《电子线路课程设计》.doc

《电子线路课程设计》

———————————————————————————————— 作者：
———————————————————————————————— 日期：

2

个人收集整理 勿做商业用途
。

题目 多功能锯齿波发生器 _____
班级 08电子信息(1)班 _____
学号 200810350111
姓名_ 程群才
指导 王俊祥
时间 2010。12。13—-—2010.12.26 __

景德镇陶瓷学院

电子线路课程设计任务书
姓名 程群才_____ 班级 08电信（1）班 指导老师 王俊祥老师
设计课题: 多功能锯齿波发生器

设计任务与要求

查找一个感兴趣的电工电子技术应用电路，要求电子元件超过50个或以上,根据应用电路的功能，确定封面上的题目，然后完成以下任务：
1、 分析电路由几个部分组成，并用方框图对它进行整体描述；
2、 对电路的每个部分分别进行单独说明,画出对应的单元电路,分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等；
3、 用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图，在电路图中加上自己的班级名称、学号、姓名等信息；
4、 对整体电路原理进行完整功能描述；
5、 列出标准的元件清单；
与序号前的空格距离大于第二栏！

设计步骤

1、 查阅相关资料，开始撰写设计说明书；
2、 先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明；
3、 依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明；
4、 列出标准的元件清单；
5、 总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；
6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。

设计说明书字数不得少于5000字。

参考文献
[1］ 童诗白；《模拟电子技术基础2版》. 北京:高等教育出版社;1988。全文参考文献如此格式修改！

[2] 马汉良。多功能高精度斜波发生器［J]。电子科学技术,1983，(12).
[3］ 阎石. 数字电子技术基础,3版。 北京：高等教育出版社，1989。
［4] 周仲。国产集成电路应用500例. 北京：电子工业出版社，1992.
［5］ 康华光．电子技术基础（模拟部分）（第四版）．武汉：高等教育出版社,2005。7
[6] 舒庆莹．凌玲．模拟电子技术基础实验．武汉：武汉理工大学出版社，2008。行间距全表统一！
2

目录

1、 总体方案与原理说明. 。 . . 。 . . 。 。 。 。 . 。 。 . 。 . 。 。 。 。 。 . 。 。 . . 。 . . . . 。1
2、 锯齿波产生电路. . 。 。 . . . . 。 . 。 。 。 。 。 。 . 。 。2
3、 输出电路. . 。 。 。 . . . 。 . 。 。 . 。 . . . . 。 . 。 。 . 。 。 。 . . 。 . 。 。 . . 。 . . . . .3
4、 工作方式控制电路。 . 。 。 . 。 . . 。 . 。 。 . 。 。 . . . . . 。 . . 。 。 . . 。 . 。 。 。 . 。 . . . .4
5、 总体电路原理相关说明。 。 。 。 . 。 . 。 . . 。 。 . 。 . . 。 。 。 . . 。 . . 。 . 。 . 。 。 . . .6
6、 总体电路原理图. . . 。 。 . . . 。 。 . 。 。 . 。 。 。 。 . 。 。 . 。 . 。 . . 。 。 . 。 . . 。 . 。 。 。 . . . . 。 。 . 。 。 . 。 . .7
7、 元件清单. . . 。 . 。 。 . . . . . . 。 . 。 . . . . 。 . . 。 . . . . 。 . . 。 。 。 。 . . . . . . .8
8、 参考文献. 。 . 。 。 。 。 。 . 。 。 。 。 . 。 。 . . 。 。 。 . 。 . . . 。 . . . 。 . 。 . 。 . 。 。 . 。 。 . . 。 。 . . . 。 . . . . 。 。 。 . 9
9、 设计心得体会。 。 . 。 。 . 。 。 . 。 . . . 。 。 . . 。 . 。 。 。 . 。 。 。 . . . 。 。 。 。 。 . 。 。 。 . . . . 。 . 。 。 。 。 。 。 . . 10

