步進電機課程設(shè)計報告基于運放的信號發(fā)生器設(shè)計

1、北京工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計報告 學(xué)院 電控 專業(yè) 通信工程 班級 通信工程242 組號 10 題目 步進電機控制電路 基于運放的信號發(fā)生器設(shè)計 姓名 學(xué)號 09024226 同組人 指導(dǎo)老師 成績 2011年5月步進電機控制電路提綱：1、 設(shè)計要求2、 電路設(shè)計3、 步進電機的實際連接及測量4、 實驗中遇到的問題及解決方案5、 收獲體會6、 參考資料一、設(shè)計要求步進電機控制電路（一）、設(shè)計任務(wù)本課題要求設(shè)計一個步進電機控制電路，該電路能對步進電機的運行狀態(tài)進行控制。（二）、基本要求1、能控制步進電機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)及運行速度，并由led顯示運行狀態(tài)。（步進電機工作方式可為單四拍或雙四拍）。2、測量步進電機

2、的步距角。(通過實測步進電機旋轉(zhuǎn)一周所需要的脈沖數(shù)，推算出步進電機的步距角)。（三）、擴展要求設(shè)計步進電機工作方式為四相八拍。（四）、設(shè)計框圖步進電機控制電路主要由脈沖發(fā)生電路、環(huán)行脈沖分配電路、控制邏輯及正反控制門、功率放大器（驅(qū)動電路）和步進電機等組成。脈沖發(fā)生電路環(huán)形脈沖分配電路控制電路驅(qū)動電路脈沖顯示步進電機（五）、參考元器件ne555，計數(shù)器74ls161，74ls08，74ls74，74ls14（04），74ls138（74ls153），四相步進電機，發(fā)光二極管，續(xù)流二極管in4004，復(fù)合三極管tip122，5（1w）電阻，其他電容、電阻若干。補充說明：a、 本實驗提供的是四相步

3、進電機，它對外有六條引線， 其中二條為公共端、另外四條分別為a相、b相、c相、d相，但引腳具體排序未知，故在使用前需要對步進電機進行分析，測試，并判斷出具體的相序。b、 四相步進電機磁激勵方式基本有三種：i、單四拍方式，通電順序為abcda；ii、雙四拍方式，通電順序為abbccddaab；iii、四相八拍方式，通電順序為aabbbcccdddaa。如果按上述三種通電方式和通電順序進行通電，則步進電機將正向轉(zhuǎn)動。若通電順序與上述相反，如單四拍方式，通電順序adcba，則步進電機將反向轉(zhuǎn)動。如下表所示為步進電機的單四拍和雙四拍的勵磁方式及a、b、c、d相的輸入邏輯信號。有關(guān)步進電機的工作原理及使

4、用方法請自己查閱資料。工作方式勵磁方式d b c a單四拍方式a1 1 1 0b1 1 0 1c1 0 1 1d0 1 1 1a1 1 1 0雙四拍方式ab1 1 0 0bc1 0 0 1cd0 0 1 1da0 1 1 0ab1 1 0 02、 電路設(shè)計脈沖發(fā)生電路環(huán)形脈沖分配電路控制電路驅(qū)動電路脈沖顯示步進電機根據(jù)框圖：（1） 、脈沖發(fā)生電路：1、設(shè)計目標：設(shè)計一個可以產(chǎn)生占空比和周期可調(diào)的方波信號的脈沖發(fā)生器。2、基本思路：利用ne555構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生所需信號。3、選用原件：ne555、5k歐電位器、300歐電阻、50微法電容、0.01微法電容。4、電路原理圖：原理公式：t1=(r

5、1+r2)cln2、t2=r2cln2 為使脈沖頻率為幾赫茲，電阻和電容應(yīng)選擇恰當?shù)臄?shù)值，通過計算和實際測試，我們選用了5k歐電位器、300歐電阻、50微法電容、0.01微法電容。電路圖如下：5、 仿真波形 6、 實際電路圖：（2） 、環(huán)形脈沖分配電路設(shè)計目標：設(shè)計一個可以生成四路如圖表所示變化的脈沖信號，其狀態(tài)變化由ne555產(chǎn)生的脈沖控制。并能通過開關(guān)切換單四拍或雙四拍模式。雙向移位寄存器74ls194的功能很接近步進電機的運行的邏輯信號：74ls194的功能表： rds1 s0工作狀態(tài)0x x置零10 0保持10 1右移11 0左移11 1并行輸入 輸出信號邏輯如下： a、單四，雙四拍方

