯電壓比較器的上下門(mén)限電壓就是鋸齒波波形峰-峰值。將=7.5k =12V帶入式()得鋸齒波電壓峰-峰值為 (3-8)為可調(diào)電阻，其阻值變化范圍為05k所以變化范圍為016V滿足設(shè)計(jì)要求。矩形波的輸出電壓由分壓器按比例分得獲得。其幅值可在12V范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，滿足設(shè)計(jì)要求。如果忽略二極

16、管的正向電阻，電路的振蕩周期為 (3-9)代入?yún)?shù)計(jì)算得，其振蕩頻率在0.02Hz1.24kHz連續(xù)可調(diào),滿足設(shè)計(jì)要求。3.4 鋸齒波發(fā)生器總體電路圖鋸齒波發(fā)生電路的總體電路圖如圖3.6所示，220V市電從Ui接入。Uo1輸出鋸齒波，Uo2輸出方波。圖3.6 鋸齒波發(fā)生器總體電路圖第4章 鋸齒波發(fā)生器電路仿真與調(diào)試4.1 Multisim仿真與調(diào)試應(yīng)用Multisim 12.0仿真軟件對(duì)各部分電路進(jìn)行仿真測(cè)試，便于在電路實(shí)物制作之前及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題，改正設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、調(diào)試電路。利用仿真軟件對(duì)直流穩(wěn)壓電源部分進(jìn)行仿真。直流穩(wěn)壓電源仿真電路如圖4.1所示。萬(wàn)用表XMM1和 XMM2 應(yīng)分別輸出+15V

17、和15V的穩(wěn)定電壓輸出。圖4.1直流穩(wěn)壓電源仿真電路圖直流穩(wěn)壓電源仿真結(jié)果如圖4.2所示萬(wàn)用表XMM1讀數(shù)為14.853V。萬(wàn)用表XMM2的讀數(shù)為-14.899V。在誤差允許的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求。可以為集成運(yùn)算放大器提供穩(wěn)定的電源。圖4.2直流穩(wěn)壓電源仿真結(jié)果如圖4.3所示對(duì)鋸齒波和矩形波發(fā)生電路進(jìn)行電路仿真。按照設(shè)計(jì)要求示波器一通道應(yīng)顯示出10V幅值的矩形波波形，二通道應(yīng)顯示出10V幅值的鋸齒波輸出。而且隨著對(duì)電位器阻值的調(diào)整，幅度、頻率均應(yīng)連續(xù)可調(diào)。圖4.3鋸齒波方波仿真電路鋸齒波方波仿真電路如圖4.4所示，示波器一通道應(yīng)顯示出10V幅值的矩形波波形，二通道應(yīng)顯示出10V幅值的鋸齒波輸出

18、。而且隨著對(duì)電位器阻值的調(diào)整 幅度、頻率均應(yīng)連續(xù)可調(diào)。方波的上升沿和下降沿不夠陡峭。這是集成運(yùn)放的響應(yīng)速度低造成的?？梢赃x用專用電壓比較器避免這種情況。由于穩(wěn)壓二極管擊穿電壓存在誤差，矩形波輸出波形幅值大于10V可以通過(guò)分壓器調(diào)節(jié)。圖4.4鋸齒波方波電路仿真結(jié)果4.2 仿真結(jié)果分析根據(jù)仿真結(jié)果直流穩(wěn)壓電源的正電壓為14.853V負(fù)電壓為-14.899V輸出電壓穩(wěn)定，誤差范圍較小 滿足為集成運(yùn)算放大器供電的要求。根據(jù)仿真結(jié)果鋸齒波、矩形波的波形頻率均在0.02Hz1kHz的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。矩形波波形幅值在12.3V范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào) 波形輸出穩(wěn)定滿足設(shè)計(jì)要求。調(diào)節(jié)鋸齒波幅值時(shí)對(duì)兩種波形的頻率會(huì)產(chǎn)生微

