呼吸灯设计

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实验3 呼吸灯设计实验 (1)

实验3 呼吸灯设计实验 (1)
3
下载工具使用
5
会操作使用3-5分
不会操作0-3分
4
硬件
电路
晶振电路
绘制原理图
4
正确4分
不正确0分
复位电路
4
正确4分
不正确0分
5
电源电路
2
正确2分
不正确0分
6
I/O口分配
存储器选择
2
正确2分
不正确0分
7
输出ห้องสมุดไป่ตู้示电路
8
正确4-8分
不正确0-4分
8
程序
设计
程序设计思路
编写程序
5
可行3-5分
不可行0-3分
没达到0-3分
13
加分
5
小组讨论、独立完成5分
不能独立完成0-3分
说明:具体评分标准可根据教学过程中的实际情况进行合理调整。
相关资料:
所谓呼吸灯,是指LED在单片机的控制下逐渐的由暗到亮、再由亮到暗的周期性变化,看起来就好像是在呼吸。例如单片机P3.0引脚接LED,程序控制其产生呼吸灯的效果。
那么怎样才能使LED产生不同亮度呢?这就需要用PWM波形来驱动,编程时,稍稍麻烦一点。PWM,即脉冲宽度调制,采用调整脉冲占空比达到调整电压、电流、功率的方法。如图3-2所示为占空比分别是10%、50%和90%的三种PWM波形。
{
led=0;
}
else//当loop不小于pwm时,熄灭LED
{
led=1;
}
loop++;
if(loop>10)
{loop=0;
i++;
if(i==500) //i的大小决定呼吸灯的节奏快慢

呼吸灯的设计

呼吸灯的设计

数字启航国家级电工电子实验教学中心数字起航—复杂实验零基础电子设计系列课程主讲人:范秋华国家级电工电子实验教学中心(青岛大学)数字启航实验国家级电工电子实验教学中心6.1基础实验6.1.1 一个LED点亮的控制6.1.2 一位数码管点亮的控制6.1.3 四位数码管点亮的控制6.1.4 一个LED动态闪亮的控制6.1.5 四位数码管自动点亮6.1.6 加使能端控制四位数码管点亮6.2复杂实验6.2.1 流水灯的设计6.2.2 呼吸灯的设计6.2.3 音乐基础的设计6.2.4 简易电子琴的设计6.2.5 乐曲播放器设计6.3综合试验6.3.1 音乐彩灯的设计呼吸灯的设计6.2.2实验任务:有一个LED,设计为呼吸灯控制LED的亮灭。

参数指标:系统时钟100MHz管脚约束设计思路:设计一周期2秒(clk_5)的方波信号作为控制LED 灯亮灭的开关。

在clk_5高电平,输出占空比从100%到0减小变化的方波、clk_5低电平期间输出占空比从0到100%增加变化的方波。

人眼的视觉暂留时间是0.05秒,因此当灯光以超过20hz 的频率闪烁时,人眼会认为它是连续发光的。

LED 亮度:高-> 低-> 高Clk_5吸气呼气获得占空比变化的矩形波LED亮度:高-> 低-> 高用不同频率的计数器cnt1,cnt2的计数值比较获得占空比可变的矩形波。

吸气占空比增加时,即clk__5为高电平期间,当Cnt1>cnt2的值,输出为1,否则为0;呼气在占空比减小时,即clk__5为低电平期间,当Cnt1>cnt2的值,输出为0,否则为1;系统时钟Clk_1w Clk_5Clk_1K cconLED呼吸灯框图VHDL 程序设计仿真程序国家级电工电子实验教学中心仿真波形cnt(clk_5)为高时各信号变化cnt(clk_5)为低时各信号变化吸气呼气请看下载演示!用VHDL 语言设计呼吸频率分别为0.2Hz, 0.8Hz的呼吸灯。