6、式工作方式勵磁方式d b c a單四拍方式a1 1 1 0b1 1 0 1c1 0 1 1d0 1 1 1a1 1 1 0雙四拍方式ab1 1 0 0bc1 0 0 1cd0 0 1 1da0 1 1 0ab1 1 0 074ls194本身具有雙向移位的功能，但在啟動前需要預(yù)先對4個輸入端進行置數(shù)，來控制輸出波形占空比。由于步進電機的驅(qū)動有單四拍，雙四拍兩種方式，所以需要三個開關(guān)，其中兩個控制s1 s0 的點位高低來控制寄存器的工作狀態(tài)，另一個開關(guān)用來切換單四和雙四拍兩種狀態(tài)。其中qa、qb、qc、qd分別控制步進電機的a、b、c、d四相，clk接ne555產(chǎn)生的脈沖信號。b、四相八拍1片74

7、ls194 最多只能產(chǎn)生4種不同狀態(tài)的信號，而四相八拍勵磁方式有八種狀態(tài)，所以至少要用兩片74ls194才能實現(xiàn)。我們用兩片74ls194接成了8位雙向移位寄存器。其真值表如下：74ls194的8路并行輸出單四拍輸出雙四拍輸出四相八拍輸出12345678abcdabcdabcd01111111011100110111101111110111001100111101111110111001101111101111101110011001111101111101110011011111101111011100110011111101111001101110111111101110011001103

8、種狀態(tài)的邏輯關(guān)系不同，如果在輸出端控制三種狀態(tài)的切換，則需要大量開關(guān)，在實際電路中很不容易實現(xiàn)，所以我們嘗試在置數(shù)端切換。74ls194的8路并行輸出單四拍輸出12345678abcd01111111011110111111011111011111101111101111101111110111110111111011110111111101111011111110111074ls194的8路并行輸出雙四拍輸出12345678abcd000111110011100011110011110001111001111000111001111100011100111110001100011111000

9、11000111110011074ls194的8路并行輸出四相八拍輸出12345678abcd0011111101111001111100111100111110111110011110011111001111011111100111001111110011100111111001103種狀態(tài)的邏輯關(guān)系相同，這樣只需要在8位移位寄存器的輸入端設(shè)置連個開關(guān)對其進行置數(shù)就可以實現(xiàn)3種狀態(tài)的切換。環(huán)形脈沖分配電路圖如下：實際電路圖：最終的電路圖如下：（三）、驅(qū)動電路：1、設(shè)計目的： 由于門電路所輸出的電流遠不足以驅(qū)動步進電機的轉(zhuǎn)動，這里需要一個具有功率放大能力的驅(qū)動電路，它由環(huán)形脈沖電路所產(chǎn)生的脈沖

10、信號控制，產(chǎn)生一個足以驅(qū)動步進電機的電流。2、選用元件：復(fù)合三極管（tip122）、續(xù)流二極管、發(fā)光二極管、5歐電阻、300歐電阻、1k歐電阻。3、 電路圖： 圖中1k歐電阻接門電路的輸出，d1為續(xù)流二極管，led1為發(fā)光二極管，m代表步進電機的任意一相。將驅(qū)動電路與前兩部分相連。至此，所有電路設(shè)計完成，可以連接步進電機了。三、步進電機的實際連接及測量（一）、測試步進電機的引腳功能和順序：本實驗提供的是四相步進電機，它對外有六條引線， 其中二條為公共端、另外四條分別為a相、b相、c相、d相，但引腳具體排序未知，故在使用前需要對步進電機進行分析，測試，并判斷出具體的相序。1、 判斷公共端：在不明

11、引腳功能的情況下，不能貿(mào)然通電測試，以免損壞電機。應(yīng)采用其他方法。根據(jù)步進電機的內(nèi)部構(gòu)造，永磁感應(yīng)子式步進電機一共六根引線，共分為兩組，測量每兩根引線之間的電阻，不同繞組之間的電阻為無窮大。同一繞組中，中心引線到兩邊的電阻約為7.5。判斷出兩組繞組的中心引線后，剩下的四根即為a、b、c、d四個項。中心引線即為公共端，接+5v。2、判斷a、b、c、d四相的順序：我們試著用“隨便選取四條引線中的一根設(shè)為a相，接低電平。再另取一根引線觸低電平，若電機正轉(zhuǎn)，則該項為b,；反轉(zhuǎn)，該項為d；否則，該項為c。”進行測試。（二）、連接步進電機測試電路功能：將控制電路與驅(qū)動電路和步進電機相連實際電路圖如下：開關(guān)

