模电课程设计报告
模电课程设计报告

目录一、设计目的....... 错误!未定义书签。
二、设计技术指标与要求错误!未定义书签。
三、电路工作原理... 错误!未定义书签。
四、设计方案论证 (5)五、电路的Multisim仿真以及PCB图 (6)六、测试结果 (8)七、设计体会 (8)八、参考文献 (9)九、附录 (9)一、设计目的1、进一步理解课程内容,基本掌握电路设计和调试的方法。
2、掌握集成电路应用知识,培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。
二、设计技术指标与要求设计制作一串联型连续可调直流稳压负电源电路。
①输出直流电压1.5∽10V可调;m=300mA;(有电流扩展功能)②输出电流IO③稳压系数Sr≤0.05;④具有过流保护功能。
三、电路工作原理这个电路共由四部分组成,分别是电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。
如下图。
图一电源组成框图1、电源变压器电网供电电压为单相交流220V(有效值)/50Hz,要获得低压直流输出,首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。
变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件。
变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其中接电源的绕组叫初级线圈,其余的绕组叫次级线圈。
当初级线圈中通有交流电流时,铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通,使次级线圈中感应出电压(或电流)。
图二降压原理图2、整流电路降压后的交流电压,通过整流电路变成单向直流电,该部分组成主要元器件是二极管。
本电路采用单相桥式整流电路,其由四只二极管组成,构成原则就是保证在变压器副边电压的整个周期内,负载上的电压和电流方向始终不变。
图三整流电路3、滤波电路脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑,脉动小的直流电,即将交流成份滤掉,保留其直流成份。
主要采用滤波电路。
直流电幅值变化很大,会影响电路的工作性能。
可利用电容的“通交流,隔直流”的特性,在电路中并入电容作为电容滤波器,滤去其中的交流成分。
图四滤波电路4、稳压电路滤波后的直流电压,再通过稳压电路稳压,便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出,供给负载RL。
模拟电力电子专业课程设计方案报告

模拟电力电子专业课程设计方案报告嘿,大家好!今天我来给大家分享一下关于电力电子专业课程设计的方案。
咱们这个方案可是结合了十年经验的心血结晶,废话不多说,咱们直接进入主题!一、课程设计背景电力电子技术在现代工业中有着广泛的应用,为了让学生更好地掌握这门技术,我们这个课程设计应运而生。
课程设计旨在让学生了解电力电子设备的基本原理、设计方法和实际应用,培养他们的创新能力和实际操作能力。
二、课程设计目标1.理论与实践相结合,让学生掌握电力电子技术的基本原理和设计方法。
2.培养学生的动手能力,提高他们解决实际问题的能力。
3.培养学生的团队协作精神,提高他们的沟通与协作能力。
三、课程设计内容1.电力电子器件介绍这部分内容主要包括电力电子器件的分类、特性、工作原理和应用。
通过这部分学习,学生可以了解到各种电力电子器件的特点和适用场合。
2.电力电子电路设计这部分内容主要介绍电力电子电路的设计方法,包括AC/DC变换、DC/DC变换、DC/AC变换等。
学生需要掌握各种电路的原理和设计要3.电力电子系统仿真这部分内容主要教授学生如何使用仿真软件进行电力电子系统的设计和分析。
通过仿真实验,学生可以更好地理解电力电子系统的动态性能和稳定性。
4.电力电子设备应用这部分内容主要包括电力电子设备在工业、交通、能源等领域的应用。
学生需要了解各种应用场景下的电力电子设备设计要点和实际应用案例。
四、课程设计方法1.理论教学通过课堂讲授、案例分析等形式,让学生掌握电力电子技术的基本原理和设计方法。