1、总体方案与原理说明
(1） 设计思路
在示波器，监视器，电视和雷达等电子设备中，荧光屏上出现的各种图像是电子扫描运动产生的结果。为了使电子按照一定规律运动，常用锯齿波电压作为扫描时基，因此,锯齿波产生电路得到广泛应用。
锯齿波产生电路的组成有多种不同形式，我们较熟悉的一种是采用积分电路和电压比较器组成的锯齿器。利用对积分电容充放时间常数的差别，在积分器的输出端可得到锯齿波电压输出。要实现对工作方式进行控制选择,可通过控制开关（包括机械开关和电子开关）进行选择控制.通过设置不同的电位器来调节锯齿波信号频率,幅度和直流偏置。
(2）多功能锯齿波发生器原理图

图 1 系统框图

2、锯齿波产生电路
运算放大电路A1与R1、RW1、R2及C1等元件构成积分电路,A2、A3及二极管、稳压管、电阻等元件实现电压比较、限幅和倒相功能。A2、A3通过R4、D3串接成正反馈电路，故A3输出处于饱和状态.设t=0时，由场效应管组成的控制开关T、T处于截止状态，vO3=vOH（ 高压平）,D3截止，vO3通过D1、R2、TW1并联支路反馈到A1的反相输入端,对电容C1充电，A1的反相积分电压输出vO1快速下降。当v O1下降≤0时,过零比较器A2的输出vO2上跳，使vO3由VOH变为VOL(低电平)，二极管D3导通，vO3通过R4、D3反馈到A的反相输入端,使v O2、v O3的状态维持不变。同时，v O3的低电平反馈到A1的输入端，使D1截止，积分器正向积分，vO1按时间常数(R1+RW1）C1指数上升。当vO1与vO3低电平的反馈量相等时，即A2的反相输入端输入电压上升到零，v O1下跳，由VOL→VOH，完成一个周期的扫描.循环往返进行上述过程,电路产生振荡，v O1输出连续的锯齿波电压.

图 2

3、输出电路
运算放大器A5和电位器R W2、R W3及电阻元件组成加法电路。VO1输出的等幅锯齿波电压经RW2、R27加于A5的反相输入端,同时RW3、R28、R29对电源电压分压后叠加于A5的反相输入端,在A5的输出端，v可得到幅度在±10V范围内的锯齿波电压，其线性度优于0。01％。调节RW2可改变输出信号幅度，调节RW3可改变输出直流偏置，即改变锯齿波电压的起始位置.

图 3

4、工作方式控制电路
运算放大器和开关S1等元件组成工作方式控制电路.当S1与A端接通时，A4的反相输入端电压高于同相输入端电压，使其输出端vO4为负限幅电平值，控制二极管D6、D7导通，场效应管T1、T2截止，积分器A1及A2、A3处于上述扫描工作状态。当一个周期结束时,vO2由低电平变为高电平，v O2的跳变通过R16、C6组成的微分电路产生正的尖顶脉冲使D10导通并加于A4的同相输入端，vO4由—VZ变为+VZ，D6、D7截止，T1、T2导通，C迅速放电使v O1、v O3为零点位,振荡电路停止工作。同时v O4（+VZ）通过R12对C9充电，使A4的反相输入端电压逐渐上升。当vC9上升到［V＊R15/(R14+R15)］时,v又由+VZ跳变到—VZ，振荡电路又开始工作，即振荡电路处在间歇工作状态，产生间歇扫描信号输出.调节电位器RW4可改变间歇工作时间.
当S1置于“B”时，A4组成单稳态触发电路。按下开关S2,产生一正的微分脉冲加于A4的反相输入端，使v O4为-VZ，T1、T2截止，振荡电路工作。当一个周期结束时，vO2变为高电平，通过R16、C6微分电路后加于A4的同相输入端,使v O4由-VZ变为+VZ，T1、T2导通，振荡器停止工作，电路处于单周期扫描工作状态。
当S1置于“C”时，+15V电压通过分压加于A的反相输入端，v O4等于-VZ，T1、T2截止，电路处于连续扫描工作状态。
当S1置于“D"时—15V电压通过分压器加于A的反相输入端，vO4等于+VZ，T1、T2导通,振荡器停止工作，不产生扫描信号输出