12、1與開關(guān)2：兩開關(guān)都接高電位時為置數(shù)狀態(tài)，此時可通過開關(guān)3和開關(guān)4切換步進電機的勵磁方式。兩開關(guān)一個接高電位另一個接地時。分別對應(yīng)電機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。兩開關(guān)同時接地時電機停轉(zhuǎn)保持原狀。開關(guān)3：接地時為雙四拍勵磁方式，接高電位時，可通過開關(guān)2切換單四或八拍勵磁方式。開關(guān)4：在開關(guān)3接高電位的情況下，接高電位時為單四拍勵磁方式，接地時為八拍勵磁方式。 最終電路包括的元件：步進電機1個ne555芯片1個74ls194芯片（雙向移位寄存器）2個74ls08芯片（4與門）1個達靈頓三極管（tip122)4個發(fā)光二極管4個續(xù)流二極管4個5（1w）電阻4個300電阻5個1k電阻4個5k電位器1個50f電容1個1

13、0nf電容1個單刀雙置開關(guān)4個導(dǎo)線若干（3） 步進電機步距角的測量：勵磁方式單四拍雙四拍四相八拍轉(zhuǎn)一周所需步數(shù)484896步距角7度30分7度30分3度45分四、實驗中遇到的問題及解決方案 1. ne555脈沖不理想，實驗室沒有仿真所用阻值電阻和電容： 查看公式，重新計算、仿真，選用合適的電阻，電容。2. 第一次仿真時，發(fā)光二極管不亮： 我們覺得電路應(yīng)該沒有問題，最后通過更改二極管參數(shù)的方法讓仿 真成功。3.綠色發(fā)光二極管不亮： 我們先用正常的紅色發(fā)光二極管代替，確定電路沒有問題，然后大膽的加大了電流，發(fā)現(xiàn)兩種二極管所需電流不同。4.一個開關(guān)的控制0、1與預(yù)期相反： 用其它開關(guān)代替后，發(fā)現(xiàn)時開

14、關(guān)問題，而不是電路問題。5.電機測相時，無論怎樣測量，公共端都只與其它三根線阻值相同： 在老師的幫助下解決問題。6.連接電機后，指示燈正常閃動，電機不轉(zhuǎn)： 認真檢查后，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動電路多接了一根線。7.測量時，無法確定電機起始點和終止點：在電機上綁一根導(dǎo)線作為標志物。五、收獲體會 這次實驗的順利完成，首先要感謝老師的指導(dǎo)和搭檔吳萌的幫助。 這次實驗讓我體會到了怎樣從零開始做一件事兒，一直到做成。雖然上個學(xué)期我通過了數(shù)字電路技術(shù)考試和電子實驗考試，但拿到這次實驗，我不得不第一時間找出數(shù)電書，從新學(xué)習(xí)。此次實驗前，我和吳萌從未聽說過步進電機，在老師簡單介紹后，我們還是對實驗沒有概念。課下，我們通過互聯(lián)

15、網(wǎng)，查看了大量的資料，終于有了初步的想法并開始實施。 這次實驗深化了我在課堂上學(xué)習(xí)到知識。通過這次實驗，我對ne555，74ls194，74ls161,74ls138等芯片都有了更深刻的認識與理解。我深刻體會到活學(xué)活用的重要性，最好的設(shè)計不是全新的設(shè)計，而是通過對一個小細節(jié)的改善使設(shè)計趨于完美。設(shè)計電路時理論與實際的差距很大。就像我們放真時，習(xí)慣用100,200，1k,5k等這樣整數(shù)電阻，但實驗室里的電阻一般為150,300，1k，5k1等。另外，仿真電路雖然方便，卻跟實際電路的連接迥然不同，設(shè)計時難免會有設(shè)想不到的問題。這只有通過后期想辦法彌補和實踐經(jīng)驗的積累來解決。 這次實驗還加強了我的團

