方波變?nèi)遣?doc

實(shí)訓(xùn)報(bào)告 系 別 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)老師 實(shí)習(xí)時(shí)段 學(xué)生實(shí)訓(xùn)工作頁(yè)班級(jí)姓名組別時(shí)間課程名稱電子技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)1課時(shí)工位號(hào)實(shí)訓(xùn)名稱項(xiàng)目4 獨(dú)立可調(diào)方波三角波產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)與制作設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)并制作一個(gè)方波三角波產(chǎn)生電路。主要技術(shù)指標(biāo)為：（1）頻率范圍：10Hz100Hz；100Hz1kHz；（2）輸出電壓范圍：方波最大Upp=12V；三角波最大Upp=6V。（3）頻率、占空比、三角波幅度、方波幅度、均獨(dú)立可調(diào)，調(diào)整范圍不限。教學(xué)環(huán)境多媒體仿真室、實(shí)訓(xùn)室實(shí)訓(xùn)資源要求（1）12直流電源；（2）雙蹤示波器；（3）交流毫伏表；（4）頻率計(jì)；（5）數(shù)字萬(wàn)用表；（6）主要器件：集成運(yùn)算放大器 A7412、穩(wěn)壓二極管、電阻器、電容器若干；（7）其他工具：電烙鐵等電路裝配工具；電腦；投影儀等。實(shí)訓(xùn)知識(shí)準(zhǔn)備（1）認(rèn)真復(fù)習(xí)教材中關(guān)于運(yùn)算放大器的有關(guān)知識(shí)；（2）深刻理解運(yùn)放線性和非線性應(yīng)用的原理與聯(lián)接方式；（3）掌握非正弦波產(chǎn)生電路的基本環(huán)節(jié)：滯回比較電路和積分電路的原理與工作特性；（4）掌握方波三角波常用性能指標(biāo)測(cè)試的基本原理和正確測(cè)試方法。實(shí)訓(xùn)目標(biāo)（1） 學(xué)習(xí)運(yùn)放放大電路的識(shí)別與測(cè)試與偏置技術(shù)；（2） 研究滯回比較電路、積分電路的原理、特性和設(shè)計(jì)方法；（3） 掌握非正弦波形產(chǎn)生電路的結(jié)構(gòu)、原理與設(shè)計(jì)方法；（4） 掌握PCB板的制作、元器件測(cè)試和安裝技術(shù)；（5） 熟悉常用電子儀器及模擬電路實(shí)訓(xùn)設(shè)備的使用。（6） 樹立科學(xué)發(fā)展觀，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，具有觀察、理解、判斷、推理辯證思維能力。（7） 培養(yǎng)良好的職業(yè)道德、組織與協(xié)調(diào)和善于與他人合作共事的能力。（8） 鍛煉勇于創(chuàng)新和抗挫折的能力。（9） 樹立節(jié)約能源、節(jié)省材料與愛護(hù)工具設(shè)備、保護(hù)環(huán)境等職業(yè)意識(shí)。實(shí)訓(xùn)考核標(biāo)準(zhǔn)（1）能夠正確畫出方波三角波發(fā)生電路結(jié)構(gòu)框圖和總電路圖；（2）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇合適的電源電壓、集成電路型號(hào)、穩(wěn)壓二極管型號(hào)、計(jì)算可調(diào)電阻參數(shù)和其他阻容元件的參數(shù)。（3）用萬(wàn)能板設(shè)計(jì)PCB板，畫出元器件位置及走線圖；（4）正確測(cè)試運(yùn)算放大器、穩(wěn)壓二極管、可調(diào)電阻及其他元件；（5）掌握方波三角波發(fā)生電路參數(shù)的測(cè)量方法，并測(cè)量輸出頻率范圍、輸出幅度范圍和波形特征參數(shù)等；（6）能夠?qū)Ψ讲ㄈ遣òl(fā)生電路的常見故障進(jìn)行分析，并能夠排除一些基本的故障。任務(wù)分解任務(wù)一 總體設(shè)計(jì)操作步驟（1）課題分析根據(jù)任務(wù)，獨(dú)立可調(diào)方波三角波發(fā)生電路的方框如下圖1-1所示。（2）設(shè)計(jì)思路根據(jù)模擬電路理論，方波三角波發(fā)生電路主要參數(shù)為：方波的幅度： 三角波的幅度： 方波、三角波的頻率： 從式和可以看出，調(diào)節(jié)電位器Rw1可改變?nèi)遣ǖ姆龋珪?huì)影響方波、三角波的頻率；調(diào)節(jié)電位器Rw2可改變方波、三角波的頻率，但不會(huì)影響方波、三角波的幅度。本設(shè)計(jì)在實(shí)現(xiàn)上述基本電路的基礎(chǔ)上，還提出了新的要求。