图4

5、总体电路原理相关说明
提到锯齿波，人们马上就会联想到由运算放大器或分立元件构成的密勒积分电路，但周期很长的超低频锯齿波发生电路，因运算放大器的输入偏流或积分分电容器的绝缘电阻等因素的影响，会造成线性恶化，为解决此问题，可采用计数器和D—A转换器，使时间周期不受限制。但是,如果把输出波形放大就会呈阶梯状，为了使波形看起来成直线状，D-A转换器的倍数要比较多，具体位数可根据应用目的确定。
试验中输出波形与仿真的较为相同，由于实验因素的原因，波形会有一定的失真或者波形滤的不是那么完美,但基本满足实验要求。
由波形可得，波形在频率较高时，会出现波形圆滑的现象，并且越来越接近正弦波。可能是由于采用的运放不那么理想以及取得电容不能达到预期的效果。误差是有，但相对来说是很好的。
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,其流程图如图所示.

积分器

可调放大电路

偏置电路

输出uo
给出图标题，同时确认该框图的正确性1

本电路不使用D-A转换器IC也能达到相同的目的,从而降低了成本。

6、总体电路原理图

图5

7、元件清单
元件名称
型号、参数
数目
电阻
200 KΩ
4
电阻
8。2 KΩ
3
电阻
5.1 KΩ
4
电阻
75 KΩ
1
电阻
1KΩ
5
电阻
470 KΩ
1
电阻
10KΩ
5
电阻
7。5KΩ
3
电阻
300KΩ
1
电阻
2.4KΩ
1
电阻
2 KΩ
2
电阻
100 KΩ
2
电阻
150 KΩ
1
二极管
2CK12
10
二极管
2DW7
2
电容
200pF
1
电容
3pF
3
电容
10pF
4
开关
--
2
8、参考文献参考文献的格式！

［1] 童诗白. 模拟电子技术基础,2版. 北京：高等教育出版社，1988。
［2］ 马汉良。多功能高精度斜波发生器［J］.电子科学技术，1983,(12）.
[3］ 阎石。 数字电子技术基础,3版。 北京:高等教育出版社，1989.
[4］ 周仲.国产集成电路应用500例。 北京：电子工业出版社，1992。
[5］ 康华光．电子技术基础（模拟部分）（第四版)．武汉:高等教育出版社，2005.7
[6］ 舒庆莹．凌玲．模拟电子技术基础实验．武汉:武汉理工大学出版社，2008.2

9、设计心得体会
为期两周的电子课程设计接近尾声,经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、使我得到一次较全面的工程实践训练。理论联系实际,提高和培养创新能力，为后续课程的学习，毕业设计，毕业后的工作打下基础。同时，结合protel技术，进行仿真设计，可以体现现代化的设计方法和理念,使电子课程设计在培养学生能力方面，得到比较大的提高.
通过本次实习，将书本上学到的知识应用于实践,学会了一些电子电路仿真设计能力,虽然过程中遇到了一些困难，但是在解决这些问题的过程无疑也是对自己自身专业素质的一种提高与肯定。此次设计不仅增强了自己在专业设计方面的信心,鼓舞了自己，更是一次兴趣的培养。
经过这为期两周的实践，我从中获得以下几点收获：
1、通过这次学习实践，提高我们的学习能力。理解前人思路的能力、系统设计能力、、表达能力等很多方面，电子设计设计的赛制决定了上述能力缺一不可.
2、加强了我们心理素质的锻炼。电子课程设计时间决定了设计结果的产生会有很大的不确定性，一个极其偶然的失误都会导致最终的不理想结果，因此需要设计者具备良好的心理素质，全心全意投入设计工作中。
3、从整个过程中，我们熟悉了查资料的方法，并学习了protel软件的一些基本操作.
通过这次实践,我们应具备分析问题和解决问题的能力。一个比较复杂的问题往往需要进行方案原理的构思,也就是用什么原理来实现课题的要求.因此，应对课题的任务、要求和条件进行仔细的分析与研究，找出其关键问题所,然后据此关键问题提出实现原理与方法。我们应广泛收集与查阅有关资料,广开思路，开动脑筋，利用已有的各种理论知识,提出尽可能多的方案，以便作出更合理的选择。