stm32单片机设计实现呼吸灯效果知识应用

stm32单片机设计实现呼吸灯效果知识应用

我们来探讨一下“STM32单片机设计实现呼吸灯效果”这一主题。

呼吸灯效果是指LED灯逐渐由暗到亮再由亮到暗的渐变效果,仿佛在呼吸一样,因此得名“呼吸灯”。

在嵌入式系统和物联网设备中,呼吸灯是一种常见的人机交互界面,其设计实现涉及到PWM调光技术和定时器中断控制等内容。

在STM32单片机中,实现呼吸灯效果最常用的方法是利用定时器和PWM模块。

我们需要配置定时器的计数周期和预分频系数,以确定呼吸灯的周期和频率。

利用PWM模块控制LED的亮度,根据呼吸灯的状态变化不断更新PWM占空比,从而实现呼吸灯的效果。

在具体的程序设计中,我们可以使用STM32提供的HAL库函数或者直接操作寄存器的方法来实现呼吸灯效果。

在HAL库函数的调用中,需要先初始化定时器和PWM模块,然后在定时器中断中更新PWM的占空比,从而实现呼吸灯效果。

而如果选择直接操作寄存器的方法,需要对寄存器进行设置和操作,相对更加灵活和高效。

除了硬件设计和软件编程,实现呼吸灯效果还需要考虑功耗和灯光效果的优化。

在实际应用中,我们可以通过调节呼吸灯的周期和频率,以及优化PWM输出的方式来达到节能和良好的视觉效果。

还可以考虑使用多个LED灯和不同颜色的混合,设计出更加丰富多彩的呼吸灯效果。

STM32单片机设计实现呼吸灯效果是一个涉及硬件设计和软件编程的综合应用,需要结合定时器、PWM模块和中断控制等知识,并注重功耗和灯光效果的优化。

通过深入理解和实践,我们可以设计出满足用户需求的呼吸灯效果,为嵌入式系统和物联网设备增添更加灵动的人机交互界面。

我的个人观点是,在实际应用中,呼吸灯效果是一种简洁而又美观的人机交互设计,能够为产品增添更加智能和生动的氛围。

掌握STM32单片机设计实现呼吸灯效果的知识和应用技巧对于嵌入式系统工程师和物联网设备开发者来说是非常重要的。

希望通过本文的介绍,读者能对这一主题有更加全面、深刻和灵活的理解。

我们来探讨一下“STM32单片机设计实现呼吸灯效果”这一主题。

呼吸灯课程设计实训报告

呼吸灯课程设计实训报告

一、实训背景与目的随着科技的不断发展,电子技术、计算机技术以及自动化技术逐渐融入人们的生活。

为了提高学生的实践能力,培养其创新精神和团队合作意识,我校电子与信息工程学院开展了呼吸灯课程设计实训。

本次实训旨在通过设计、制作和调试呼吸灯,让学生深入了解电子电路设计、编程以及嵌入式系统应用等方面的知识。

二、实训内容与要求1. 实训内容:- 熟悉呼吸灯的工作原理和电路设计。

- 设计并绘制呼吸灯的电路图。

- 选择合适的元器件,进行元器件的选型、采购和测试。

- 编写控制程序,实现呼吸灯的动态效果。

- 制作呼吸灯原型,并进行调试和优化。

2. 实训要求:- 完成呼吸灯的电路设计,确保电路的合理性和可靠性。

- 编写程序,实现呼吸灯的动态效果,包括渐变、闪烁等。

- 制作呼吸灯原型,外观整洁,功能正常。

- 编写实训报告,总结实训过程中的收获和不足。

三、实训过程1. 前期准备:- 查阅相关资料,了解呼吸灯的工作原理和电路设计。

- 学习编程语言,如C语言、Python等,为编写控制程序做准备。

- 准备实训所需的元器件,包括LED灯、电阻、电容、IC芯片等。

2. 电路设计:- 根据呼吸灯的工作原理,设计电路图,包括电源电路、控制电路和LED驱动电路。

- 选择合适的元器件,确保电路的稳定性和可靠性。

3. 程序编写:- 使用C语言编写控制程序,实现呼吸灯的动态效果。

- 调试程序,确保程序能够正确控制LED灯的亮度和闪烁频率。

4. 原型制作:- 根据电路图,制作呼吸灯原型,包括焊接电路板、连接元器件等。

- 对原型进行测试,确保电路和程序的正常运行。

5. 调试与优化:- 对呼吸灯原型进行调试,解决出现的问题。

