1、模拟电子技术基础课程设计 1 1 1 方案设计 设计思想来自于教材的迟滞比较器构成的方波发生器和积分器，利用迟滞比较器和积 分器可以产生方波并积分出三角波，产生方波与三角波是这次课设的要求，这样可以设计 出一个无需电源的简单的阻控频率振荡器， 振荡频率与阻容值相关。 但我们的要求是压控， 所以方案需要进一步修改。采用直流电压信号与积分电路相连，从而改变方波和三角波的 频率，达到压控的目的。本次设计电源和压控源均为自制电池盒，最大可提供 6.2V 直流 电压，调压单元为分压设计。 1 1.1.1 压控震荡器各电路功能介绍 积分电路 图 1 Lm324 为运算放大器，C1 为积分电容，积分器将方波
2、信号积分为三角波输出。 模拟电子技术基础课程设计 2 迟滞电压比较器电路 图 2 方波的产生可以用电压比较器电路。 如图所示， 由于迟滞比较器具有回差特性，它具有较强的输出电压抗干扰能力，跳变后，输出电 压值将稳定不变。 极性转换电路 图 3 它的输出相位相反，即有 VO4=-VO3=Vi。途中 D1 状态受 Uo2 输出控制，当 Uo2 输出高 电位时， D1 截止，积分器 A1 对反向电压积分。反之，当 Uo2 输出为低电位时，,则 D1 导 通，三极管短路，积分器正相电压积分。可变直流电压输出电路 模拟电子技术基础课程设计 3 变压直流电源电路 图 4 当改变控制电压 vi 时，积分常数
3、改变，三角波将上升、下降的斜率发生改变，即振 荡频率改变，从而实现电压控制震荡频率的目的。 1.2 整体设计原理 压控震荡器有三角波和方波两种输出 首先，积分器将信号源流入的信号积分，在 Vo1 输出积分结果，当电压到达一定值时 通过比较器电压反向，经过极性反相器时，由于二极管作用会产生阶跃 电容充放电使产生三角波。生成的三角波通过比较器产生方波。 方波的峰值约为三角波峰值的两倍。用 Vo1 表示三角波峰值，Vo2 表示方波峰值，那么 积分运算：三角波由 0 升至峰值需要 ，则 模拟电子技术基础课程设计 4 2 2 参数确定与元件选择 2.1 确定积分时间常数 R、C 振荡频率 f 与积分电容
4、 C、积分电阻 R 的取值有关，当电容 C 或电阻 R 增大时，震荡 频率 f 将随之减小。在进行电路设计时，可以先选定一个 C 值，然后再选取 R。我们取 C=0.01uF，考虑到二极管导通压降，根据积分公式我们取标称值 R=51K 2.2 确定电阻 与输出三角波的峰值有关，因此在选取 R5、R7 的阻值时，应同时兼顾两方面得因素。 因为三角波的幅值为方波的一半， 所以选择近似相等的值， 所以选择 R5=100K,R7=120K R3 和 R4 的比值会影响占空比导致失真，这里令 R3=R4=51K，同理 R1 为 R2 的两倍 R6 的改变对无明显影响，这里取 100 3 电路仿真 3.1
5、Multisim 仿真 图 5 模拟电子技术基础课程设计 5 图 6 图 7 3.2 仿真结果分析 经过分析知道,随着压控电路中输入电压的增大，频率会随之增大。方波的波形开始 时有少量失真,这是比较器响应速度较低的原因。观察波形，测得方波幅值稳定在6V， 三角波的幅值稳定在1.7V，且两者波形幅值对称。 仿真过程中会偶尔出现瞬时幅值过大的现象，另外可调范围过小 模拟电子技术基础课程设计 6 4 4. .安装和安装和调试调试 4.1PCB 图 8 模拟电子技术基础课程设计 7 图 9 4.2 安装与调试 （1）检查所领取的元器件及材料等，确定无损坏、型号及参数正确。 （2）安装时注意电容，二极管
6、的正负极，芯片和三极管是否接反,焊接点是否牢固。 （3）用两个电池盒分别作为 VCC 和 VEE。 （4）检查三极管工作状态，静态工作点 （5）如果电路接线正确，则在接通电源后，比较器的输出为方波，积分器的输出为 三角波，使方波的输出幅度满足设计指标要求，则输出频率可调。 4.3 实际运行 图 10 模拟电子技术基础课程设计 8 图 11 图 12 利用万用表测得方波峰值 5.6V，三角波有效值 1.5V，满足计算公式 示波器得出可在一定调节频率的方波和三角波波形，增大输入电压，频率变大 输入 5V 是频率约为 240 赫兹，输入 0.5V 时约为 30 赫兹 5 总结 在此次模电课程设计任务中，方案为共同确定，我主要负责 multisim 仿真,PCB 绘制 和调试。这是我的第一次课程设计，一周的设计让我学到很多。本次课程设计任务只要求 了压控，我们还可以利用调节电阻设计，这样的设计既不用信号源，也不易有瞬时失真现 象 在课程设计中我们也遇到了一些问题，吸取了一些教训。电容值得选择关系到设计的 成功与失败，不恰当的选择在仿真时无法输出波形。在一开