2.实践操作安排实验室实践环节,让学生亲自动手搭建电力电子电路,进行仿真实验,提高他们的实际操作能力。
3.团队协作课程设计中,学生需要组成团队,共同完成设计任务。
通过团队协作,培养学生的沟通与协作能力。
4.评价体系课程设计结束后,对学生的设计方案进行评价。
评价内容包括设计原理的正确性、设计方法的合理性、实际操作能力、团队协作精神五、课程设计成果1.学生可以独立完成电力电子系统的设计与仿真。
模拟电子技术课程设计报告方波、三角波、正弦波信号发生器设计

模拟电子技术课程设计报告--方波、三角波、正弦波信号发生器设计课程设计报告题 目 方波、三角波、正弦波信号发生器设计课 程 名 称 模拟电子技术课程设计 院 部 名 称 机电工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学 生 姓 名 学 号 课程设计地点 课程设计学时 1周 指 导 教 师 赵国树金陵科技学院教务处制目录1、绪论 (1)1.1相关背景知识 (1)1.2课程设计条件 (1)1.3课程设计目的 (1)1.4课程设计的任务 (1)1.5课程设计的技术指标 (2)2、信号发生器的基本原理 (6)2.1原理框图 (6)2.2总体设计思路 (7)3、各组成部分的工作原理 (8)3.1 正弦波产生电路 (8)3.1.1正弦波产生电路 (8)3.1.2正弦波产生电路的工作原理 (8)3.2 正弦波到方波转换电路 (9)3.2.1正弦波到方波转换电路图 (9)3.2.2正弦波到方波转换电路的工作原理 (9)3.3 方波到三角波转换电路 (9)3.3.1方波到三角波转换电路图 (9)3.3.2方波到三角波转换电路的工作原理……………………104、电路仿真结果 (11)4.1正弦波产生电路的仿真结果 (11)4.2正弦波到方波转换电路的仿真结果 (11)4.3方波到三角波转换电路的仿真结果 (11)5、总原理图及元器件清单 (12)6、设计结果分析与总结 (13)7、参考文献 (14)方波、三角波、正弦波信号发生器设计1 绪论1.1相关背景知识函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。
根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,使用的器件可以是分立器件 (如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管),也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。
为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术,本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。
模电课程设计直流稳压电源实训报告(一)

模电课程设计直流稳压电源实训报告(一)模电课程设计直流稳压电源实训报告概述本次实训是电子信息工程专业课程“模拟电子技术”设计实践环节之一。
主要目的是让学生通过设计并制作直流稳压电源,加深对模拟电路原理的理解,并掌握电路设计与实际制作的能力。
实验过程设计1.根据要求,确定电源的输出电压、输出电流等参数。
本次实验要求输出电压为5V,输出电流为1A。
2.根据输出电压和电流计算电源的功率。
P = V × I = 5V × 1A= 5W。
3.根据功率选择合适的变压器和二极管,计算所需电容的容量。
在本次实验中,选择5V、2A的变压器和1N4007二极管,计算电容可得:C = I × τ/ΔV = 1A × 0.02s/0.5V = 40uF。
4.根据电容的容量选择合适的电容,并确定前级稳压二极管和后级稳压三端稳压器型号。
本次实验选择4700uF的20V电容,前级稳压二极管选择1N5817,后级稳压三端稳压器选择LM7805。
5.根据所选元器件的参数和数据手册,绘制电路图和PCB布局图。
制作1.根据PCB布局图,在铜板上用喷锡机喷上底部铜皮。
2.根据电路图使用光刻出铜盐膜线路图。
刻蚀后得到铜盐膜PCB板。
3.微风干燥后,在氢氟酸水溶液中脱盐,清洗后得到精美的PCB板。
