模电课程设计波形转换

模电课程设计波形转换 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 模电课程设计波形转换 目 录 1设计的目的及任务???????????????????????(2) 1.1 课程设计的目的?????????????????????(2) 2 电路设计总 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 及各部分电路工作原理?????????????(2) 2.1 电路设计总体方案????????????????????(2) 2.2 正弦波发生电路的工作原理????????????????(3) 2.3 正弦波---方波工作原理?????????????? ????(4) 2.4 方波---三角波工作原理??????????????????(5) 2.5 三角波---正弦波工作原理?????????????????(6) 2.6 方波---脉冲波工作原理??????????????????(7) 3 电路仿真及结果????????????????????????(8) 3.1 仿真电路图及 参数 转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应 选择???????????????????(8) 3.2 仿真结果及分析??????????????????????(10) 4收获与体会???????????????????????????(10) 5 仪器仪表明细清单????????????????????????(11) 参考文 献?????????????????????????????(11) 1、课程设计的目的: 设计一函数信号发生器，能输出特定频率(1kHz)的正弦波(两个)、方波和三角波、脉冲波共五种波形。(同相) 2、电路设计总方案及各部分电路工作原理: —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 2.1 电路设计原理框图 ?? ? ? , RC震荡电路产生频率为1KHz的正弦波，正弦波经过电压比较器的比较后输出同相同频率的方波，方波再经过积分电路积分后输出三角波，再经过低通滤波器三角波转化成为正弦波。方波经过微分电路的微分后也可以转化为脉冲波。 - 1 - 2.2 正弦波发生电路的工作原理 图2-2 正弦波发生原理图 RC串并联选频网络和电压放大倍数为3的同相比例运算电路共同构成正弦波震荡电路。集成运放的输出端和“地”之间作为电路的输出端。正反馈网络的反馈电压U是同相比例运算电路的输出电压，它的比例系数是电压放大倍f 数 U0 UpAu??1?R2R1?3 在反馈回路中串联两个并联的二极管，利用电流增大时二极管动态电阻减小、电流减小时二极管动态电阻增大的特点，加入非线性环节，从而使输出电压稳定。此时比例系数为 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ R2?rd R1Au?1? - 2 - 2.3 正弦波——方波转换电路的工作原理 图 2-3 正弦波转化为方波原理图 UI 为电路的输入端，输入频率为1KHz的正弦波，经过电压比较器 的比较 后输出方波。UREF为外加参考电压，根据叠加原理，集成运放 同相输入端的电位: R1R1?R2 R2R1?R2 uN?ui?UREF 令u N ?up?0，则求出阈值电压:UT?? R2R1 UREF。 当ui当ui ?uT 时，uN时，uN ?uP，所以u0??UOM,UO?UOH??UZ —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ '; 。 ?uT ?uP，所以uo??UOM '，uo ?UOL??UZ - 3 - 2.4 方波——三角波转化电路的工作原理 图 2-4 方波转化为三角波原理图 在Ui端输入频率为1KHz的方波，经过积分电路的积分运算后在Uo端输出同相同频率的三角波。由于集成运放的反相输入端通过R2接地，uP为“虚地”。电路中，电容C中电流等于电阻R1中电流为 ui R1?uN?0，iC?iR1? 输出电压与电容上电压的关系为uo 以 uO?1C??uC而电容上电压等于其电流的积分，所?iCdt? 1RC?uIdt - 4 - 2.5 三角波——正弦波工作原理 图2-5 三角波转化为正弦波的原理图 三角波经过RC低通滤波器变成正弦波。其中，Ui为输入端输入频率为1KHz —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ .1 ?1jRC?11?j?RCR?jRC的三角波，RC回路的输出输入电压之比为Au.?Uo. Ui 回路的时间常数??RC，令?H?1?,则 ?H 2??1 2???1 2?RCfH? 当f?fH时，波形被截掉;当f?fH时，波形输出，但是会有衰减，所以输出 为正弦波。 - 5 - 2.6 脉冲波产生的工作原理 图2-6 脉冲波产生的原理图 输入端Ui输入的频率为1KHz的方波经过微分电路后输出同频率的脉冲波。 微分电路在方波的上升沿或下降沿处积分，由于方波的跳跃时间很短，所以微分后的值是很大的，在方波平坦的高电平或低电平区域微分结果为零。因此形成了脉冲波。 图2-6中R3为限流电阻，D3、D4构成稳压二极管，限制输出电压幅值，以保证集成运放的方达管始终工作在放大区;C2起相位补偿作用，提高电路的稳定性;RC11?T2(T为方波的周期)。 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ - 6 - 3.电路仿真及结果 3.1 仿真波形 图 3-1 正弦波发生电路产生的波形 图 3-2 正弦波转化成的方波波形 - 7 - 3-3 方波转化成的三角波波形 图3-4 三角波转化成的正弦波波形 - 8 - 图 3-5 方波转化成的脉冲波波形 3.2 仿真波形分析 1(这几个波形在最初的时候都是不规则的。原因是电路中存在电阻和电容，电流达到稳定需要一段时间。 2.各图的上升沿(或下降沿)都是相对应的。 3.这四个波的频率都是1KHz。 4( 收获与体会 函数信号发生器制作虽然方法很简单，但是要实现波形的准确转换最重要的是合理选择电阻与电容的搭配。同时更重要的是，要掌握运放的功能特点、对电阻电容的要求等。基础知识仍然是学好本门课的首选重点。 - 9 - 5. 仪器仪表明细清单 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 参考文献 - 10 - ——————————————————————————————————————