- 优化程序,提高呼吸灯的动态效果和稳定性。

四、实训成果1. 呼吸灯电路图:- 设计了呼吸灯的电路图,包括电源电路、控制电路和LED驱动电路。

2. 控制程序:- 编写了C语言控制程序,实现了呼吸灯的动态效果。

3. 呼吸灯原型:- 制作并调试了呼吸灯原型,外观整洁,功能正常。

多功能呼吸灯课程设计

多功能呼吸灯课程设计

多功能呼吸灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握电路基础知识,包括电路的组成、电流、电压等基本概念。

2. 学生能了解并描述呼吸灯的工作原理,掌握其设计与制作过程中的相关电子元件功能。

3. 学生能理解并运用编程软件控制多功能呼吸灯,实现不同的灯光效果。

技能目标:1. 学生能够运用所学知识,动手搭建简单的电路,并正确连接电子元件,完成呼吸灯的制作。

2. 学生能够通过编程软件,编写程序控制呼吸灯的亮度、颜色及模式,培养动手实践和创新能力。

3. 学生能够通过团队合作,解决在制作过程中遇到的问题,提高沟通与协作能力。

情感态度价值观目标:1. 学生在课程学习中,培养对科学技术的兴趣和好奇心,激发学习电子技术的热情。

2. 学生在动手实践过程中,学会尊重事实,勇于探索,培养科学精神和创新意识。

3. 学生通过团队合作,学会分享与互助,培养团结协作、共同进步的品质。

课程性质:本课程为实践性课程,结合电子技术、编程及团队合作,培养学生动手能力、创新能力和团队协作能力。

学生特点:六年级学生具备一定的逻辑思维能力和动手能力,对新鲜事物充满好奇心,善于合作与分享。

教学要求:教师需引导学生掌握电路基础知识,关注学生在实践过程中的操作规范,鼓励学生创新思考,注重团队合作能力的培养。

通过课程学习,使学生能够将理论知识与实践相结合,提高综合素养。

二、教学内容1. 电路基础知识:包括电路的组成、电路图识别、电流、电压、电阻等基本概念,引导学生了解并掌握电路的基本原理。

相关教材章节:第一章《走进电子世界》2. 呼吸灯原理:介绍呼吸灯的工作原理,包括LED灯、电阻、电容、二极管等电子元件的作用,以及如何通过编程实现灯光效果。

相关教材章节:第二章《电子元件与电路设计》3. 编程软件应用:学习使用编程软件(如Arduino)编写程序,控制多功能呼吸灯的亮度、颜色及模式。

相关教材章节:第三章《编程与电子控制》4. 实践操作:动手搭建电路,连接电子元件,编写程序,完成多功能呼吸灯的设计与制作。

呼吸灯的课程设计

呼吸灯的课程设计

呼吸灯的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握呼吸灯的工作原理,了解电路基础知识;2. 学生能掌握相关电子元件的功能及使用方法,如LED灯、电阻、电容等;3. 学生了解编程控制原理,学会使用简单的编程语言编写程序控制呼吸灯。

技能目标:1. 学生能运用所学知识,动手搭建并调试一个呼吸灯电路;2. 学生能通过编程,实现呼吸灯的亮度渐变效果;3. 学生具备初步的故障排查能力,能够解决呼吸灯电路中可能出现的问题。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发他们探索未知、自主学习的热情;2. 培养学生的团队合作精神,让他们在合作中学会沟通、解决问题;3. 培养学生具备环保意识,关注电子垃圾的处理和资源利用。

本课程针对中学生设计,结合课程性质、学生特点和教学要求,将目标分解为具体的学习成果,以便后续的教学设计和评估。

课程注重理论与实践相结合,让学生在动手实践中掌握知识,培养技能,并提高情感态度价值观。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面:1. 电路基础知识:- 电流、电压、电阻的概念及其关系;- 简单电路的组成及工作原理;- 电子元件的识别及使用,如LED灯、电阻、电容等。