4.根据电路图逐个安装元器件,注意电解电容、极性电容和稳压二极管等的极性。
5.完成元器件的安装后,进行焊接。
焊接过程中应注意不要使元器件过热,避免烧坏元器件。
6.检查电路连接是否正确,并使用万用表进行电路测试。
实验结论通过本次实验,我们学会了使用电子元器件设计并制作直流稳压电源的方法,并在实际制作上得到了巩固。
同时,我们也加深了对模拟电路原理的理解,为今后的学习和实践奠定了基础。
实验总结本次实际操作中,我们深刻感受到电路设计的重要性。
正确的设计能够避免各种问题的发生,方便后续的制作和测试。
因此,在实际操作中,我们应该注重电路设计的细节,并严格按照电路图进行安装和调试工作。
模电课程设计报告——滤波器设计

滤波器的设计——模拟电子电路课程设计报告一:实验预习与查找资料:1:滤波器是一种具有频率选择功能的电路,允许在一定的范围内的信号通过,对不需要的频率范围内的信号进行有效的抑制。
滤波器在通信,信号处理,测控仪表等领域中有广泛的的应用。
滤波器分数字滤波器和模拟滤波器,而模拟滤波器又分有源滤波器和无源滤波器。
按滤波器的设计方案又分巴特沃思型,切尔雪夫型,椭圆函数型等等。
2:查找资料:《信号处理与滤波器的设计》,《电路与模拟电子学》,《模拟电子电路》等相关资料。
二:实验任务:滤波器是限制信号的频率范围,用于提取有用信号、滤除噪声干扰信号、提高信噪比。
滤波器类型有无源滤波器和有源滤波器,其中又分为低通、高通、带通、带阻、全通等。
滤波器的主要性能参数有:截止频率、下降速率、品质因素等。
1、要求完成原理设计并通过软件仿真部分(1)低通滤波器电路,截止频率分别为300Hz、1KHz,衰减速率≥40dB/十倍频。
(2)高通滤波器电路,截止频率分别为300Hz、1KHz,衰减速率≥40dB/十倍频。
(3)带通滤波器,频率范围300Hz~3400Hz,衰减速率≥40dB/十倍频。
(4)四阶椭圆形低通滤波器,带内起伏≤1dB,-3dB通带为50kHz,要求在200kHz 处小于-50dB,-3dB通带误差不大于5%。
三:实验内容:为满足设计要求:阻带衰减大于或等于40每10倍率。
选择二阶即可满足要求。
1:二阶压控电压源低通滤波器:A:截止频率为300HZ;根据集成运放虚短虚断及电路结构,可导出传递函数的表达式为:A(S)=Uo(S)/Ui(S)= Ao*Wn*Wn/(s*s+Wn*s/Q+Wn*Wn)Ao=1+R4/R3;Wn*Wn=1/R1R2C1C2在设计参数时Q值分高Q值,中Q值,和低Q值。
在本实验设计中取Q值为0。
6 A0是电路的通带放大倍数,可在设计前选择,若实验结果不合理,再改变A0的值。
取Q=0。
6,A0=4,通过以上公式可算出电路各元件参数的值,再通过仿真电路调整参数得出电路图如下:在输入端接一电源,输出端接波特仪,显示滤波器的幅度频率特性如下:图形分析:在低频通带内为12.02DB,衰减3DB后为9.02DB.此时频率应该是300HZ,但是由于误差以及各方面的影响,从图中可以看出在9.223DB时截止频率为300.339HZ.此电路图可以再经过修改参数使得满足题目要求.在高频截止段衰减达到了40DB每10倍率,符合题目要求.B:截止频率为1000HZ :设计过程同A: 通过公式得出各元件参数值,取Q=0。
模电课程设计实训报告

一、实训目的通过本次模电课程设计实训,使学生对模拟电子技术的基本原理和电路设计方法有更深入的了解,提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力,培养学生的创新意识和团队协作精神。
二、实训内容1. 模拟电子技术基础知识学习本次实训首先对模拟电子技术的基本原理进行了系统学习,包括放大器、振荡器、滤波器、整流器等基本电路的工作原理和设计方法。
2. 电路设计及仿真根据实训要求,设计并仿真以下电路:(1)运算放大器电路:设计一个具有高输入阻抗、低输出阻抗、高增益的运算放大器电路,并进行仿真验证。
(2)滤波器电路:设计一个低通滤波器,对特定频率范围内的信号进行滤波,并进行仿真验证。
(3)振荡器电路:设计一个正弦波振荡器,产生稳定的正弦波信号,并进行仿真验证。
3. 电路板制作与调试根据仿真结果,制作电路板,并进行实际调试。