19、弱的影響。這是由于電路的幅值和頻率受到同一個(gè)電位器的影響，通過(guò)同時(shí)調(diào)節(jié)兩個(gè)電位器可以彌補(bǔ)這一設(shè)計(jì)上不能回避的不利影響，其影響的范圍可以接受。鋸齒波的下降段應(yīng)該更加陡峭。由于充放電電壓是恒定的，所以充電時(shí)間是由充電時(shí)接入阻容網(wǎng)絡(luò)的電阻阻值決定的。電阻的功率存在設(shè)計(jì)限制不能過(guò)小。所以鋸齒波的下降段只能盡可能的陡峭。方波的上升沿和下降沿不夠陡峭。這是集成運(yùn)放的響應(yīng)速度低造成的?？梢赃x用專用電壓比較器避免這種情況。由于穩(wěn)壓二極管擊穿電壓存在誤差，矩形波輸出波形幅值大于10V可以通過(guò)分壓器調(diào)節(jié)。不會(huì)影響電路的功能。第5章 鋸齒波發(fā)生器實(shí)物制作5.1 鋸齒波發(fā)生器電路焊接具體電路的布線與焊接，為了防止電路

20、分布參數(shù)影響工作狀態(tài)產(chǎn)生誤差，應(yīng)該盡量避免飛線，盡量縮短導(dǎo)線長(zhǎng)度。為防止測(cè)試操作過(guò)程中將運(yùn)放芯片的電源反接導(dǎo)致芯片燒毀導(dǎo)致安全事故。應(yīng)該合理布置電源接口，并予以標(biāo)注各接地電應(yīng)該牢固連接并接出接口。信號(hào)輸出接口應(yīng)予以符號(hào)標(biāo)出。鋸齒波發(fā)生器實(shí)物布線圖如圖5.1所示。圖5.1鋸齒波發(fā)生器電路焊接布線圖5.2鋸齒波發(fā)生器電路作品為縮小版面尺寸，應(yīng)合理緊密選擇器件位置，并考慮到電位器在實(shí)際使用中需要頻繁的調(diào)節(jié)，應(yīng)安放在方便調(diào)節(jié)的位置，各輸出端應(yīng)合理布置測(cè)試點(diǎn)，電源和接地線應(yīng)留出接口。為方便測(cè)試，應(yīng)用圖示標(biāo)出各測(cè)試接口的功能。尤其是正負(fù)電源接口，測(cè)試過(guò)程中一旦反接會(huì)導(dǎo)致芯片擊穿燒毀造成安全事故。如圖5.2

21、所示，以LM324集成運(yùn)算放大器為核心接地電阻直接從對(duì)應(yīng)的管腳引出并牢固接地以避免干擾。正負(fù)電源接口直接從管腳引出接口并標(biāo)出醒目的符號(hào)謹(jǐn)防反接。鋸齒波和矩形波的輸出端放置在電路板的左右兩側(cè)。同樣標(biāo)以符號(hào)方便測(cè)試。圖5.2 鋸齒波發(fā)生器電路實(shí)物圖第6章 作品測(cè)試與數(shù)據(jù)分析本次測(cè)試采用實(shí)驗(yàn)臺(tái)提供的更加穩(wěn)定的12V雙電源供電便于更好的測(cè)試、調(diào)試作品。采用雙通道數(shù)字示波器同時(shí)觀測(cè)鋸齒波和矩形波的波形。示波器各通道的接地線應(yīng)與電源接地線良好連接避免干擾。如圖6.1所示，將示波器的通道一正極接入鋸齒波信號(hào)輸出端 通道二的正極接入方波信號(hào)的輸入端。兩通道的接地線接入公共地端，接通雙12V電源和電源地線。為確