16、隊合作能力，動手能力，自主學(xué)習(xí)能力。在與吳萌的合作中，我深深地體會到怎樣相互幫助，相互督促，怎樣取長補短，最終達到1+1>2的效果。我們親自動手焊接，連線，并共同解決了許多想不到卻無法避免的問題。另外，我想我們明白了解決問題的根本方法，就是自主的，有目的去學(xué)習(xí)更多的知識。 最后，這次實驗的成功讓我們感到了前所未有的滿足和由衷的喜悅。再次感謝老師的指導(dǎo)，和吳萌對我的幫助。 六、參考資料 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）清華大學(xué)電子學(xué)教研組 編 閻石 主編步進電動機的結(jié)構(gòu)與工作原理 摘自互聯(lián)網(wǎng) 步進電機是利用電磁鐵原理，將脈沖信號轉(zhuǎn)換成線位移或角位移的電機。每來一個電脈沖，電機轉(zhuǎn)動一個角度，帶動機

17、械移動一小段距離。步進電動機步進機將脈沖信號轉(zhuǎn)換為角位移或線位移。主要要求：動作靈敏、準確、重量輕、體積小、運行可靠、耗電少等。步進電動機的特點：      (1)來一個脈沖，轉(zhuǎn)一個步距角。      (2)控制脈沖頻率，可控制電機轉(zhuǎn)速。      (3)改變脈沖順序，改變方向。步進電動機的種類    根據(jù)勵磁式方式的不同分為：反應(yīng)式、永磁式和混合式（又叫感應(yīng)子式）三種。反應(yīng)式步進電機的應(yīng)用較多。下面以反應(yīng)式步進電機

18、為例說明步進電機的結(jié)構(gòu)和工作原理。圖7-20 （a）三相反應(yīng)式步進電動機工作原理圖a 相通電，a 方向的磁通經(jīng)轉(zhuǎn)子形成閉合回路。若轉(zhuǎn)子和磁場軸線方向原有一定角度，則在磁場的作用下，轉(zhuǎn)子被磁化，吸引轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子的位置力圖使通電相磁路的磁阻最小，使轉(zhuǎn)、定子的齒對齊停止轉(zhuǎn)動。a 相通電使轉(zhuǎn)子1、3齒和 aa' 對齊。圖7-20 （b）三相反應(yīng)式步進電動機工作原理圖；°同理，b相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒和b相軸線對齊，相對a相通電位置轉(zhuǎn)30圖7-20 （c）三相反應(yīng)式步進電動機工作原理圖。°最后，c相通電，轉(zhuǎn)子1、3齒和c相軸線對齊，相對b相通電比較，轉(zhuǎn)子再次轉(zhuǎn)動30步進電動機的

19、結(jié)構(gòu)步進機主要由兩部分構(gòu)成：定子和轉(zhuǎn)子。它們均由磁性材料構(gòu)成，以三相為例其定子和轉(zhuǎn)子上分別有六個、四個磁極 。步進電動機結(jié)構(gòu)簡圖定子的六個磁極上有控制繞組，兩個相對的磁極組成一相。注意：這里的相和交流電中的“相”的概念不同。步進機通的是直流電脈沖，這主要是指線圖的聯(lián)接和組數(shù)的區(qū)別。圖7-22 三相反應(yīng)式步進電動機結(jié)構(gòu)原理圖步進電動機工作方式(以三相步進電機為例)步進電機的工作方式可分為：三相單三拍、三相六拍、三相雙三拍等。一、三相單三拍三相繞組中的通電順序為：這種工作方式，因三相繞組中每次只有一相通電，而且，一個循環(huán)周期共包括三個脈沖，所以稱三相單三拍。三相單三拍的特點：1）每來一個電脈沖，轉(zhuǎn)

20、子轉(zhuǎn)過 b表示。q。此角稱為步距角，用°302）轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相線圈通電的順序，改變通電順序即可改變轉(zhuǎn)向。基于運放的信號發(fā)生器設(shè)計提綱：一、設(shè)計要求2、 設(shè)計思路3、 電路原理及分析4、 實驗仿真與調(diào)試5、 實驗實施與結(jié)果6、 問題及解決方案7、 收獲及體會八、參考資料一、設(shè)計要求 本課題要求使用集成運算放大器制作正弦波發(fā)生器，在沒有外加輸入信號的情況下，依靠電路自激振蕩而產(chǎn)生正弦波輸出的電路。經(jīng)過波形變換可以產(chǎn)生同頻三角波、方波信號。設(shè)計要求：（1）經(jīng)典振蕩電路，產(chǎn)生正弦信號，頻率范圍100hz10khz；（2）雙電源供電；（3）信號經(jīng)過放大、驅(qū)動電路，可在1k負載條件下：