调试过程中,对电路性能进行分析和优化,确保电路满足设计要求。
4. 电路性能测试对制作完成的电路进行性能测试,包括输入阻抗、输出阻抗、增益、滤波特性等,以验证电路设计的正确性。
三、实训过程1. 实训准备(1)查阅相关资料,了解模拟电子技术的基本原理和电路设计方法。
(2)熟悉实验室设备,包括示波器、信号发生器、数字多用表等。
(3)分组讨论,明确各组成员分工,制定实训计划。
2. 电路设计及仿真(1)根据实训要求,设计运算放大器电路,选择合适的运算放大器和元器件,绘制电路原理图。
(2)使用Multisim等仿真软件,对电路进行仿真,验证电路设计的正确性。
(3)根据仿真结果,对电路进行优化,提高电路性能。
3. 电路板制作与调试(1)根据电路原理图,绘制电路板图,选择合适的电路板和元器件。
(2)制作电路板,包括钻孔、焊接、检查等步骤。
(3)将电路板安装到实验设备上,进行调试。
4. 电路性能测试(1)使用示波器、信号发生器、数字多用表等设备,对电路进行性能测试。
(2)记录测试数据,分析电路性能,对电路进行优化。
模电课程设计报告

1.对学生设计的放大电路进行测试与性能评估,确保电路满足预定的技术指标;
2.分析测试数据,识别电路中可能存在的问题,并提出相应的优化措施;
3.介绍放大电路在实际工程应用中的典型案例,分析其设计思路和解决方案;
4.强调电路设计中遵循的工程规范和标准,培养学生的工程意识和质量意识;
8.结合实验,对放大电路进行调试与优化,提高学生的实际操作能力。
3、教学内容
《模拟电子技术》课程设计报告续
继前两章节内容,本节教学重点继续深化如下:
1.研究反馈电路的稳定性分析,包括相位裕度和增益裕度的概念;
2.探讨不同类型的滤波器设计,包括低通、高通、带通和带阻滤波器的原理与应用;
3.学习模拟信号运算电路的设计,如模拟乘法器、除法器和模拟开关;
4.分析电压控制振荡器(VCO)的原理,了解其频率稳定性和调谐方法;
5.研究集成运算放大器的内部结构,理解其重要参数,如输入偏置电流、输入失调电压等;
6.通过案例分析,掌握放大电路在信号处理、通信等领域的实际应用;
7.强调电路设计中电源去耦、地线处理、信号完整性等工程实践问题;
8.实施课程设计项目,要求学生综合运用所学知识,独立设计并实现一个简单的模拟放大电路系统,以加深对理论知识的理解和实践技能的应用。
2.介绍运算放大电路的基本原理、符号表示及理想运算放大器特性;
3.分析反相、同相放大器的工作原理,掌握其输入输出电阻的计算;
4.学习运算放大器的线性应用,包括比例、求和、积分和微分电路;
5.探讨运算放大器非线性应用,如比较器、方波发生器等;
6.研究放大电路中的噪声来源、噪声特性和噪声系数的计算;
7.通过实例分析,学习放大电路在实际应用中的设计方法与注意事项;
模电课程设计实验报告----串联型直流稳压电源

模电课程设计一、 设计题目题目:串联型直流稳压电源 二、 设计任务和要求要求:设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。
指标:1、输出电压6V 、9V 两档,同时具备正负极性输出;2、输出电流:额定电流为150mA ,最大电流为500mA ;3、在最大输出电流的时候纹波电压峰值▲V op-p ≤5mv ; 三、 原理电路设计: 1、 方案比较与确定基本思路:先对输入的220V 交流电压进行降压,然后就用单相桥式二极管对电压进行整流。
整流后利用电容的充放电效应,对其进行滤波,使输出电压平滑。
之后再通过稳压电路的功能使输出直流电压基本不受电网波动和负载电阻变化的影响,从而获得足够高的稳定性。
方案1:220V 交流电压经过基本部分降压整流后,将经过稳压部分对其进行稳压,稳压部分如下图,利用稳压管和三极管组成的稳压单元电路,同过D1电压作为三极管Q1的基准电压,电路引入电压负反馈,使电网电压波动不会对Q1的基极电位产生很大的影响,则有E B BE U U U -=可知,BE U 变化将导致发射极电流的变化,从而稳定R 两端电压,达到稳压的效果。
方案二:经过整流后,脉动电流通过滤波电路,其中滤波电路我采用RC 型滤波电路,先用电容值较大的电解电容对其进行低频滤波,靠近输出端处使用较低电容值的陶瓷电容进行高频滤波,使滤波后电压能够变得比较平滑和波动小。
