集成运放课程设计报告.docx

集成运算放大器的应用》
课程设计报告
专
业：10通信工程
学
号：
100307012
姓
名：
张东东
指导教师：
吴志伟
日
期：
2012年6月
6日
电子课程设计---集成运算放大器的应用
= 20kQ, C = pF, DZ1和DZ2采用稳压管。
运算放大器A1与R]、R2、R3及R0、DZ1、DZ2组成电压比较器。当积分器的 输入为方波时,输出是一个上升速率与下降速率相等的三角波,比较器与积分器 首尾相连形成闭环电路,能自动产生方波与三角波。三角波（或方波）的频率为：
1R
—= 3
T 4R RC
24
改进方案：
由于LM324只有四个运算放大器，如果三角波产生使用两个，则后面的三个电路 中有一个无法实现,所以只能采用一个运算放大器产生。同时由于器件不提供稳 压二极管,所以电阻电容的参数必须设计合理,用直流电压源代替稳压管。
对方波放生电路进行分析发现,如果将输出端改接运放的负输入端,出来的波形 近似为三角波。设计电路如图
R5
ipF
i LM324H
VC£
图

方案： 由于加法器输出u二10u + u，所以采用求和运算电路，计算电阻电容的参数
i 2 i 1 o1
图

由于正弦波信号u的频率为500Hz，三角波u的频率为2KHz,滤波器需要滤除
i1 o1
u ，所以采用二阶的有缘带通滤波器。
o1


D1
R2
-AVv
2kQ
1N4732A
IP 4732A
10kQ Key=A
忙畑
^Key=A
10%
2
CF
on
1
r-wv
_VDD 5V
、电路设计及理论分析

laokn
1Qkll Key=A
30kn
3-
二

根据 RC 充放电过渡过程的分析，电容电压编号应符合下面公式
U 二 U g) + [U (0) - U (g)]e-T
C C C C
式中UC(O)初始电压；U (Q充电终了电压;T充电时间常数。
CC
解方程式可得
2R
T 二 2 RC - ln(1 + ―)
3 R
2
所以该电路振荡周期有R , C和£决定，改变这些元件参数可以调节方波的周
3 R
2
期。
由要求可知，电路的输出波形应为三角波，峰值为2V，。 电路振荡周期为
2R
T 二 2R C ln(1 + ―)
3 R
2

加法器输入输出满足u二10u + u。根据“虚短”和“虚断”的原则，节点的
i 2 i 1 o 1
电流方程为+ Ui2 =-你，所以输出的表达式为
R R R
1 2 f
uu
U —— R ( ―H + ―) o f R R
12

因为需要滤去三角波成分，
所以选取的带通滤波器的中心频率 f0=500Hz
中心频率为f=
0 2n RC

当集成运放的输出为+U°m时，通过正反馈支路加到同相输入端的电压为:
R
1
R + R
12
U
OM
R
1
R + R
12
U
OM
R
+ 2—
R + R
12
U
REF
=Uh （上门限电压）
H
7)
则同相输入端的合成电压为：
，达到或大于上门限电压Uh的时刻，输出电压u才从+Uom跃变到-UOM，
i H o OM OM
并保持不变。此时，通过正反馈支路加到同相输入端的电压为：
U
OM
R
1—
R + R
12
此时同相输入端的合成电压为：
RR
=ul （下门限电压）
U 二一 i U + 2 U
+ R + R OM R + R REF
1 2 1 2

2R
由T二2R Cln（1 + —1）幅值利用电阻分压，和三角波发生电路相似。 3R
2
三、 电路仿真结果及分析
仿真结果如下
1. U 端口
o1
由仿真图可知，波形近似为三角波。Um=2V,T=2KHz,波形稳定。
2. U 端口
i1
因为由低频信号源产生，所以波形无失真。 U