有下列4個(gè)量：三角波和方波共有的頻率、共有的占空比、三角波的幅度、方波的幅度，其中每個(gè)量都由一個(gè)獨(dú)立的電位器控制，當(dāng)調(diào)節(jié)某個(gè)量時(shí)，其它3個(gè)量不能發(fā)生變化。這就是獨(dú)立可調(diào)的要求。任務(wù)分解任務(wù)二 方波三角波產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)操作步驟（1）方波三角波產(chǎn)生電路的結(jié)構(gòu)方波三角波產(chǎn)生電路的基本結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。工作原理如下：運(yùn)算放大器A1與R1、R2及R3組成電壓比較器。由圖2-1分析可知比較器有兩個(gè)門限電壓，運(yùn)放A2與R4、RW1（置中點(diǎn)時(shí)）、C及R5組成反相積分器，其輸入信號(hào)為方波uo1時(shí)，則輸出積分器的電壓為 當(dāng)uo1=+Vz時(shí) 當(dāng)uo1=-Vz時(shí) 可見積分器輸入方波時(shí)，輸出是一個(gè)上升速率與下降速率相等的三角波，其波形如圖2-2所示。三角波的幅度為： 方波三角波的頻率為 由上分析可知：a) 電位器Rw1在調(diào)整方波三角波的輸出頻率時(shí)，不會(huì)影響輸出波形的幅度。b) Rw2變化時(shí)，只改變方波占空比和三角波上升或下降低斜率。Rw2無(wú)論在什么位置，積分器的正向時(shí)間常數(shù)和反向時(shí)間常數(shù)的和是一個(gè)常數(shù)，就造成單純調(diào)節(jié) RW2，只改變占空比而不會(huì)改變頻率。（2）元件參數(shù)計(jì)算比較器A1與積分器A2的元件參數(shù)計(jì)算如下：由于 因此 取R2=10k，則R3 =20 k。取平衡電阻R1=R2/R310 k。因?yàn)?當(dāng)10Hzf100Hz時(shí)，取C=1F，則R4+Rw1+Rw2=（50500）k，取R4=1 k，Rw2為100 k電位器，Rw1為470 k電位器。當(dāng) 100Hzf1KHz，取C=0.1F以實(shí)現(xiàn)頻率波段的轉(zhuǎn)換，R4、Rw2和Rw1的值不變。取平衡電阻R5=50 k。任務(wù)分解任務(wù)三 幅度單獨(dú)可調(diào)電路設(shè)計(jì)操作步驟(1)方波三角波獨(dú)立可調(diào)電路的結(jié)構(gòu)：理論上說(shuō)，在方波三角波的輸出端各接一個(gè)可調(diào)電阻就可以了，但是這種做法會(huì)改變化原有參數(shù)，因此一般是在方波三角波的輸出端各接一個(gè)電壓跟隨器，在電壓跟隨器的后面再接一個(gè)可調(diào)電阻就行了，具體電路形式參考模擬電路。（2）參數(shù)計(jì)算任務(wù)分解任務(wù)四 PCB板設(shè)計(jì)操作步驟參考有關(guān)書籍制作好PCB板，如：參看電子工藝實(shí)訓(xùn)教程/ (21世紀(jì)全國(guó)高校電子電工類規(guī)劃教材) /作者:殷志堅(jiān)任務(wù)分解任務(wù)五 方波三角波產(chǎn)生電路的安裝操作步驟1）工具的準(zhǔn)備與檢查：參看電子工藝實(shí)訓(xùn)教程/殷志堅(jiān)。（2）元件測(cè)試：參看電子工藝實(shí)訓(xùn)教程/殷志堅(jiān)。（3）刮腿、上錫處理：參看電子工藝實(shí)訓(xùn)教程/殷志堅(jiān)。（4）元件焊接：參看電子工藝實(shí)訓(xùn)教程/殷志堅(jiān)。任務(wù)分解任務(wù)六 方波三角波產(chǎn)生電路的調(diào)試操作步驟（1）測(cè)試儀器的準(zhǔn)備、檢查與調(diào)試方案：準(zhǔn)備以下儀器：12V直流電源、雙蹤示波器、交流毫伏表、頻率計(jì)、萬(wàn)用電表等。儀器檢查：檢查和校正交注毫伏表、雙蹤示波器、頻率計(jì)和萬(wàn)用表等。調(diào)試方案：調(diào)試過(guò)程是，先調(diào)方波-三角波產(chǎn)生電路，再調(diào)幅度可調(diào)電路。（2）方波-三角波產(chǎn)生電路的調(diào)試由于比較器A1與積分器A2組成正反饋閉環(huán)電路，同時(shí)輸出方波與三角波，這兩個(gè)單元電路可以同時(shí)調(diào)試。需要注意的是，電位器Rw1與Rw2要先將其調(diào)整到設(shè)計(jì)值，如設(shè)計(jì)舉例題中，應(yīng)先使Rw1=10K，Rw2?。?040）K內(nèi)的任一阻值，否則電路可能會(huì)不起振。只要電路接線正確，上電后，u01的輸出為方波，u02的輸出為三角波，調(diào)節(jié)Rw1, 則輸出頻率在對(duì)應(yīng)波段內(nèi)連續(xù)可變。調(diào)節(jié)Rw2,則占空比連續(xù)可調(diào)。（2）幅度可調(diào)電路的調(diào)試：實(shí)訓(xùn)總結(jié)發(fā)揮部分（1）