滤波后接上下图的稳压电路,如图为具有放大环节的串联型稳压电路,其中包括了比较放大电路,基准电压电路,以及采样电路。
当采样睇啊路的输出端电压变化时,通过运算放大器的比较放大后,抑制输出电压的变化,从而使输出电压得到稳定。
通过对以上两个方案的比较,发现方案一得输出电压不可调,输出电流较小,而第二个方案的输出电压可调,且输出电流能够满足课程设计要求,另外稳压效果较好,所以选择方案二。
2、 电路框图电路框架如图所示,先通过变压器对输入的交流电压进行变压,其后再通过整流和滤波,然后接上由比较放大、基准电路和采样电路组成的稳压电路,为了进一步得到更加稳定的电压,再加上基本滤波部分,这样就成为一个能正负输出的稳压电源。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
模拟电子技术课程设计题目:多功能三角波产生器院系:工学院电气与电子工程系专业:电气工程及其自动化班级:姓名:学号:指导教师:二〇一六年十二月摘要信号发生器根据用途不同,有产生三种或多种波形的信号发生器,其电路中使用的器件可以是分离器件,也可以是集成器件,产生方波、正弦波、三角波的方案也有多种本系统以ICL8038集成块为核心器件,制作一种函数信号发生器,制作成本较低。
适合学生学习电子技术测量使用。
ICL8038是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路,只需要个别的外部元件就能产生从0.001Hz~30KHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。
输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。
关键词:ICL8038方波正弦波三角波目录第1章绪论 (1)1.1 项目概况 (1)1.2 项目的意义 (1)1.3 设计要求 (2)第2章方案的选择及论证 (3)2.1 设计方案 (3)2.1.1 方案一 (3)2.1.2 方案二 (3)2.2 方案选取及论证 (4)第三章电路的设计过程 (5)3.1 信号发生器原理图 (5)3.2 电路主要元件的分析 (5)3.2.1 ICL8038 管脚功能图及实物图 (5)3.2.2 ICL8038的性能特点 (6)3.2.3 ICL8038的工作原理 (7)3.3 系统电路的仿真 (8)3.5 电源电路的设计 (11)3.5.1 电源电路的原理 (11)3.5.2 电源电路的仿真 (11)第四章元器件的选择 (13)总结 (14)参考文献 (15)第1章绪论1.1 项目概况信号发生器根据用途不同,有产生三种或多种波形的发生器,其电路中使用的器件可以是分离器件,也可以是集成器件,产生方波,正弦波,三角波的方案有多种,如先产生正弦波,根据周期性的非正弦波与正弦波所呈的某种确定的函数关系,再通过整形电路将正弦波转化为方波,经过积分电路后将其变为三角波。
也可以先产生三角波-方波,再将三角波或方波转化为正弦波。
随着电子技术的快速发展,新材料新器件层出不穷,器件的可选择性大幅增加,例如ICL8038就是一种技术上很成熟的可以产生正弦波,方波,三角波的主芯片。
ICL8038精密函数发生器是采用肖特基势垒二极管等先进工艺制成的单片集成电路芯片,电源电压围宽、稳定度高、精度高、易于用等优点,外部只需接入很少的元件即可工作,可同时产生方波、三角波和正弦波,其函数波形的频率受部或外电压控制,可被应用于压控振荡等波形。
1.2 项目的意义信号发生器是科研及工程实践中重要的仪器之一,在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域系统设计及调试过程中,用不同频率的正弦波、三角波和方波常作为信号源,应用十分方便。
过去常由分立元件及集成运放构成振荡器,分立元件体积大、相对耗能高、故障频率也高。
随着集成电路的迅速发展,用集成电路可以很快、很方便的构成各种信号波形发生器。
用集成电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相比,其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标,都有很大的提高[1]。
