2016-2017年波形转换（总结).doc

课程设计实验报告 ---波形变换器 姓名： 学院班级： 学号： 联系电话： 2013-09-28 摘要 本实验利用函数发生器、LM324（四运放集成电路）组成的过零比较器、反向积分器、加法器、有源滤波器、比较器等三角波的产生：利用函数发生器产生峰峰值为0.2mV频率为500Hz的正弦波，通过过零比较器变为方波，再经过反向积分器变成三角波。 LM324是四运放集成电路，内部包含四组完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。LM324具有电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被用于各种电路。其应用实例主要有：反相交流放大器、同相交流放大器、交流信号三分配放大器、有源带通滤波器、比较器、单稳态触发器等。 利用555定时器接成的单稳态触发器设计一个一秒的计时器 利用192计数器计数 关键词：LM324、波形变换、555定时器、192计数器  设计任务 使用给定器件实现图1框图所示电路功能。 具体要求： 1. 设计一个信号发生电路，产生如图2所示波形uo1。其中T1=2ms，允许有±10%的误差； 2. 使用函数信号发生器产生的正弦波信号，； 3. uo1，ui1相加，使uo2=10 ui1+ uo1； 4. uo2经滤波器滤除uo1频率分量，选出频率为f0的正弦波信号为uo3。uo3 峰-峰值为9V，用示波器观察无明显失真； 5. 将uo3与uo1比较，得到峰值为6V的输出电压uo4； 一、系统方案 1.设计矩形波发生电路，由函数信号发生器产生的正弦波信号，通过过零比较器产生矩形波，对矩形波积分并引入适当反馈生成三角波。 2.放大器反相输入两路电压实现相加。 3.压控电压源二阶低通滤波电路滤除高频三角波分量。 4.将滤波电路信号接入比较器正极性端，三角波接入比较器负极性端，外接稳压管以得到稳定的脉冲信号。 5.将比较器输出接入中小规模数字电路测量频率并输出 二、理论分析与计算 1、三角波发生器 三角波可以通过方波积分得到，设计电路如图：该电路图中调节R2可改变三角波幅值，调节R3可改变三角波频率三 2、加法器 （仿真） 3、滤波器 （仿真） 三角波，正弦波的频率是500HZ,所以用一个一阶低通滤波器就可以滤除三角波。滤波器的通带放大倍数Aup=1+R13\R12。滤波要求500Hz，取，即可得到500Hz正弦波；调节R12、R13比值（放大倍数不能大于2），可改变正弦波幅值。为达到设计要求（9VPP），可加一级放大电路。 4、比较器 （仿真） 5、555单稳触发 6、192计数 脉冲宽度，取、，可得1s宽度的脉冲（触发信号应短于1s）在该时间内计数。 3片74LS192级联，可计数0~999Hz的频率信号，74LS192的输出端QA、QB、QC、QD与CD4511连接，以便于锁存信号（LE脚接555out信号的非可锁存该信号）并用共阴七段数码管显示。 三、电路设计 波形变换器设计总电路: 频率测量的总电路图 实物连接图： 四、测试结果及分析 测试点 波形 峰峰值/v 相对误差 频率/HZ 相对误差 Uo1 三角波 3.6 10% 500.0 0 Uo2 三角波、正弦波叠加 4.4 10% 495.0 1% Uo3 正弦波 9.4 4.4% 500.0 0 Uo4 方波 11．6 6.45% 504.0 0.8% 分析：1、触不良致使示波器波形图不稳定，易产生误差，仪器本身存在系统误差，读数时会产生个人误差 方波及三角波波形 方波及加法后波形 滤波后及三角波波形 比较后及三角波波形 五、实验总结 做试验前需结合模电、数电知识设计电路图，这让我又复习了一下过去所学的知识。进行仿真时发现波形不是那么的完美，因此我们又对参数进行了修改，得到理想的波形。到了实验室，我们根据仿真图上的图形进行连接，而后对其进行通电测输出波形，我们很少能够看到实验结果与我们的仿真结果是一致的，波形总不是那样的规范，本想通过修改