21、正弦波最大峰-峰值 3v，幅值可調(diào)，諧波失真度小于3%；三角波最大峰-峰值 5v，幅值可調(diào)，非線性失真小于2%；方波峰-峰值 15v，幅值可調(diào)，方波上升時間小于2s。 拓展要求： （1）、單電源供電； （2）、擴大信號頻率的范圍； （3）、增加輸出功率； （4）、具有輸出頻率的顯示功能。2、 設(shè)計思路（1）函數(shù)信號產(chǎn)生方案模擬電路的實現(xiàn)方案：是指全部采用模擬電路的方式，以實現(xiàn)信號產(chǎn)生電路的所有功能，本實驗的函數(shù)信號產(chǎn)生電路采用全模擬電路的實現(xiàn)方案。對于波形產(chǎn)生電路的模擬電路的實現(xiàn)方案，也有幾種電路方式可供選擇。本實驗選用最常用的，線路比較簡單的電路加以分析。如用正弦波發(fā)生器產(chǎn)生正弦波信號，然后

22、用過零比較器產(chǎn)生方波，再經(jīng)過積分電路產(chǎn)生三角波，其電路框圖如圖所示。（2） 框圖3、 電路原理及分析1、 rc橋式正弦振蕩電路rc橋式正弦振蕩電路如圖所示。其中r1、c1和r2、c2為串、并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)，接于運算放大器的輸出與同相輸入端之間，構(gòu)成正反饋，以產(chǎn)生正弦自激振蕩。r3、rw及r4組成負反饋網(wǎng)絡(luò)，調(diào)節(jié)rw可改變負反饋的反饋系數(shù)，從而調(diào)節(jié)放大電路的電壓增益，使電壓增益滿足振蕩的幅度條件。rc橋式正弦振蕩電路為了使振蕩幅度穩(wěn)定，通常在放大電路的負反饋回路里加入非線性元件來自動調(diào)整負反饋放大電路的增益，從而維持輸出電壓幅度的穩(wěn)定。圖中的兩個二極管d1，d2便是穩(wěn)幅元件。當輸出電壓的幅度較小時，

23、電阻r4兩端的電壓低，二極管d1、d2截止，負反饋系數(shù)由r3、rw及r4決定；當輸出電壓的幅度增加到一定程度時，二極管d1、d2在正負半周輪流工作，其動態(tài)電阻與r4并聯(lián)，使負反饋系數(shù)加大，電壓增益下降。輸出電壓的幅度越大，二極管的動態(tài)電阻越小，電壓增益也越小，輸出電壓的幅度保持基本穩(wěn)定。為了維持振蕩輸出，必須讓為了保證電路起振， 當：r1=r2=r，c1=c2=c時，電路的振蕩頻率 ：起振的幅值條件：2、 比較器遲滯比較器的電路圖如圖左所示。該比較器是一個具有遲滯回環(huán)傳輸特性的比較器。由于正反饋作用，這種比較器的門限電壓是隨輸出電壓v0的變化而變化。在實際電路中為了滿足負載的需要，通常在集成運

24、放的輸出端加穩(wěn)壓管限幅電路，從而獲得合適的 和 。遲滯比較器 遲滯比較器電壓傳輸特性由圖可知 ： 電路翻轉(zhuǎn)時： 即得： 3、 方波和三角波發(fā)生器方波和三角波發(fā)生器由集成運算放大器構(gòu)成的方波和三角波發(fā)生器，一般均包括比較器和rc積分器兩大部分。如圖所示為由遲滯比較器和集成運放組成的積分電路所構(gòu)成的方波和三角波發(fā)生器。方波和三角波發(fā)生器的工作原理：a1構(gòu)成遲滯比較器同相端電位vp由vo1和vo2決定。利用疊加定理可得：當 vp0時，a1輸出為正，即vo1 = +vz；當 vp0時，a1輸出為負即vo1 =-vz。a2構(gòu)成反相積分器vo1為負時，vo2 向正向變化，vo1 為正時，vo2 向負向變化

25、。假設(shè)電源接通時vo1=-vz，線性增加。當： 時，可得：當vo2上升到使vp略高于0v時，a1的輸出翻轉(zhuǎn)到vo1=+vz。同樣： 時當vo2下降到使vp略低于0時，vo1 =-vz 。這樣不斷的重復(fù)，就可以得到方波vo1和三角波vo2。其輸出波形如圖2-6所示。輸出方波的幅值由穩(wěn)壓管dz決定，被限制在穩(wěn)壓值±vz之間。電路的振蕩頻率：方波幅值： =±三角波幅值： = 調(diào)節(jié) 可改變振蕩頻率，但三角波的幅值也隨之而變化。 四、實驗仿真與調(diào)試1. 將上述電路圖進行連接，并經(jīng)過多次調(diào)試，我們獲得如下電路圖2. 原件清單 四運放lm324 1個 lf353 1個 二極管4007 2

