基于集成运放的方波、三角波产生电路课程设计报告

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1、 电子线路 CAD 综合 训练课程设计报告 题 目 基于集成运放的方波、 三角波产生电路 学 号 班 级 学 生 指导教师 2010 年 2 基于集成运放的方波、三角波产生电路基于集成运放的方波、三角波产生电路 一、一、 设计任务设计任务 使用集成运放实现三角波方波发生电路， 输出两档频率分别为 110Hz 和 10100Hz 的方波和三角波。 二、二、 电路设计电路设计 1原理图设计（包括原理图及电路原理分析） 如图所示的滞回电压比较器级联一积分器，再将积分器的输出作为比较器的输入，如图所示。 由于积分器可将方波变为三角波，而比较器的输入又正好为三角波，因此可定性判断出，图中电路 的输出电压

2、 uo1为方波，uo2为三角波，如图10-5 所示。下面分析其振荡周期。 + - + - + R 1 R 2 R 3 R C U Z uo1 uo2 积分器输出电压从-Uth增加到+Uth所需的时间为振荡周期 T的一半，由积分器关系式 2 Zthth 0 0 d)( 1 T t t tU RC UU 或 2 1 2 Zth T U RC U 注意到 Z 2 1 th U R R U，故 2 1 4 R RCR T 振荡频率则为 3 1 2 4 1 RCR R T f U Z -U Z U th -U th t uo1 uo2 0 方波三角波发生器的输出波形 而对于上图所示三角波发生电路中，左边

3、为同向输入滞回比较器，右边为积分运算 电路。左边输出为方波，经过右边积分变为三角波。电路采用集成运放的放大特性 4 实现滞回电压比较器输出方波，再使用积分电压比较器实现三角波的生成。 经过计算得出振荡周期：T=4*R1*R3*C/R2 所以频率为：f=R2/(4*R1*R3*C) 稳压管的大小决定了方波输出的幅值大小，调节电路中 R1，R2，R3 的阻值和 C 的 容量，可以改变震荡频率;而调节 R1 和 R2 的阻值，可以改变三角波的幅值。通过 单刀双掷开关的作用可以使积分器电容的大小有两个不同值，从而可以输出两档分 别为 110 和 10100hz 频率的对应波形。 2.元件选取及参数计算

4、 集成运放采用 LM324 实现电路放大功能；电阻采用相应阻值即可实现输出频率相应的发 生电路。稳压管实现滞回比较器输出稳定的电压，形成方波电路，电容和集成运放形成积分 电路，将方波积分变成三角波。 元件名称 Lib Ref Footprint Part R1 RES2 AXIAL0.4 1K R2 RES2 AXIAL0.4 40K R3 RES2 AXIAL0.4 1K R4 RES2 AXIAL0.4 10K R5 RES2 AXIAL0.4 10K RP1 RES4 VR2 0360K C1 CAP RAD0.1 1uF C2 CAP RAD0.1 10uF D1 ZENER1 DIO

5、DE0.4 6V D2 ZENER1 DIODE0.4 6V A1 OPAMP DIP14 LM324 A2 OPAMP DIP14 LM324 单刀双掷开关 P SW SPDT SIP3 将原理图按照电路图画好后，将上述数值输入到每个元件的参数中，进行电气规则检查， 显示没有错误。然后回到文件夹建立一个 PCB 图，给 PCB 添加合适的规则库，再在规则中将 线宽改为 40mil。再返回到原理图中，点击 Update PCB 显示没有错误，再生成 PCB，则 PCB 中的元件就好了。选择自动布局，到达自己理想的布局结果就停止自动布局。之后再手动调 整个别原件达到比较好的布局就可以了。用焊接线

6、将原件布局圈在里面，然后再选择自动布 线，再焊上焊盘，一个完好的 PCB 图就好了。 5 三、三、 总结（电子线路总结（电子线路 CAD 过程、原理图编辑流程及要点、过程、原理图编辑流程及要点、PCB 设计流程及要点）设计流程及要点） 刚开始，了解了实验任务后，通过上网查资料和阅读模拟电子技术基础和电子线路 CAD 等相关书籍，所要求的电路原理图也慢慢确定下来。结合书上的原理分析，计算出所需电阻 值大小和电容的大小。分析计算出输出波形的周期和频率，最终确定出完整的电路图和电路 图分析思路。 在绘制原理图时，集成运放型号的选择通过几天来上网查阅资料，最终确定为 LM324，从 而实现滞回电压比较器的电路和积分运算电路。在实际操作中遇到很多问题，各种元件的封 装形式和许多元件的选择问题，通过几天的实践查阅，确定了各种元件的封装和远见的选择， 并画出合理的电路原理图。在生成 PCB 板的过程中，将二极管的管脚改为 1、2