2. 呼吸灯电路搭建与调试:- 呼吸灯工作原理讲解;- 搭建呼吸灯电路,连接电源、LED灯、电阻、电容等元件;- 调试电路,观察呼吸灯亮度变化,分析可能出现的故障。

3. 编程控制呼吸灯:- 介绍编程控制原理;- 学习使用简单的编程语言,如Arduino;- 编写程序,实现呼吸灯的亮度渐变效果。

教学内容依据课程目标和教材章节安排,保证科学性和系统性。

在教学过程中,教师需详细讲解每个知识点,引导学生动手实践,逐步掌握教学内容。

具体教学进度如下:第1课时:电路基础知识学习;第2课时:呼吸灯电路搭建与调试;第3课时:编程控制呼吸灯学习及实践。

教学内容紧密结合课本,注重培养学生的实际操作能力,提高他们对电子技术的认识和兴趣。

呼吸灯工作原理

呼吸灯工作原理

呼吸灯工作原理呼吸灯,又称为渐变灯,是一种常见的LED灯效。

它的特点是在灯光亮度逐渐增加或减小的过程中,会产生一种呼吸的效果,给人一种温暖、舒适的感觉。

那么,呼吸灯是如何实现这一效果的呢?接下来,我们将深入探讨呼吸灯的工作原理。

呼吸灯的工作原理主要依赖于脉宽调制(PWM)技术。

PWM技术是一种通过改变信号的占空比来控制电路的技术,它可以实现对LED灯的亮度进行精确调节。

在呼吸灯中,通过不断改变PWM信号的占空比,可以实现灯光亮度的渐变效果。

具体来说,当呼吸灯处于亮度逐渐增加的过程中,控制电路会逐渐增大PWM信号的占空比,从而使LED灯的亮度逐渐增加。

而当呼吸灯处于亮度逐渐减小的过程中,控制电路则会逐渐减小PWM信号的占空比,使LED灯的亮度逐渐减小。

通过不断重复这一过程,就可以实现呼吸灯的渐变效果。

除了PWM技术,呼吸灯还需要配合适当的控制算法才能实现理想的效果。

控制算法可以根据设定的亮度变化曲线,精确地控制PWM信号的占空比,从而实现呼吸灯的渐变效果。

常见的控制算法有线性变化、对数变化等,它们可以根据实际需求进行选择和调整,以实现不同的呼吸灯效果。

此外,呼吸灯的工作原理还与LED灯的特性有关。

LED灯具有快速响应的特点,可以在微秒级的时间内完成亮度的调节。

这使得呼吸灯可以实现非常流畅的渐变效果,给人一种舒适的视觉体验。

总的来说,呼吸灯通过PWM技术和适当的控制算法实现灯光亮度的渐变效果,从而呈现出一种呼吸般的温暖感觉。

它利用LED灯的特性,实现了高效、流畅的灯光效果,深受人们喜爱。

希望通过本文的介绍,读者对呼吸灯的工作原理有了更深入的了解。

呼吸灯方案介绍

呼吸灯方案介绍

呼吸灯方案引言呼吸灯是一种常用的 LED 灯光效果之一,它模拟了人类呼吸的自然变化,使得LED 灯具在亮度上呈现出逐渐增强和减弱的效果。

本文将介绍一种针对单个 LED灯或 LED 灯带的呼吸灯方案。

通过控制灯的亮度和时间间隔,我们可以实现各种各样的呼吸灯效果。

方案设计为了实现呼吸灯效果,我们需要使用一个控制器来控制灯的亮度和时间变化。

以下是一个简单的呼吸灯方案设计:1.使用PWM 信号:使用PWM(脉冲宽度调制)信号来控制灯的亮度。

PWM 是一种周期性变化的信号,它通过调整高电平和低电平的时间比例来实现不同的亮度。

2.设置周期和间隔:呼吸灯的效果通常通过调整灯的亮度与时间之间的关系来实现。

我们可以设置一个周期,如1秒,让灯在该周期内逐渐增强和减弱。

在周期内,我们还可以设置一个或多个时间间隔,来控制灯的变化速度和亮度范围。

3.使用曲线函数:为了使呼吸灯效果更加平滑和逼真,我们可以使用曲线函数来调整灯的亮度变化。

常用的曲线函数包括线性函数、二次函数和指数函数等。

实现步骤以下是一个基于 Arduino 的简单呼吸灯方案实现步骤:1.准备材料:你将需要一个 Arduino 开发板、一个 LED 灯和相应的电路连接线。