26、個 同軸電位器 1個 普通電位器 （10k） 2個 穩(wěn)壓管 1個 電阻、電容 導(dǎo)線若干3. 仿真與調(diào)試過程 （1）rc橋式正弦波振蕩器按照正弦波發(fā)生電路,在multisim1.0中搭建好原理圖 。在仿真的過程中我們發(fā)現(xiàn)：當r6=2k（2k是我們的實驗前的計算理論值）時，緩慢調(diào)節(jié)電位器r2，我們發(fā)現(xiàn)，不容易達到起振的條件；于是我們增大r6的值，使它等于4.7k,這時當我們再次調(diào)節(jié)r2電阻時，很容易使電路起振，并且我們得到了很好的正弦波形。仿真的波形如圖所示：（2）方波、三角波發(fā)生器按照原方波、三角波發(fā)生電路，在multisim1.0中搭建好原理圖。在仿真條件下方波、三角波發(fā)生電路產(chǎn)生的波形如圖所

27、示:通過仿真我們發(fā)現(xiàn)，原理圖方案基本可行，可以達到設(shè)計的效果。5、 實驗實施與結(jié)果1. 實際電路 根據(jù)仿真的數(shù)據(jù)搭建正弦波、方波、三角波發(fā)生電路的實物電路板如圖所示，并在示波器上觀察各部分輸出的波形。通過對實物電路的調(diào)試，通過調(diào)節(jié)位器的值可以從示波器上觀察到預(yù)計的波形（如圖所示）。同時，通過改變實物電路的參數(shù)可以對輸出波形的幅值和頻率進行調(diào)節(jié)，得到不同幅值和頻率的波形。2. 實驗結(jié)果實驗最后實現(xiàn)電路自激振蕩產(chǎn)生正弦波，信號經(jīng)過放大、驅(qū)動電路，可在1k負載條件下，正弦波最大峰-峰值 3v，幅值可調(diào)，頻率可調(diào)，范圍在468hz到10khz之間，諧波失真度在3.095%到3.48%之間，三角波最大峰

28、-峰值 5v，幅值可調(diào)，方波峰-峰值 15v，幅值可調(diào)，頻率可調(diào)，范圍在316hz到10khz之間，但方波上升時間4s。 實際的波形圖如下：正弦波（vpp=3v,f=848.61hz）方波（vpp=15v,f=848.61hz）三角波（vpp=5v,f=849.17hz）6、 問題及解決方案1. 正弦波有明顯的刺凸在正弦波的輸出端串一個10k的變阻器，接到-12v電源上，通過調(diào)節(jié)變阻器的大小，直到刺凸消失為止。2. 正弦波上升沿太大將電壓比較器出的lm324換成了lf3533. 方波幅值不可調(diào) 將滯回比較器中的穩(wěn)壓管串聯(lián)一個滑動變阻器，以控制參考電壓4. 正弦波最低頻率下不來將電容c1、c2由

29、223更換為1037、 收獲及體會 這次課設(shè)我體會頗深，用到了很多專業(yè)基礎(chǔ)知識，它使我對課上學(xué)到的專業(yè)知識有了更深的理解。過去在模電課上學(xué)的許多知識，我都只能算是知道，根本談不上理解，更不用說實踐應(yīng)用了，學(xué)的知識只能解幾道計算題，而無法把他們應(yīng)用于實際，甚至根本不知道它與實際有什么聯(lián)系，所以根本提不起課堂學(xué)習(xí)的興趣。雖然有實驗課，但都是按實驗書上的步驟去機械的做，根本沒有自己的思考想象的空間。本學(xué)期的課設(shè)，使我遇到了許多實際問題，這就迫使我再次打開課本有針對性的深入學(xué)習(xí)舊的知識，理論知識在實踐中得以應(yīng)用，使我對理論知識有了更深的理解和認識，而不僅僅限于去解幾道計算題。 這次課設(shè)是對我的學(xué)習(xí)態(tài)度

