课程设计报告
题目 函数信号发生器
系 别 物理与电子工程学院 年 级 11 级 专 业 电气工程及其自动化 班 级 04 学 号 学生姓名 指导教师
一、摘要
为了进一步掌握集成运放的使用方法,提高工程设计和动手能力,通过使用运放组成的积分电路产生一定频率和周期的三角波、方波,改变积分电路两段的积分常数产生锯齿波电压,同时改变方波的占空比,将三角波信号接入下级差动放大电路,利用RC文氏电桥正弦波震荡电路产生并输出。从而能够输出具有良好波形的方波、三角波和正弦波,此次实验加深了我对运放电路的理解和实践操作能力。
二、实验内容:
设计制作函数信号发生器
电路能够输出具有良好波形的方波、三角波和正弦波
三、设计思路、总体结构框图
分段设计,首先产生方波-三角波,再与差动放大电路相连产生正弦波。 方波产生电路 三角波产生电路 正弦波产生电路
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四、LM324引脚排布及功能:
LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装,外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器,除电源共用外,四组运放相互。每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示,它有5个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V-”为正、负电源端,“Vo”为输出端。两个信号输入端中,Vi-(-)为反相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反;Vi+(+)为同相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图2。
LM324引脚排布及功能
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五、总体电路的设计
(1)方波-三角波-正弦波产生电路:
(2)硬件实物连线图:
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六、实验成果图
七、故障及问题分析
1、 开始实验时经常输不出方波和三角波,检查过后才发现,经常会漏连电路,并且电路的连接紊乱,修改后充分利用面包板上下四排插孔,分别接地,负电源,正电源,使电路条理化。
2、 方波的峰峰值过低或者过大,稳压管没有起到相应的作用。有时是稳压管短路,有时是Ro的阻值不合适,调整后最终得到满足要求的波形。
3、 在调节正弦波电路的时候,输出波形失真,检查知,电阻不合适,更换电阻后恢复正常。
4、 后级在直流工作点正常的情况下,没有正弦波的输出波形。通过毫伏表逐段测试发现在信号经过Rp1后就已经为零了,这个滑阻本应是调节正弦波的幅度的,但粗浅分析应该会影响到前级的积分电路,将之换上一个调节方便的10K欧电阻,调解过程中发现确实有所影响,在不断调节下得到了输出的正弦波波形。
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八、实验元器件
(一)元件清单:
运放: 稳压管: 电容: 电阻: 741 三个 IN4471 两个 47nf 一个, 1uf 一个 1k 三个, 3.3k 一个, 5.1k 一个,10k 一个,20k 一个 (二)所用仪器:
示波器 万用表
直流稳压电源
十、总结和结论
通过这次综合实验,不仅复习了电子电路基础中有关运放的知识,还学会使用一些仿真软件,如Multism等。和别的实验不同,我们组的实验没有给好的参数,需要自己在实验前做仿真,实验中不断调整、摸索。从而加强了对电路的整体把握能力,从一开始简单地搭建一块面包板,遇到挫折反复重搭到后来相对比较有条理地搭电路、遇到问题利用现有工具耐心检查,对于我来说,这是质的改变,对我以后的电路实验影响很大。同时明显感觉到学习新知识能力的重要性和实践的艰苦,比如在学习DXP时我深深地感到制作一块集成度很高的PCB板是多么的不容易。
另外,这次实验还锻炼了我的心态,尤其是在实验验收时还遇到电压不稳烧坏运放的事,通过这件事我明白了冷静和理智的重要性。
总之通过这次实验我受益匪浅。
参考文献:《模拟电子技术基础》、《信号与线性系统分析》
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