模電課程設(shè)計報告格式（五篇范文）-文庫吧
2024-10-17 17:45 本頁面
【正文】 器 差分放大器一、設(shè)計任務(wù)及要求設(shè)計一臺函數(shù)信號發(fā)生器，能夠發(fā)出方波信號、三角波信號和正弦波信號；輸出波形的頻率范圍是10HZ~100HZ 100HZ~1KHZ 1KHZ~10KHZ，且連續(xù)可調(diào)； 方波幅值是10V，失真較??； 三角波峰值30V； 正弦波幅值為10V； 各種波形幅值均連續(xù)可調(diào)；二、方案設(shè)計與論證方案一應(yīng)用運算放大器做出的比較器電路產(chǎn)生方波，方波通過積分電路產(chǎn)生三角波，再由三角波通過低通濾波電路產(chǎn)生正弦波。方案二由比較器和積分器組成方波——三角波產(chǎn)生電路，比較器輸出的方波經(jīng)積分器得到三角波（三角波的頻率可通過電容的大小進行更改），三角波到正弦波的變換電路主要由差分放大器來完成。差分放大器具有工作點穩(wěn)定，輸入阻抗高，抗干擾能力較強等優(yōu)點。特別是作為直流放大器時，可以有效地抑制零點漂移，因此可將頻率很低的三角波變換成正弦波。波形變換的原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性。三、單元電路設(shè)計與參數(shù)計算沒有接通時，=0V，滯回比較器=+同時=+跳變到當=給C沖電，使。時，=（），同時C使降低，在在﹥之前=不，則集成運放同相輸入端=﹥之前，=+不變；當，﹥時，由0上升，在變，當方波部分 時，跳變到+。方波的波幅由穩(wěn)壓二極管的參數(shù)決定，方波的周期取決于充放電回路RC的數(shù)值。若R或C其中一個增大，周期T也會增大。≈≈T=T=（三角波部分在方波發(fā)生電路中，當閾值電壓數(shù)值較小時，可將電容兩端的電壓看成是近似三角波。所以只要將方波電壓作為積分運算電路的輸入，在其輸出就得到三角波電壓。當方波發(fā)生電路的輸出電壓線性下降：而當=+=時，積分運算電路的輸出電壓將C C ≈()C)時，將線性上升。不是+就是，所以輸出電壓的表達式為積分電路的輸入電壓式中()為初態(tài)時正好從2躍變?yōu)?，則式子變?yōu)榉e分電路反響積分，隨時間的增長線性下降，一旦=從+躍變?yōu)椋阶幼優(yōu)?，再稍減小，將()為產(chǎn)生躍變時的輸出電壓。積分電路正向積分，再稍加增大，將從躍變?yōu)?隨時間的增長線性，回到初態(tài)，積分增大，一旦電路又開始反向積分。電路重復上述過程。因此產(chǎn)生震蕩。由以上分析可知，是三角波，幅值為177。；是方波，幅值為177。，由于積分電路引入了深度電壓負反饋，所以在負載電阻相當大的變化范圍里，三角波電壓幾乎不變。設(shè)正向積分起始值為，中了值為+，積分時間為二分之一周期，則有震蕩頻率為f=調(diào)節(jié)電路中的，可以改變震蕩頻率和三角波的幅值。在三角波電壓為固定頻率或頻變化很小的情況下，可以考慮低通濾波的方法將三角波變換為正弦波，輸入電壓的頻率等于輸出電壓的頻率。將三角波按傅里葉級數(shù)展開其中方案二方波電路的工作原理從一般原理來分析，可以在滯回比較器電路的基礎(chǔ)上，靠正反饋和RC充放電回路組成矩形波發(fā)生電路。由于滯回比較器的輸出只有兩種可能的狀態(tài)：高電平是三角波的幅值 或低電平。兩種不同的輸出電平使RC電路進行充電或放電，于是電容上的電壓升高或降低，而電容的電壓有作為滯回比較器的輸入電壓，控制其輸出端狀態(tài)發(fā)生跳變，從而使RC電路有充電過程變成放電過程或相反。如此循環(huán)往復，周而復始，最后在滯回比較器的輸出端即可得到一個高低電平變化周期性交替的方波信號。設(shè)Uo1=+Uz,則U+ = R2（+Uz）/（R2+R3+Rp1）+（R3+Rw1）Uia/（R2+R3+ Rp1）=0(1)將上式整理，得比較器翻轉(zhuǎn)的下門限單位Uia＿為Uia＿=R2*Uz/（R3+ Rp1）(2)若Uo1=Uz，則比較器翻轉(zhuǎn)的上門限電位Uia+為Uia+=R2（Uz）/（R3+ Rp1）=Uia＿ = 2*R2*Uz/（R3+ Rp1）(4)——三角波轉(zhuǎn)換原理在產(chǎn)生方波信號之后，利用此波形輸入到一個積分電路便可輸出一個三角波。由于三角波信號是電容的充放電過程形成的指數(shù)曲線，所以線性度較差。為了能夠得到線性度比較好的三角波，可以將運放和幾個電阻、電容構(gòu)成積分電路。運放接成積分電路形式，利用電路的自激振蕩，由滯回比較電路輸出的方波信號，經(jīng)過積分電路后產(chǎn)生三角波信號，輸出。運放U2與RRPC4及R5組成反相積分器，其輸入信號為方波Uo1，則積分器的輸出Uo2為Uo2=∫Uo1*dt/（R4+Rp2）C4當Uo1=+Uz時，Uo2=（+Uz）t/（R4+Rp2）C4 =Uz*t/（R4+ Rp2）C4當Uo1=Uz時，Uo2=（Uz）t/（R4+ Rp2）C4 =Uz*t/（R4+ Rp2）C4 方波－三角波的頻率為：f=(R3+R)/4
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