30、的一次檢驗。在這個過程中，我曾想過，用別人的圖，會很省事。但是，與數(shù)電不同，找來的圖跟本出不來我們要的波，尤其是自己仿真好的圖，等到實際插板卻達不到相同的 效果。我深刻的體會到投機取巧沒有什么好處，因為參考資料論是有必要的，但是依賴于他人是不能從根本上提高自己的能力。所以，我開始自己發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，與搭檔討論。這樣的結(jié)果是我的獨立思考能力與學(xué)習(xí)能力有了一定的提高。還有嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度與踏實的學(xué)風，這是非常重要的，為此我也吃了不少虧，長了不少教訓(xùn)?！霸谡n設(shè)的過程我還認實踐是檢驗真理的唯一標準。，我們發(fā)現(xiàn)以前學(xué)的很多知識在動手操作的過程中都立體豐富了許多，同時也補充了很多我們所不知道的細節(jié)，比如

31、在有些電路中需要加驅(qū)動電路或反向電路之類的東西，在課本上不會有死板的敘述說什么什么電路要加個驅(qū)動電路之類的話，但是會介紹什么是驅(qū)動電路以及它的作用。通常我們在學(xué)習(xí)之后不會在實踐中很好的把它們運用到一起，說白了就是用得不夠自如，說到底還是學(xué)得不夠靈活。但通過課設(shè)我們意識到了這一點，而且我們也認識了很多芯片，這為我們以后的工作和學(xué)習(xí)打下了很好的基礎(chǔ)。 另外，我們這兩個項目完成的都比較早，所以給人“簡單”的印象。因為沒做其他課設(shè)題目，所以我不知道到底是不是簡單。但是，我們的成功不是偶然的，我們課下付出了大量的時間，利用很多課余時間反復(fù)修改方案，仿真完成后，抓緊時間連接實際電路。我深刻的體會到收獲是與

32、付出成正比的。8、 參考資料 1.參考文獻1電子工程師手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1995，電子工程師手冊編輯委員會編2電工電子實踐初步 李桂安 主編 南京，東南大學(xué)出版社3multisim電路仿真 王林根主編 高等教育出版社 200346502/6502a/6504/6506系列20/40/60mhz雙通道四蹤示波器 操作手冊5電工技術(shù) 王巖 編著 高等教育出版社 20016電子工藝 王衛(wèi)平 等編著 北京 電子工業(yè)出版社 20002.四運放lm324lm324是四運放集成電路，它采用14腳雙列直插塑料封裝，外形如左圖所示。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運算放大器，除電源共用外，四組運放相互獨

33、立。每一組運算放大器可用圖1所示的符號來表示，它有5個引出腳，其中“+”、“-”為兩個信號輸入端，“v+”、“v-”為正、負電源端，“vo”為輸出端。兩個信號輸入端中，vi-（-）為反相輸入端，表示運放輸出端vo的信號與該輸入端的相位相反；vi+（+）為同相輸入端，表示運放輸出端vo的信號與該輸入端的相位相同。lm324的引腳排列見圖2。 圖1 圖 2 圖3 各對應(yīng)管腳由于lm324四運放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價格低廉等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。如上圖3各對應(yīng)管腳。3.運放lf353 lf353的總體電路設(shè)計還是比較簡潔的，此類拓撲在目前的功率運算放大器設(shè)計

34、中是主流：輸入放大級是由兩只溝道組成的共源極差分電路，并且用鏡像恒流源做負載來提高增益；在輸入差分放大級和主電壓放大級之間是一個由射極跟隨器構(gòu)成的電流放大級，用來提高主電壓放大級的輸入阻抗和共源極差分電路的負載增益；主電壓放大級是一個簡單的單級共射極放大電路，為了保證放大器的穩(wěn)定性，在主電壓放大級的輸出端到輸入差分放大級的輸出端加入了一個電容補償網(wǎng)絡(luò)，跟補償電容并聯(lián)的二極管保證單級共射極放大電路構(gòu)成的主電壓放大級不進入飽和狀態(tài)工作；輸出電流放大級是和構(gòu)成的互補射極跟隨器，兩個的電阻用來穩(wěn)定輸出電流放大級的靜態(tài)電流，的電阻用來限制輸出短路電流。 參數(shù)產(chǎn)品寬度：3.91mm 產(chǎn)品長度：4.9mm