2.连接电路:将 LED 的正极连接到 Arduino 的数字引脚,将 LED 的负极连接到 Arduino 的 GND 引脚。

3.编写代码:在 Arduino 开发环境中编写下列代码实现呼吸灯效果。

int ledPin = 9; // 将 LED 连接到 9 号引脚(根据实际情况调整)int brightness = 0; // 当前亮度int fadeAmount = 5; // 每次变化的亮度增量void setup() {pinMode(ledPin, OUTPUT); // 将 9 号引脚设置为输出模式}void loop() {analogWrite(ledPin, brightness); // 设置 LED 的亮度brightness += fadeAmount; // 修改亮度值if (brightness <= 0 || brightness >= 255) {fadeAmount = -fadeAmount; // 当亮度到达上下限时,调整增量使得亮度反向变化}delay(30); // 控制变化速度,可以根据需要调整}4.上传并运行程序:将 Arduino 连接到计算机,选择正确的端口和开发板类型,然后上传代码到 Arduino 开发板。

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摘要本系统采用LM358双运放放大器,用3个8050NPN型三极管构成电流源电路驱动12个高亮型发光二极管,电位器用于调节电阻来控制LED的亮度。

LM358第一个运算放大器用于电流放大,第二个运放放大器用作电压比较器。

从而实现对小灯电压的控制,防止小灯电压过大击穿损坏。

经过最终测试,实现亮度可调照明功能。

关键值:LM358,电压比较器,电流源电路注:本次设计通过使用运放产生锯齿波,调节高亮型发光二极管,实现呼吸效果。

通过设计,了解了稳压二极管、放大器的应用,并且理解了锯齿波、方波的发生电路的工作原理。

同时学会了示波器以及万用表的使用方法。

目录摘要 (I)目录 (II)第一章方案论证与比较 (1)1.1 电流源电路方案比较 (1)1.2 运算放大器选择方案比较 (1)1.3 稳压电路选择 (1)第二章理论分析与计算 (2)2.1 三极管驱动电路 (2)2.1.1 8050三极管 (2)2.1.2 三极管电流源 (3)三极管电流源 (3)2.2 集成运算放大电路 (4)2.2.1 LM358双运放放大器 (4)2.2.2 滞回比较器 (5)2.2.3 积分电路 (6)2.2.4充放电控制电路 (7)2. 3 可调稳压电路 (7)2.3.1 稳压二极管 (7)2.4 采样电阻 (8)第三章电路设计 (9)3.1 电流源电路 (9)3.2 运放放大电路 (9)3.3 稳压电路 (10)第四章调试方案与测试结果 (12)4.1 测试方案及测试条件 (12)4.1.1 测试仪器 (12)4.1.2 测试主要方案 (12)4.2 主要测试结果 (12)4.3 测试结果分析 (13)第五章总结 (14)附录一 (15)附录二 (16)第一章方案论证与比较1.1 电流源电路方案比较方案一:用三个8050NPN型三极管构成电流源驱动电路,一个三级管作前级电流放大,另外两个三极管并联,与前一个三极管构成两个达林顿管,放大的电流足以驱动12个高亮型LED。

这种方案结构简单,性价比高。

方案二:采用两个达林顿管构成电流源电路以驱动12个LED,这样做的缺点是前期调节小灯亮度的时候需要分别调两个达林顿管,调试复杂,故不选这个方案。

1.2 运算放大器选择方案比较方案一:用LM358双运放放大器,LM358内部有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运放放大器,适用于电源电压范围很宽的单电源使用(在3V~30V之间)。

