幅度頻率可調(diào)的鋸齒波發(fā)生器課程設(shè)計(jì)

I角EM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)班級電子信息工程學(xué) 號學(xué)生姓名指導(dǎo)教師起止時(shí)間：2015.7.6—2015.7.19課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評語I/24

院（系）：電子與信息工程學(xué)院 教研室：電子信息工程學(xué)號學(xué)生姓名 專業(yè)班級課程設(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)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0.02Hz?1kHz連續(xù)可調(diào)。3、 方波幅值土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。T（侖予E務(wù)孝r萬旨攵平吾戈責(zé)平時(shí)成績： 答辯成績： 論文成績： 作品成績： 總成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年月日注：平時(shí)成績占20%，答辯成績占20%，論文成績占40%，作品成績20%。隨著電子技術(shù)的發(fā)展和測試用信號源的廣泛應(yīng)用，鋸齒波和正弦波、方波、三角波作為常用的基本測試信號，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。在示波器觀測到被測信號的波形，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熒光屏；電視機(jī)熒光屏行場掃描也需要鋸齒波電壓信號進(jìn)行掃描控制。因此鋸齒波信號產(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)備對不同參數(shù)的鋸齒波信號的要求。本系統(tǒng)采用Multisim仿真軟件進(jìn)行仿真測試。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；積分器目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第1章緒論 1\o"CurrentDocument"1.1鋸齒波發(fā)生器的發(fā)展概況 1\o"CurrentDocument"1.2本文研究內(nèi)容 1\o"CurrentDocument"第2章鋸齒波發(fā)生器總體設(shè)計(jì)方案 1\o"CurrentDocument"2.1鋸齒波發(fā)生器設(shè)計(jì)方案論證 1\o"CurrentDocument"2.2總體設(shè)計(jì)方案框圖及分析 1\o"CurrentDocument"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) 2\o"CurrentDocument"3.1.2同相輸入遲滯電壓比較器電路設(shè)計(jì) 2\o"CurrentDocument"3.1.3充放電時(shí)間常數(shù)不等的積分器電路設(shè)計(jì) 4\o"CurrentDocument"3.2元器件型號選擇 53.3參數(shù)計(jì)算 6\o"CurrentDocument"3.4鋸齒波發(fā)生器總體電路圖 7\o"CurrentDocument"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\o"CurrentDocument"第5章鋸齒波發(fā)生器實(shí)物制作 11\o"CurrentDocument"5.1鋸齒波發(fā)生器電路焊接 11\o"CurrentDocument"5.2鋸齒波發(fā)生器電路作品 11\o"CurrentDocument"第6章 作品測試與數(shù)據(jù)分析 13\o"CurrentDocument"第7章總結(jié) 15\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 16附錄I 17附錄II 18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，精密化的趨勢快速發(fā)展。任何的電子系統(tǒng)中，信號產(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的速度、精度的重要因素。信號源的精度決定著全電子系統(tǒng)的精度。電子技術(shù)的發(fā)展常常以信號發(fā)生技術(shù)的進(jìn)步為基礎(chǔ)。常常作為時(shí)基信號電路的鋸齒波發(fā)生電路在信號發(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信號的波形，就要在水平偏轉(zhuǎn)板加上鋸齒波電壓，使電子束沿水平方向均勻掃過熒光屏。電視機(jī)熒光屏的光點(diǎn)是靠磁場控制的，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源電路中使用的趨勢越來越明顯，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，而且成本相對較低。同樣得到廣泛應(yīng)用。1.2本文研究內(nèi)容本文研究內(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件組成鋸齒波發(fā)生器。通過對調(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)量相對較少，結(jié)構(gòu)簡單、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0.02Hz?1kHz連續(xù)可調(diào)。3、 方波幅值土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)信號發(fā)生芯片及其外設(shè)電路產(chǎn)生方波信號再由充放電時(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)鋸齒波的產(chǎn)生，通過調(diào)節(jié)積分器充放電時(shí)間常數(shù)的差值來調(diào)節(jié)鋸齒波和方波的頻率，通過對遲滯比較器反饋電阻的調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)遲滯比較器的門限電壓的調(diào)節(jié)進(jìn)而調(diào)節(jié)鋸齒波的電壓幅值，通過電阻分壓網(wǎng)絡(luò)來調(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作為電壓比較器的輸入信號，電壓比較器輸出的方波作為積分器的輸入信號。由于積分器充放電時(shí)間常數(shù)不同所以輸出的信號為鋸齒波。合理調(diào)整遲滯電壓比較器的比較門限可以調(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。鋸止鋸止齒波輸出鋸齒波反饋信號圖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220V50Hz市電輸入。由變壓器降壓、二極管整流電橋整流、濾波電容C1濾波，變?yōu)椤?8V直流電壓信號。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。1N40071N4M74-TN4007220Vms50HzCl太471N40071N4M74-TN4007220Vms50HzCl太47如F“D1D3tc5VOLTAGECOMMONLMFRISCTN4M7LT^E TOEGLM7915CT230:18:18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)過反饋通路反饋回來的積分器輸出的鋸齒波電壓信號作為輸入信號，與自身輸出的矩形波信號進(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用以產(chǎn)生鋸齒波的作用。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)為上下門限、門限寬度及輸出矩形波電壓幅值。其輸入和輸出的波形對應(yīng)關(guān)系如圖3.2所示。