1.3 设计要求(1)输出波形频率围为0.02Hz∽20kHz且连续可调;(2)正弦波幅值为±10V,失真度小于2%;(3)方波幅值为10V;(4)三角波峰-峰值为20V;(5)各种波形幅值均连续可调;(6)设计电路所需的直流电源。
第2章方案的选择及论证2.1 设计方案2.1.1 方案一采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。
此方案号发生器电路组成框图如图2-1,由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路,比较器输出的方波经积分器得到三角波,三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。
差分放大器具有工作点稳定,输入阻抗高,抗干扰能力较强等优点。
特别是作为直流放大器时,可以有效地抑制零点漂移,因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。
波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性[1]。
图 2-1 函数发生器电路组成框图2.1.2 方案二利用单片集成函数信号发生器ICL8038、集成振荡器、电位器等外围电路灵活的组成,使通过电源来产生正弦波、方波、三角波等波形电路。
工作原理整体框图如图2-2图2-2 ICL8038电路组成框图本系统以ICL8038集成块为核心器件,制作一种函数信号发生器,制作成本较低。
适合学生学习电子技术测量使用。
ICL8038是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路,只需要个别的外部元件就能产生从0.001Hz~30KHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。
输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。
另外由于该芯片具有调制信号输入端,所以可以用来对低频信号进行频率调制[2]。
2.2 方案选取及论证经过分析比较,由于方案一函数发生器所采用电路复杂,不易理解,更不容易掌握,所以本课题采用方案二用单片集成函数信号发生器ICL8038、集成振荡器、集成定时器等灵活的组成来产生正弦波、方波、三角波等波形电路,具有线路简单,调试方便,功能完备,输出波形稳定清晰,信号质量好,精度高,系统输出频率围较宽且经济实用,而且具有较高的温度稳定性和频率稳定性。
特别适合用于工控和电子实验室,当输出缓冲电路独立设置多路时,可同时多路输出三种信号,比较容易满足设计需要。
第三章电路的设计过程3.1 信号发生器原理图由于ICL8038单片函数发生器所产生的正弦波是由三角波经非线性网络变换而获得。
该芯片的第1脚和第12脚就是为调节输出正弦波失真度而设置的。
图3-1为一个调节输出正弦波失真度的典型应用,其中第1脚调节振荡电容充电时间过程中的非线性逼近点,第12脚调节振荡电容在放电时间过程中的非线性逼近点,在实际应用中,两只100K的电位器应选择多圈精度电位器,反复调节,可以达到很好的效果,图3-1即为产生三种波形的函数发生器的原理图[2]。
图3-1 函数发生器原理图3.2 电路主要元件的分析3.2.1 ICL8038 管脚功能图及实物图脚1、12 (Sine Wave Adjust):正弦波失真度调节;脚2(Sine Wave Out):正弦波输出;脚3(Triangle Out):三角波输出;脚4、5(Duty Cycle Frequency):方波的占空比调节、正弦波和三角波的对称调节;脚6(V+):正电源±10V~±18V;脚7(FM Bias):部频率调节偏置电压输;脚8(FMSweep):外部扫描频率电压输入;脚9(Square Wave Out):方波输出,为开路结构;脚10(Timing Capacitor):外接振荡电容;脚11(V- or GND):负电原或地;脚13、14(NC):空脚[5]。