放大器一个用作电流放大功能,另一个用作电压比较器,能够控制小灯的电压值,防止过流烧坏小灯。

方案二:选择LM2904是低功耗双运算放大器。

其引脚和功能和LM358一样。

但使用温度范围要比LM358好,鉴于本设计工作环境没有太大要求,故可以选择价格相对比较便宜的LM358芯片。

1.3 稳压电路选择方案一:用稳压二极管的伏安特性,当稳压二极管被击穿后,电压稳定在一个稳定值。

用稳压二极管做稳压电路,电路结构简单,性价比高。

方案二:用稳压芯片构成稳压电路,这样做电压比较稳定,不过成本比较高,故不用此方案。

第二章理论分析与计算2.1 三极管驱动电路2.1.1 8050三极管8050是常见的NPN型三极管,广泛应用于各种放大电路中,本次设计中三极管起电流放大的作用图2-1三极管引脚图及绝对最大额定值图2-2 三极管电参数2.1.2 三极管电流源三极管电流源电流源是模拟集成电路中广泛使用的一种单元电路,如图2-1所示。

对电流源的主要要求是:(1)能输出符合要求的直流电流I o 。

(2)交流电阻尽可大。

三极管射极偏置电路由V CC 、R b1、R b2和R e 组成,当V CC 、R b1、R b2、R e 确定之后,基极电位V B 固定(I b 一定),可以推知I c 基本恒定。

从三极管的输出特性曲线可以看出:三极管工作在放大区时,I c 具有近似恒流的性质。

当I b 一定时,三极管的直流电阻CQCEQ CE I V R =,V CEQ 一般为几伏,所以R CE 不大。

交流电阻为CCEce I v r ∆∆=,为几十千欧至几百千欧。

有些情况下,要求得到极其微小的输出电流I C2,这时可令比例电流源中的R e1=0,如图2-3即可以在R e2不大的情况下得到微电流I C2。

原理:当I R 一定时,I o 可确定为:BE 2e E2BE2BE1V R I V V ∆==-o I ≈e2BEe2BE2BE1E2R V R V V I ∆=-=可见,利用两管基-射电压差ΔV BE 可以控制I o 。

由于ΔV BE 的数值小,用阻值不大的R e2即可得微小的工作电流——微电流源。

)1(e25be1e2ce o R R r R r R +++=β微电流源特点:(1)T 1,T 2是对管,基极相连,当V CC 、R 、R e2已知时,REF I ≈RV CC(略去V BE ),当V BE1、V BE2为定值时,e2BEC2R V I ∆=也确定了。

图2-4 电流源电路图2-3 三极管电流源电路(2)当V CC 变化时,I REF 、ΔV BE 也变化,由于R e2的值一般为千欧级,变化部分主要降至R e2上,即ΔV BE2<<ΔV BE1,则I C2的变化远小于I REF 的变化。

因此电源电压波动对工作电流I C2影响不大。

(3)T 1管对T 2管有温度补偿作用,I C2的温度稳定性好。

总的说来,电流“小”而“稳”。

小——R 不大时I C2可以很小(微安量级)。

稳——R e2(负反馈)使恒流特性好,温度特性好,受电源变化影响小。

进一步,电流的数学关系为:I o R e2=V BE1-V BE2而 I C ≈TBE/s e V VIsCT BE ln I I V V = sC1sC2s C1T e2o ln )mV (26)ln (lnI II II I V R I =-=C2C1e2o ln )mV (26I I R I =若10C2C1=I I 则 I C2 R e =26ln10≈60mV即电流每增加10倍,I C2R e 总是增加60mV 。

因此得到电流每增加10倍,R e 上的电压增加60mV 的简单数学关系式,使计算十分方便。

2.2 集成运算放大电路2.2.1 LM358双运放放大器LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器,适合于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式,在推荐的工作条件下,电源电流与电源电压无关。

它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。

LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。

图2-5 LM358引脚分布图其主要特点为:1、可单电源或双电源工作。

2、包含两个独立的运算放大器。

3、逻辑电路匹配。

4、功耗小。

5、频率范围宽。

图2-6 LM358主要参数2.2.2 滞回比较器在单限比较器中,输入电压在阈值电压附近的任何微小变化,R都将引起输出电压的跃变,不管这种微小变化是来源于输入信号还是外部干扰。