圖3.2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vp那么存在如下關(guān)系(3-1)V=V-匕—VR

piR2+R33(3-1)設(shè)運(yùn)算放大器的反相輸入端電位為Un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TOC\o"1-5"\h\zVp注VN (3-2)設(shè)門限電壓為匕，門限寬度為△匕。由式(3.1.1)(3.1.3)可得V=-RV (3-3)TR02由于穩(wěn)壓二極管的存在可得如下關(guān)系式VO=±VZ (3-4)

匕廣RVZ (3一5)2V=—RV^ (3-6)2\o"CurrentDocument"△匕=V—V=2RVz (3-7)2vccis\rnR2Wv.15V D10 09D7g信3R2Wv.15V D10 09D7g信3 H X——1K473SA1?47$SA1N473SA1N473SA=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，通過調(diào)節(jié)充放電時(shí)間常數(shù)的差值可以實(shí)現(xiàn)對鋸齒波頻率的調(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RC。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。?100IcQKeyaA?100IcQKeyaA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L7815ST和L7815ST兩個(gè)三端集成穩(wěn)壓芯片輸出±15V電壓。C5、C6、C7、C8用來實(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)供給輸入端±18V電壓。可以采用兩路18V變壓器將市電降壓。由整流電橋整流、電容濾波產(chǎn)生土18V較為平穩(wěn)的電壓信號?？紤]到輸出電壓的幅值和市電10%的波動范圍，整流橋由四只1N4007整流二極管組成。濾波電容采用470UF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)節(jié)上限是100kQ遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于510Q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限時(shí)電路就會翻轉(zhuǎn)，所以遲滯電壓比較器的上下門限電壓就是鋸齒波波形峰-峰值。將R「7.5k。^=12V帶入式(3.1.7)得鋸齒波電壓峰-峰值為Vpp=△匕=2土Vz=0.032R (3-8)2R2為可調(diào)電阻，其阻值變化范圍為0?5k。所以Vpp變化范圍為0?16V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土Vz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。如果忽略二極管的正向電阻，電路的振蕩周期為2RRC2R(R||R)CT=1—6—+1——6 5R2 R2(3-9)2RRC(R+2R)(3-9)R2(R5+R6)代入?yún)?shù)計(jì)算得，其振蕩頻率在0.02Hz?1.24kHz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6所示，220V市電從Ui接入。6所示，220V市電從Ui接入。Uo1輸出鋸齒kAAAAA/D1D3JL1N4Q07D2U2-C1—470pF0.33.F_LM7915CTZC2D.33/FC4QDMMliMLIFEVOLTAGSV-rKTTj^rLIWVREG100kQK?y=AR1akaUa1kAAAAA/D1D3JL1N4Q07D2U2-C1—470pF0.33.F_LM7915CTZC2D.33/FC4QDMMliMLIFEVOLTAGSV-rKTTj^rLIWVREG100kQK?y=AR1akaUa1□10 09D7D9——H——W——W-1N473BA1N4735A1H4733A1N473SA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4.1Multisim仿真與調(diào)試應(yīng)用Multisim12.0仿真軟件對各部分電路進(jìn)行仿真測試，便于在電路實(shí)物制作之前及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題，改正設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、調(diào)試電路。利用仿真軟件對直流穩(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。萬用表XMM1和XMM2應(yīng)分別輸出+15V和-15V的穩(wěn)定電壓輸出。220Vrms50HeLM7315CTD2□4不本1N40071M4007C147D(jF220:18:16CUFVOLTACELINEVREC3HUEVRECVOLTAGE220Vrms50HeLM7315CTD2□4不本1N40071M4007C147D(jF220:18:16CUFVOLTACELINEVREC3HUEVRECVOLTAGELM7M5CT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所示萬用表XMM1讀數(shù)為14.853V。萬用表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?？梢詾榧蛇\(yùn)算放大器提供穩(wěn)定的電源。MuItimeter-XMhl1 表rMultimeter-XMM2 寇14.853V-14.899VMMWEEE?