图3-2 ICL8038 管脚功能图图3-3 ICL8038实物图3.2.2 ICL8038的性能特点[5](1)具有在发生温度变化时产生低的频率漂移,最大不超过50ppm/℃。
(2)正弦波输出具有低于1%的失真度。
(3)三角波输出具有0.1%高线性度。
(4)具有0.001Hz~1MHz的频率输出围;工作变化周期宽。
(5)2%~98%之间任意可调;高的电平输出围。
(6)从TTL电平至28V。
(7)具有正弦波、三角波和方波等多种函数信号输出。
(8)易于使用,只需要很少的外部条件。
3.2.3 ICL8038的工作原理ICL8038 是单片集成函数信号发生器,其部框图如图3-4所示。
它由恒流源I1和 I2、电压比较器A和B、触发器、缓冲期和三角波变正弦波电路等组成。
图3-4 部框图外接电容C由两个恒流源充电和放电,振荡电容C由外部接入,它是由部两个恒流源来完成充电放电过程。
恒流源2的工作状态是由恒流源1对电容器C连续充电,增加电容电压,从而改变比较器的输入电平,比较器的状态改变,带动触发器翻转来连续控制的。
当触发器的状态使恒流源2处于关闭状态,电容电压达到比较器1输入电压规定值的2/3倍时,比较器1状态改变,使触发器工作状态发生翻转,将模拟开关K由B点接到A点。
由于恒流源2的工作电流值为2I,是恒流源1的2倍,电容器处于放电状态,在单位时间电容器端电压将线性下降,当电容电压下降到比较器2的输入电压规定值的1/3倍时,比较器2状态改变,使触发器又翻转回到原来的状态,这样周期性的循环,完成振荡过程。
在以上基本电路中很容易获得4种函数信号,假如电容器在充电过程和在放电过程的时间常数相等,而且在电容器充放电时,电容电压就是三角波函数,三角波信号由此获得。
由于触发器的工作状态变化时间也是由电容电压的充放电过程决定的,所以,触发器的状态翻转,就能产生方波函数信号,在芯片部,这两种函数信号经缓冲器功率放大,并从管脚3和管脚9输出。
适当选择外部的电阻RA 和RB和C可以满足方波函数等信号在频率、占空比调节的全部围。
因此,对两个恒流源在I1和I2电流不对称的情况下,可以循环调节,从最小到最大,任意选择调整,所以,只要调节电容器充放电时间不相等,就可获得锯齿波等函数信号。
正弦函数信号由三角波函数信号经过非线性变换而获得。
利用二极管的非线性特性,可以将三角波信号的上升成下降斜率逐次逼近正弦波的斜率[3]。
3.3 系统电路的仿真函数发生器的电路是在proteus中画出原理电路图并进行的仿真实验。
因为设计要产生方波、三角波、正弦波,所以ICL8038的4管脚5管脚的外接电阻一定要相等才能产生占空比为50%的矩形波即方波,才可以产生三角波。
如果占空比不为50%产生的波形就为锯齿波。
通过计算将4脚5脚的外接电阻都设为4.7K,外接电源为正负12V的直流电源,调节可变电阻器的阻值就可以产生频率周为0.02Hz~20kHz的方波、三角波和正弦波[4]。
图3-5 总体电路的仿真图3-6 正弦波仿真图图3-7 三角波仿真图图3-8 方波仿真图3.5 电源电路的设计3.5.1 电源电路的原理直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置,它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成,见图3-9图3-9 直流稳压电源方框图其中:电源变压器:是降压变压器,它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压,并送给整流电路,变压器的变比由变压器的副边电压确定。
整流电路:利用单向导电元件,把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电滤波电路:可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除,从而得到比较平滑的直流电压。
稳压电路:稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定,不随交流电网电压和负载的变化而变化[2]。
3.5.2 电源电路的仿真电路是在proteus中画出原理电路图并进行的仿真实验[4]。