锯齿波发生器课程方案实验报告.doc

锯齿波发生器课程设计实验报告一、(或自备元件):运放: 若干三极管: 若干电阻、电容、电位器: :万用表,示波器,毫伏表,信号发生器,直流稳压源二、,完成对锯齿波发生器的设计、装配与调试。(1)频率范围: 2000Hz幅值范围: ±6V上升边占总周期的3/4;下降边占总周期的1/4选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数,选择元件,画出总体电路原理图,阐述基本原理。(用Proteus完成仿真)安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。三、实验目的(1)掌握集成运算放大器的使用方法。(2)掌握用运算放大器构成锯齿波发生器的设计方法。四、设计原理锯齿波发生器主要有迟滞比较器和RC充放电电路组成。比较器属于信号处理的一种,他的作用是将输入信号的电平进行比较,然后把比较的结果输出。实验采用的迟滞比较器的特点是:单输入增大及减少时,两种情况下的门限电压不相等,传输特性呈现出“滞回”曲线的形状。根据交流电变成直流电的原理,该设计问题按先后顺序可分为锯齿波发生器(比较器、积分器)、可调放大电路、直流偏置(同向求和)电路,其流程图如图1所示。积分器可调放大电路偏置电路输出uo由运放N1组成的电路是滞回特性比较器,输出矩形波,运放N2组成一个积分器,输出锯齿波。工作原理分析:运放N1组成的滞回特性比较器输出u01不是+UZ就是-UZ。比较器是在运算放大器同相输入端的电压0时翻转的,同相输入端的电压比0略大就输出+UZ,否则就输出-UZ。比较器的输入电压就是积分器的输出电压u02,设比较器初始时输出电压为+UZ,积分器在输入正电压作用下,二极管V2导通,积分器通过电阻R4对电容充电,运放N2输出线性下降的负电压,待输出电压u02达到翻转电压U’’时,比较器输出翻转,u01输出负电压-UZ。此时积分器的输出电压u02上升,二极管V2截止,积分器只有通过电阻R5才能使电容放电。由于电阻R5比R4大得多,电路的积分时间常数大大增大,输出电压u02的上升速度就大大减慢。待电压上升到了翻转电压U’时,比较器输出再次翻转,u01输出正电压+UZ,积分器输出电压u02又会以较快的速度下降,达到U’’时又一次翻转,如此震荡产生。五、锯齿波发生器电阻、电容的计算锯齿波发生器电路如下:设二极管导通的等效电阻可忽略不计,电位器的滑动端移到最上端。当U01=+时,D1导通,D2截止,输出电压的表达式为:随时间线性下降。当时,D2导通,D1截止,输出电压的表达式为:随时间线性上升。由于远大于R3,和的波形如图(b)所示。根据三角波发生电路震荡周期的计算方法,可以得出下降时间和上升时间分别为:;所以震荡周期为: 将和设为电位器,则