[?]1—1【?］【—i氾… -■-_■--.v.-■"I■7； 也:1J圖4.2直流穩(wěn)壓電源仿真結(jié)果如圖4.3所示對鋸齒波和矩形波發(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。而且隨著對電位器阻值的調(diào)整，幅度、頻率均應(yīng)連續(xù)可調(diào)。LM7915GT□10MRsD7D81kDKey?A——H R——□10MRsD7D81kDKey?A——H R——￡1N473SA1N47MA1N4735A1N4735A=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。而且隨著對電位器阻值的調(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可以通過分壓器調(diào)節(jié)。OscillDSCOpe^XSClS3圖4.4OscillDSCOpe^XSClS3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0.02Hz?1kHz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)對兩種波形的頻率會產(chǎn)生微弱的影響。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可以通過分壓器調(diào)節(jié)。不會影響電路的功能。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)線長度。為防止測試操作過程中將運(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。信號輸出接口應(yīng)予以符號標(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￡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)合理布置測試點(diǎn)，電源和接地線應(yīng)留出接口。為方便測試，應(yīng)用圖示標(biāo)出各測試接口的功能。尤其是正負(fù)電源接口，測試過程中一旦反接會導(dǎo)致芯片擊穿燒毀造成安全事故。如圖5.2所示，以LM324集成運(yùn)算放大器為核心接地電阻直接從對應(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)以符號方便測試。圖5.2鋸齒波發(fā)生器電路實(shí)物圖第6章作品測試與數(shù)據(jù)分析本次測試采用實(shí)驗(yàn)臺提供的更加穩(wěn)定的±12V雙電源供電便于更好的測試、調(diào)試作品。采用雙通道數(shù)字示波器同時(shí)觀測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輸出端通道二的正極接入方波信號的輸入端。兩通道的接地線接入公共地端，接通雙12V電源和電源地線。為確保安全在通電測試前應(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)行全電路的測試。圖6.1鋸齒波發(fā)生電路測試圖在測試過程中出現(xiàn)了信號被嚴(yán)重干擾無法輸出波形的情況。經(jīng)過分析，應(yīng)該是穩(wěn)壓電源紋波過大在測試電路中產(chǎn)生寄生振蕩導(dǎo)致的。在測試時(shí)采取了更換直流穩(wěn)壓電源重新測試的方法發(fā)現(xiàn)并排除了故障。這一故障時(shí)仿真元件無法顯示出來的。暴露出來設(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徹底解決這一問題。排除故障后通過使用示波器對矩形波、鋸齒波波形的觀測兩種波形干擾較小。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?1.424kHz范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。鋸齒波、矩形波的幅值0?10.37V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)電位器靈敏度過低調(diào)節(jié)十分不方便的問題。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題。圖6.2鋸齒波矩形波波形觀測圖第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)物測試，這其中遇到許多的問題，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，在解決這些問題的過程中，我深深的領(lǐng)悟到了電子設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試的奧妙，也使我對電子技術(shù)有了濃厚的興趣。從開始開發(fā)鋸齒波發(fā)生器電路，我就遇到了一些問題，比如運(yùn)算放大器型號的選擇，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。無論怎么調(diào)節(jié)器件參數(shù)都無濟(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)。后來通過網(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題。開發(fā)設(shè)計(jì)的初級階段，由于對Multisim電路仿真軟件使用不夠熟練，通過上網(wǎng)查閱相關(guān)教程和查閱相關(guān)書籍，我對Multisim電路仿真軟件的使用有了進(jìn)一步的認(rèn)識。隨著設(shè)計(jì)的深入，逐步加深對該軟件