35、產(chǎn)品高度：1.58mm 供應(yīng)商封裝：soic 典型雙電源電壓：±5, ±9, ±12, ±15v 典型增益帶寬積：3mhz 典型電壓增益：100db 典型輸入噪聲電壓密度：18nv/rthz 典型非反相輸入噪聲電流密度：0.01pa/rthz 制造商類型：寬帶放大器 安裝：表面安裝 引腳數(shù)目：8 最大雙電源電壓： ±18v 最大工作溫度：70°c 最大電源電流 ：6.5ma 最大輸入偏置電壓：10mv 最大輸入偏置電流：0.0002a 最小工作溫度：0°c 每芯片通路數(shù)目：2 電源類型：雙路 類別：放大器4. 滯回比較器 關(guān)

36、于比較器滯回的討論需要從“滯回”的定義開始, 與許多其它技術(shù)術(shù)語一樣, “滯回”源于希臘語, 含義是“延遲”或“滯后”, 或阻礙前一狀態(tài)的變化。工程中, 常用滯回描述非對稱絕大多數(shù)比較器中都設(shè)計帶有滯回電路, 通常滯回電壓為5mv到10mv。內(nèi)部滯回電路可以避免由于輸入端的寄生反饋所造成的比較器輸出振蕩。但是內(nèi)部滯回電路雖然可以使比較器免于自激振蕩, 卻很容易被外部振幅較大的噪聲淹沒。這種情況下需要增加外部滯回, 以提高系統(tǒng)的抗干擾性能。 首先, 看一下比較器的傳輸特性。圖1所示是內(nèi)部沒有滯回電路的理想比較器的傳輸特性, 圖2所示為實際比較器的傳輸特性。從圖2可以看出, 實際電壓比較器的輸出是

37、在輸入電壓(vin)增大到2mv時才開始改變。 圖1. 理想比較器的傳輸特性 圖2. 實際比較器的傳輸特性 運算放大器在開環(huán)圖3. 無滯回電路時比較器輸出的模糊狀態(tài)和頻繁跳變 舉個例子, 考慮圖4所示簡單電路, 其傳輸特性如圖5所示。比較器的反相輸入電壓從0開始線性變化, 由分壓電阻r1、r2構(gòu)成正反饋。當輸入電壓從1點開始增加(圖6), 在輸入電壓超過同相閾值vth+ = vccr2/(r1 + r2)之前, 輸出將一直保持為vcc。在閾值點, 輸出電壓迅速從vcc跳變?yōu)関ss, 因為, 此時反相端輸入電壓大于同相端的輸入電壓。輸出保持為低電平, 直到輸入經(jīng)過新的閾值點5 ,vth- = v

38、ssr2/(r1 + r2)。在5點, 輸出電壓迅速跳變回vcc, 因為這時同相輸入電壓高于反相輸入電壓。 圖4. 具有滯回的簡單電路 圖5. 圖4電路的傳輸特性 圖6. 圖4電路的/輸出電壓波形 圖4所示電路中的輸出電壓vout與輸入電壓vin的對應(yīng)關(guān)系表明, 輸入電壓至少變化2vth時, 輸出電壓才會變化。因此, 它不同于圖3的響應(yīng)情況(放大器無滯回), 即對任何小于2vth的噪聲或干擾都不會導(dǎo)致輸出的迅速變化。在實際應(yīng)用中, 正、負電壓的閾值可以通過選擇適合的反饋設(shè)置。 其它設(shè)置可以通過增加不同閾值電壓的滯回電路獲得。圖7電路使用了兩個mosfet和一個電阻網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)正負極性的閾值。與圖4

39、所示比較器不同, 電阻反饋網(wǎng)絡(luò)沒有加載到負載環(huán)路, 圖8給出了輸入信號變化時的輸出響應(yīng)。 圖7. 通過外部mosfet和電阻構(gòu)成滯回電路 圖8. 圖7電路的輸入/輸出電壓波形 比較器內(nèi)部的輸出配置不同, 所要求的外部滯回電路也不同。例如, 具有內(nèi)部上拉電阻的比較器,可以在輸出端和同相輸入端直接加入正反饋電阻。輸入分壓網(wǎng)絡(luò)作用在比較器的同相輸入端, 反相輸入電壓為一固定的參考電平(如圖9)。 圖9. 在帶有上拉電阻的比較器中加滯回電路 如上所述, 具有內(nèi)部滯回的比較器提供兩個門限：一個用于輸入上升電壓(vthr),一個用于檢測輸入下降電壓(vthf), 對應(yīng)于圖8的vth1和vth2。兩個門限的差值為滯回帶(vhb)。當比較器的輸入電壓相等時, 滯回電路會使一個輸入迅速