哈工大電工學新技術實踐作業(yè)報告(模擬部分)

《電工學新技術實踐》電子電路局部設計〔模擬局部〕方波—三角波發(fā)生器班號：*******姓名：*******學號：**********專業(yè)：***********************學院：*************時間：2023年10月11日分類設計制作調(diào)試功能實現(xiàn)報告成績總成績：一、設計任務運用實驗室提供的儀器及元器件設計一個方波—三角波發(fā)生器，要求設計出電路結(jié)構，繪出相應電路圖，標注元件參數(shù)，進行軟件仿真確保設計可以實現(xiàn)設計的功能。搭建電路，進行調(diào)試，完善后到達設計目標，做設計總結(jié)。二、設計條件本設計基于學校實驗室提供的實驗環(huán)境及器材，Multisim軟件仿真等實驗條件完成的。實驗室提供的儀器及主要元器件有：EEL—69模擬、數(shù)字電子技術實驗箱一臺集成運算放大器實驗插板一塊直流穩(wěn)壓電源一臺雙蹤示波器一臺數(shù)字萬用表一塊主要元器件運放μA741、電阻、電容、導線等〔EEL—69模擬、數(shù)字電子技術實驗箱上有喇叭、三極管以及芯片的插座；集成運算放大器實驗插板上有不同參數(shù)值的電阻和電容，可任意選用〕三、設計要求本設計要滿足以下要求：①振蕩頻率范圍：500~1000赫茲；三角波幅值調(diào)節(jié)范圍：2~4伏。②根據(jù)題目要求，選定電路結(jié)構。③計算和確定電路中的元件參數(shù)。④調(diào)試電路，以滿足設計要求。⑤寫出設計總結(jié)報告。四、設計內(nèi)容電路原理圖〔含管腳接線〕計算與仿真分析在本設計電路中,三角波的幅值為U=矩形波的振蕩頻率為f=由Uz=6V，R1=2.5kΩ，R2=1kΩ〔滑動變阻器〕，R4=500Ω〔滑動變阻器〕，R6=1kΩ，C1=1μF,，代入到上述公式中，計算可得：三角波幅值可調(diào)節(jié)至2~4V之間任意值；矩形波頻率可調(diào)節(jié)至500~1000Hz之間任意值。即，設計可以滿足設計要求。電路仿真的運行結(jié)果如下所示：由仿真運行結(jié)果可知，該設計電路滿足設計要求。元器件清單名稱標簽值數(shù)量集成運放U1,U22穩(wěn)壓二極管D1,D21N4735A2負電源VEE—12V1正電源VCC12V1電阻R12.5kΩ1滑動變阻器R21kΩ1電阻R32kΩ1滑動變阻器R4500Ω1電阻R55.1kΩ1電阻C11μF1電阻R61kΩ1示波器1調(diào)試流程電路連接好之后，用示波器分別觀察矩形波和三角波的輸出信號，調(diào)節(jié)R2、R4確認矩形波發(fā)生電路和三角波發(fā)生電路正常工作。然后調(diào)節(jié)滑動變阻器，觀察矩形波頻率的變化以及三角波幅值的變化，并且觀察是否可以通過調(diào)整獲得想要得到的頻率值和幅值。設計和使用說明本設計所采用的都是真實可得的元器件，便于連接和調(diào)試，但是真正的電路可能和仿真的結(jié)果并不相同，這就要求在使用的過程中要根據(jù)實際情況進行調(diào)整各元器件的參數(shù)值，以此解決仿真元件與實際不同的誤差，直到可以滿足設計的要求為止。使用時，要注意觀察示波器的顯示，根據(jù)示波器測得數(shù)據(jù)對電路及時進行調(diào)整，解決發(fā)現(xiàn)的問題，以到達設計要求中的目標。五、實驗結(jié)果在進行實驗時，鑒于實驗室提供的元器件與最初設計的并不相同，故將不同的元器件取其最為相近的元器件值，以此進行實驗。下表為實驗過程中記錄的實驗原始數(shù)據(jù)。序號矩形波頻率三角波幅值R4R21568Hz4.09V253.78Ω422.16Ω2365.0Hz6.00V307.69Ω9.817kΩ31.005kHz2.22V0.7156kΩ4.710kΩ通過對實驗數(shù)據(jù)的分析可以看出，矩形波頻率調(diào)節(jié)范圍包含500~1000赫茲，三角波幅值調(diào)節(jié)范圍包含2~4伏，即該設計滿足設計任務要求，可以實現(xiàn)預先設計的功能，根本完成了實驗目標。六、設計總結(jié)通過該項設計，我對于Multisim軟件有了更好地掌握，同時也發(fā)現(xiàn)了軟件仿真與現(xiàn)實元器件工作的差異，認識到了軟件仿真的缺乏之處，即使在相同的參數(shù)和條件下計算出的電壓值也會有所不同，說明軟件運行結(jié)果與運行環(huán)境有關，這是其一個很大的缺點，同時我也學習了一些解決這些問題的方法，提高了利用計算機技術輔助設計的能力，學習到了函數(shù)信號發(fā)生器的一般原理和機制。另外在搭建電路的過程中，將理論知識與實際問題相結(jié)合，對于各種芯片有了更加清楚的了解和掌握，提高了設計和搭建電路的能力，鍛煉了我的科學思維能力，為日后的應用打下了堅實的根底,培養(yǎng)了獨立解決問題的能力和創(chuàng)新意識與能力，收獲很多。我會在今后的