波形发生器,电路CAD设计-.doc
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电路CAD课程设计报告
题 目 波形发生器
学生姓名
学 号
学 院
专 业
指导教师
年 月 日
摘要
目 录
1 设计任务.……………………………………………….1
2 方案选择 .………………………………………………….2
2.1 **********************.……………………………………………….1
2.2 **********************………………………………………….…….3
3 单元电路设计.………………………………………………….3
3.1 **********************.……………………………………………….3
3.2 **********************………………………………………….…….4
3.3 *********************** ……………………………………….…….5
4 电路参数确定.………………………………………………….6
2.1 **********************.……………………………………………….6
2.2 **********************………………………………………….…….7
5用EWB进行电路分析与仿真.………………………………………………….8
6 用Protel绘制点原理图和电路板图………………………………………………
7 心得体会……………………………………………………………………………
一、设计任务
1.设计要求:
使用集成运放设计一个波形发生器,产生一个频率为fo = 5 kHz的方波,其电压幅度为+Vs = |-Vs| = 14V。同时产生一个频率为fo = 5kHz的三角波,其幅度为+Vt = |-Vt| = 5V。波形发生器方框图见图。
2.设计任务:
(1)方波发生器设计;
(2)三角波发生器设计;
(3)电源电路设计。
矩形发生电路
原理:将输出电压U0经过RC积分电路,利用电容的充放电电压取代外加输入信号送入比较器反相端,与同相端上的门限电压相比较,使比较器的输出不断发生转化,从而形成高低电平周期性交替的矩形振荡波形。接通电源的瞬间,电容C的初始电压为0,电路输出电压U0使高电平或者低电平是随机的,假设输出电压为高电平U0=+UZ,则运放的同相输入端电位是U+=UT+.
(1)u0通过R对电容C正向充电,使UC增加,当UC上升到略大于UT+,比较器输出电压发生反转,U0由+UZ变为-UZ,同相端的电位U+由UT+变为UT-。
(2)UC通过T对电容反向放电,使UC减小,当UC减小到略小于UT-,比较器输出电压发生反转,U0由-UZ变为+UZ,同相端的电位U+由UT-变为UT+。
2.三角形波发生器电路
在方波发生电路中,当滞回比较器的阈值电压数值比较小时,可将电容两端的电压看成为近似三角波。但是,一方面这个三角波的线性度较差,另一方面带负载后将使电路的性能产生变化。实际上,只要将方波电压作为积分运算电路的输入,在积分运算的输出就得到三角波电压。如图(6)所示。
三角波产生电路
3.电源电路
本设计还要求有电源电路。 稳压电源的设计,是根据稳压电源的输出电压Uo、输出电流Io、输出纹波电压ΔUop-p等性能指标要求,正确地确定出变压器、集成稳压器、整流二极管和滤波电路中所用元器件的性能参数,从而合理的选择这些器件。图(7)为稳压电源.
输出电压可调的稳压电源
四、电路参数确定
已知:三角波的输出幅度为Uom=R1Uz/R2
三角波的振荡频率为f2=R2/4R1R4C
方波的震荡周期T=2RC1n(1+2R1/R2)
本次设计要求f=5kHZ,Uo1=±14V,Uom=±5V.所以设定R1=12kΩ,R2=15kΩ,R3=1kΩ,R5=10kΩ,R6=20kΩ,C1=100μF,C2=100μF。设计可将R6变为滑动变阻器,阻值变化范围为0—20K|Ω,从而使方波输出电压幅度变为可调的。
五、用EWB进行电路分析和仿真
用EWB软件绘制的电路原理如下
仿真结果
1、
2、
六、用Protel绘制的电路原理图和电路板图
1、方波、三角波发生器的设计
电路原理图:
PCB板图:
库元件名 元件符号 元件参数 元件封装 RES2 R1 12KΩ AXIAL0.3 RES2 R2 15KΩ AXIAL0.3 RES2 R3 1KΩ AXIAL0.3 RES2 R5 10KΩ AXIAL
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