22、保安全在通電測(cè)試前應(yīng)仔細(xì)檢查電源線是否短接、反接，避免燒壞電源或擊穿集成芯片造成事故。檢查確定后接通雙12V穩(wěn)壓電源進(jìn)行全電路的測(cè)試。圖6.1 鋸齒波發(fā)生電路測(cè)試圖在測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)了信號(hào)被嚴(yán)重干擾 無(wú)法輸出波形的情況。經(jīng)過(guò)分析，應(yīng)該是穩(wěn)壓電源紋波過(guò)大在測(cè)試電路中產(chǎn)生寄生振蕩導(dǎo)致的。在測(cè)試時(shí) 采取了更換直流穩(wěn)壓電源重新測(cè)試的方法發(fā)現(xiàn)并排除了故障。這一故障時(shí)仿真元件無(wú)法顯示出來(lái)的。暴露出來(lái)設(shè)計(jì)上的不周全。可以在電源端與接地端串接電源旁路電容來(lái)徹底解決這一問(wèn)題。排除故障后通過(guò)使用示波器對(duì)矩形波、鋸齒波波形的觀測(cè)兩種波形干擾較小。輸出幅值頻率穩(wěn)定。鋸齒波和矩形波的頻率調(diào)節(jié)范圍達(dá)到0.023Hz 1.4

23、24kHz范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。鋸齒波、矩形波的幅值010.37V范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。雖完全滿足設(shè)計(jì)要求。但仍然暴露出頂調(diào)電位器靈敏度過(guò)低調(diào)節(jié)十分不方便的問(wèn)題。在實(shí)際使用電路中可以換用其他封裝的電位器避免這一問(wèn)題。 圖6. 2 鋸齒波矩形波波形觀測(cè)圖第7章 總結(jié)本次課程設(shè)計(jì)的題目是幅度頻率可調(diào)的鋸齒波發(fā)生器。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，從任務(wù)要求的分析、系統(tǒng)框架的建立、分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)到總體設(shè)計(jì)，從原理圖設(shè)計(jì)到軟件仿真、電路板布線焊接到實(shí)物測(cè)試，這其中遇到許多的問(wèn)題，有的是設(shè)計(jì)上考慮的不夠周全，有的是電路實(shí)現(xiàn)上的，在解決這些問(wèn)題的過(guò)程中，我深深的領(lǐng)悟到了電子設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試的奧妙，也使我對(duì)電子技術(shù)有了濃厚的興趣。從開(kāi)始開(kāi)

24、發(fā)鋸齒波發(fā)生器電路，我就遇到了一些問(wèn)題，比如運(yùn)算放大器型號(hào)的選擇，比如電阻阻值的選擇，以及仿真軟件的學(xué)習(xí)。這也使我鍛煉了快速學(xué)習(xí)的能力，例如當(dāng)時(shí)電路仿真時(shí)，出現(xiàn)了嚴(yán)重的波形失真現(xiàn)象。無(wú)論怎么調(diào)節(jié)器件參數(shù)都無(wú)濟(jì)于事。只是失真的波形在變化。與理論計(jì)算的波形相差甚遠(yuǎn)。后來(lái)通過(guò)網(wǎng)上的資料了解到，使用集成運(yùn)算放大器代替電壓比較器實(shí)現(xiàn)遲滯電壓比較工作頻率不能高于一千赫茲順利的解決了這一問(wèn)題。開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的初級(jí)階段，由于對(duì)Multisim電路仿真軟件使用不夠熟練，通過(guò)上網(wǎng)查閱相關(guān)教程和查閱相關(guān)書(shū)籍，我對(duì)Multisim電路仿真軟件的使用有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。隨著設(shè)計(jì)的深入，逐步加深對(duì)該軟件的認(rèn)識(shí)和對(duì)修改元件庫(kù)內(nèi)元件參數(shù)的熟悉和理解。同時(shí)，我也閱讀大量的資料了解振蕩電路設(shè)計(jì)工作的一些特點(diǎn)。課程設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，理論聯(lián)系實(shí)際讓我對(duì)學(xué)過(guò)的知識(shí)有了更加深刻的理解。通過(guò)電路的設(shè)計(jì)、仿真、修改、制作、測(cè)