電子綜合技能課件PowerPointPresenta

電子綜合技能課件PowerPointPresenta2023/12/27電子綜合技能課件PowerPointPresenta實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目名稱信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)制作電子綜合技能課件PowerPointPresenta實(shí)訓(xùn)類型電子技能訓(xùn)練電子綜合技能課件PowerPointPresenta實(shí)訓(xùn)用時(shí)二周80課時(shí)電子綜合技能課件PowerPointPresenta實(shí)訓(xùn)分組二人一組電子綜合技能課件PowerPointPresenta教學(xué)目的1、目的：從使用Protel99軟件設(shè)計(jì)信號(hào)發(fā)生器入手，通過設(shè)計(jì)、仿真、制作、檢測信號(hào)發(fā)生器，使學(xué)生理論和實(shí)踐相結(jié)合，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手和工作能力。電子綜合技能課件PowerPointPresenta2、基本要求：該實(shí)訓(xùn)分成教學(xué)模塊和實(shí)際操作模塊，先由老師逐塊講解示范，再由學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)，然后動(dòng)手安裝、調(diào)試、制作。老師布置實(shí)訓(xùn)任務(wù)，學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，教師隨時(shí)指導(dǎo)檢查，最終使學(xué)生熟練掌握該實(shí)訓(xùn)的全部內(nèi)容，并制作出電子產(chǎn)品，最后寫出實(shí)訓(xùn)報(bào)告。電子綜合技能課件PowerPointPresenta信號(hào)發(fā)生器制作實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備(一）信號(hào)發(fā)生器由以下幾部分組成：1、±12v穩(wěn)壓電源電路2、方波產(chǎn)生電路3、三角波產(chǎn)生電路4、正弦波產(chǎn)生電路5、總的信號(hào)輸出電路電子綜合技能課件PowerPointPresenta（二）設(shè)計(jì)任務(wù)和要求1、用1N4007、LM7812、LM7912設(shè)計(jì)出±12v穩(wěn)壓電源電路2、用集成運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)出能產(chǎn)生方波、三角波、正弦波且頻率和幅度可調(diào)的信號(hào)發(fā)生器電子綜合技能課件PowerPointPresenta要求：1、在給定的±12V直流電源電壓條件下，使用運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)并制作一個(gè)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。

2、信號(hào)頻率：1kHz～10kHz

3、輸出電壓：方波：Vp-p≤24V

三角波：Vp-p≤6V

正弦波：Vp-p>1V

4、方波：上升和下降時(shí)間：≤10ms

5、三角波失真度：≤2%

6、正弦波失真度：≤5%電子綜合技能課件PowerPointPresenta（三）可選用器材1、1N4007、LM7812、LM79122、OP07、LM3243、電阻、電容若干電子綜合技能課件PowerPointPresenta(四)集成電路引腳圖1、OP07NC81OA1IN-IN+V-OA2V+OUT765234電子綜合技能課件PowerPointPresenta2、LM324電子綜合技能課件PowerPointPresenta3、7812、7912電子綜合技能課件PowerPointPresenta（五）設(shè)備和耗材1、設(shè)備（1）電腦一臺(tái)（裝有protel99軟件）(2)電烙鐵（3）萬用表（4）示波器2、耗材按材料清單進(jìn)行準(zhǔn)備電子綜合技能課件PowerPointPresenta實(shí)訓(xùn)過程設(shè)計(jì)1、protel99設(shè)計(jì)軟件仿真的熟練使用。老師講解學(xué)生練習(xí)4課時(shí)2、信號(hào)發(fā)生器原理圖設(shè)計(jì)，教師指導(dǎo)4課時(shí)3、原理圖的分析、過程、原則及方法4課時(shí)4、原理圖的繪制，教師指導(dǎo)學(xué)生操作12課時(shí)5、PCB圖制作，教師指導(dǎo)學(xué)生操作24課時(shí)6、制作印刷電路板，教師講解指導(dǎo)學(xué)生操作8課時(shí)電子綜合技能課件PowerPointPresenta7、安裝、調(diào)試、檢測教師指導(dǎo)學(xué)生操作10課時(shí)

8、實(shí)訓(xùn)總結(jié)、考核4課時(shí)最后由學(xué)生對(duì)本次實(shí)訓(xùn)提出建議，給老師提出評(píng)價(jià)電子綜合技能課件PowerPointPresenta函數(shù)發(fā)生器電路設(shè)計(jì)及組成1、設(shè)計(jì)要點(diǎn)產(chǎn)生正弦波、方波、三角波的方案有多種，如先產(chǎn)生正弦波，然后通過整形電路將正弦波變成方波。再由積分電路將方波變成三角波，也可以先產(chǎn)生三角波-方波，再將方波變成正弦波或?qū)⑷遣ㄗ兂烧也?。本次設(shè)計(jì)采用先產(chǎn)生方波—三角波，再將三角波變換成正弦波的電路設(shè)計(jì)方法，其電路組成框圖如圖1所示。電子綜合技能課件PowerPointPresenta比較器差分放大器積分器圖1電子綜合技能課件PowerPointPresenta2、方波—三角波產(chǎn)生電路圖2所示電路能自動(dòng)產(chǎn)生方波—三角波，其中運(yùn)算放大器U1、U2選用運(yùn)算放大器OP07。電路工作原理如下:若斷開a點(diǎn)，運(yùn)算放大器U1與R1、R2及R4、W1組成電壓比較器，R1成為平衡電阻，C1稱為加速電容，可加速比較器的翻轉(zhuǎn)；運(yùn)算放大器的反相端接基準(zhǔn)電壓，即V-=0，同相端a點(diǎn)接入電壓Via。電子綜合技能課件PowerPointPresenta比較器的輸出Vo1的高電平等于正電源的電壓+VCC，低電平等于負(fù)電源電壓-VEE（VCC=VEE），當(dāng)比較器的V+=V-=0時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，輸出VO1從高電平+VCC跳到低電平-VEE，或從低電平-VEE跳到高電平+VCC，設(shè)Vo1=+VCC，則V+=R2VCC/（R2+R4+W2）+（R4+W2）Via/（R2+R4+W2）=0式中，W1指電位器的調(diào)整值。將上式整理，得比較器的下門限電位Via-=-R2VCC/（R4+W2）若v01=-VEE,則比較器翻轉(zhuǎn)的上門限電位：Via+=R2Vcc/（R4+W2）電子綜合技能課件PowerPointPresenta圖2電子綜合技能課件PowerPointPresenta比較器的門限電壓VTH=Via+-Via-=2R2Vcc/（R4+W2）