因此,虽然单限比较器很灵敏,但是抗干扰能力差。

滞回比较器具有滞回特性,即具有惯性,因此也就具有一定抗干扰能力。

从反相输入端输入的滞回比较器电路如图2-6所示,滞回比较器电路中引入了正反馈。

图2-7 电路图2-7电压传输特性从集成运放输出端的限幅电路可以看出,uo=±U Z。

集成运放反相输入端电位u N =u I,同相输入端电位根据“虚短”u N=u P,求出的u I就是阈值电压,因此得出当u I<-U T,u N<u P,因而uo=+U Z,所以u P=+U T。

u I>+U T,uo=-U Z。

当u I>+U T,u N>u P,因而uo=-U Z,所以u P=-U T。

u I<-U T,uo=+U Z。

可见,uo从+U Z跃变为-U Z和uo从-U Z跃变为+U Z的阈值电压是不同的,电压传输特性如图2-7所示。

通过由稳压管D1,D2和限流电阻R3构成的输出限幅电路,从而输出方波波形。

其中调节电阻Rb,R1可改变锯齿波的幅值和一定范围的频率。

调节滞回比较器的稳幅输出D1,D2值,可调整方波输出幅值,可改变积分时间,从而在一定范围内改变锯齿波的频率。

2.2.3 积分电路如图所示的积分运算电路中,由于集成运放的同相输入端通过R’接地,u N=u P=0,为“虚地”。

电路中电容C的电流等于流过电阻R的电流输出电压与电容上电压的关系为 uo =-uc而电容上电压等于其电流的积分,故在求解t1到t2时间段的积分值时U ZU Z-U T+U TU ZR1+R2u P=R1U ZR1+R2±U T= ± R1式中为积分起始时刻的输出电压,即积分运算的起始值,积分的终值是t时刻的输出电压。

2为常量时,输出电压当uI当输入为方波时,则输出电压波为三角波。

若改变占空比,即能得到我们所要的锯齿波波形。

在我们所设计的锯齿波中,积分电路由运放U2和电阻R2,电容C1所构成。

调节R2,C1可以改变频率,从而得到我们所要的效果。

2.2.4充放电控制电路充放电控制电路为正反向二极管和电位器的组合,使得充、放电时间不同,即可得到占空比可调的波形发生器。

在我们所设计的锯齿波中,通过调节电位器Rw来调整充放电时间常数,从而实现左锯齿波发生器和右锯齿波发生器。

2. 3 可调稳压电路2.3.1 稳压二极管稳压二极管是一种硅材料制成的面接触型晶体三极管,简称稳压管。

稳压管反向击穿时,在一定的电流范围内(或者说在一定功率损耗范围内),端电压几乎不变,表现出稳压特性。

因而广泛用于稳压电路电源与限幅电路之中。

稳压管与普通二极管有类似的伏安特性,如图2-8所示,正向特性为指数曲线。

当稳压管外加方向电压的数值大到一定程度时则击穿,击穿区的曲线很陡,几乎平行于纵轴,表现其具有稳压特性。

只要控制反向电流不超过一定值,管子就不会因过热而损坏。

图2-8 稳压二极管的符号及伏安特性曲线稳压管的符号及其等效电路如图2-8所示。

2.4 采样电阻采样电阻又称为电流检测电阻,电流感测电阻,取样电阻,电流感应电阻。

采样电阻分为对电流采样和对电压采样。

对电流采样则串联一个阻值较小的电阻,对电压采样则并联一个阻值较大的电阻。

采样电阻一般使用的都是精密电阻,阻值低,精密度高,一般在阻值精密度在±1%以内,更高要求的用途时会采用0.01%精度的电阻。

采样电阻一般根据具体线路板的要求,分为插件电阻、贴片电阻。

采样电阻,阻值低,精密度高,一般在阻值精密度在±1%以内,更高要求的用途时会采用0.01%精度的电阻。

国内大部分采样电阻都是以康铜、锰铜为材质的插件电阻。

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