a點(diǎn)斷開后，運(yùn)算放大器U2與R3、W3、C2及R5組成反相積分器，其輸入信號(hào)為方波v01，則積分器的輸出

V02=-1/（R3+W3）C2∫vO1dt

當(dāng)vO1=Vcc時(shí)，V02=-1/（R3+W3）C2*t

當(dāng)vO1=-VEE時(shí)，V02=-1/（R3+W3）C2*t

電子綜合技能課件PowerPointPresenta可見，當(dāng)積分器的輸入為方波時(shí)，輸出是一個(gè)上升速率與下降速率相等的三角波。

a點(diǎn)閉合后，則比較器與積分器首尾相連，形成閉環(huán)電路，則自動(dòng)產(chǎn)生方波-三角波，三角波幅度為

V02m=R2Vcc/（R4+W2）

方波-三角波頻率為

f=（R3+W3）/{4R2（R4+W2）C2}電子綜合技能課件PowerPointPresenta3、三角波-正弦波信號(hào)變換電路三角波變?yōu)檎也ǖ姆椒偟目磥砜梢苑譃閮深悾阂环N是通過濾波器進(jìn)行“頻域”處理，另一種則是通過電路作折線近似變換“時(shí)域”處理。具體有以下幾種方案：（1）濾波式的優(yōu)點(diǎn)是不太受輸入三角波電平變動(dòng)的影響，其缺點(diǎn)是輸出正弦波幅度會(huì)隨頻率一起變化（隨頻率的升高而衰減）。我們一般不采用這種方法。電子綜合技能課件PowerPointPresenta（2）利用差分放大器的差模傳輸特性。這種轉(zhuǎn)換方式比較簡單，而且頻帶很寬。電路如圖3。其中，晶體管選用差分對(duì)管，有2對(duì)特性完全相同的晶體管，RP1調(diào)節(jié)三角波的幅度，RP2調(diào)整電路的對(duì)稱性，C2、C3為隔直電容，A3為同相比例放大器。電路利用了差放的轉(zhuǎn)移特性，將三角波近似逼近為正弦波。電子綜合技能課件PowerPointPresenta圖3三角波－正弦波轉(zhuǎn)換電路圖電子綜合技能課件PowerPointPresenta電路的安裝與調(diào)試

在裝調(diào)多級(jí)電路時(shí)，通常按照單元電路的先后順序進(jìn)行分級(jí)裝調(diào)與級(jí)聯(lián)。（1）方波—三角波發(fā)生器的裝調(diào)（如圖2）由于比較器U1與積分器U2組成正反饋閉環(huán)電路，同時(shí)輸出方波與三角波，故這兩個(gè)單元電路可以同時(shí)安裝。電子綜合技能課件PowerPointPresenta需要注意的是，在安裝電位器W2與W3之前，要先將其調(diào)整到設(shè)計(jì)值，否則電路可能會(huì)不起振。如果電路接線正確，則在接通電源后，U1的輸出VO1為方波，U2的輸出VO2為三角波，微調(diào)W2，使三角波的輸出幅度滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。調(diào)節(jié)W3，則輸出頻率連續(xù)可變。電子綜合技能課件PowerPointPresenta（2）三角波—正弦波變換電路的裝調(diào)三角波—正弦波變換電路的調(diào)試步驟如下：

①差分放大器傳輸特性曲線調(diào)試（如圖3）

將三角波—正弦波變換電路輸入三角波，經(jīng)電容C2輸入差模信號(hào)電壓Vid=50mv,fi=100hz的正弦波；調(diào)節(jié)RP1及RP2，使傳輸特性曲線對(duì)稱；再逐漸放大Vid，直到傳輸特性曲線合適，記下此時(shí)對(duì)應(yīng)的峰值Vidm；移去信號(hào)源，再將C2左端接地，測量差分放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)。電子綜合技能課件PowerPointPresenta②三角波—正弦波變換電路調(diào)試

將圖2中U2的6腳與圖3中C2連接，調(diào)節(jié)RP1使三角波的輸出幅度等于Vidm值，這時(shí)圖3中A3的6腳輸出的波形應(yīng)近似于正弦波。電子綜合技能課件PowerPointPrese