河北科技大學(xué)模電課設(shè)報告LM324信號發(fā)生器.doc

河北科技大學(xué)課程設(shè)計報告學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專業(yè)班級： 課程名稱： 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 學(xué)年學(xué)期： 2 013 2 014 學(xué)年 第一學(xué)期 指導(dǎo)教師： 2 0 13 年 12 月課程設(shè)計成績評定表學(xué)生姓名 學(xué) 號專業(yè)班級起止時間2013.112014.1設(shè)計題目LM324構(gòu)成的信號發(fā)生器課程設(shè)計成績考核內(nèi)容成 績1. 實驗室電路測試完成情況2. 課程設(shè)計報告完成情況3. 考試成績4. 實際電路完成情況5. 實驗出勤情況6. 實驗報告完成情況7. 實驗完成情況8. 仿真電路完成情況課程設(shè)計成績 指導(dǎo)教師： 年 月 日目錄(一) 任務(wù)1(二) 電路原理圖1(三) 單元電路設(shè)計2(四) 元件明細(xì)表3(五) 安裝調(diào)試與心得體會3(六) 附錄6(七) 參考文獻(xiàn)6(一) 任務(wù)設(shè)計電路實現(xiàn)正弦波方波三角波之間的轉(zhuǎn)換，并實際焊接出電路板實現(xiàn)這些功能。(二) 電路原理圖在這個原理圖中，是采用正弦波方波三角波的方案，其中正弦波采用RC橋式振蕩電路產(chǎn)生，其特點是振幅和頻率穩(wěn)定且調(diào)節(jié)方便，能夠產(chǎn)生頻率可調(diào)范圍很寬的正弦波信號;再通過過零比較器產(chǎn)生主啵，再經(jīng)過RC積分電路產(chǎn)生三角波。同時，該電路結(jié)構(gòu)非常簡單，并能產(chǎn)生良好的正弦波和方波信號，但經(jīng)過RC積分電路產(chǎn)生同步的三角波信號存在一定的難度。原因是若積分電路的時間常數(shù)不變，隨著方波的頻率的改變，輸出的三角波的幅度同時改變。若要保持三角波的輸出幅度不變且線性良好，必須同時改變積分常數(shù)的大小。且在過零比較器后加入一個比例電路把5V電壓變成1V電壓。具體原理圖(三) 單元電路設(shè)計1) 正弦波產(chǎn)生電路正弦波產(chǎn)生電路，不僅要產(chǎn)生所輸出的信號，還要作為產(chǎn)生方波的輸入信號，這一部分是采用改動的RC橋式振蕩電路，可以調(diào)節(jié)頻率和放大器的增益。RC橋式振蕩電路：它由放大環(huán)節(jié)和選頻網(wǎng)絡(luò)兩部分組成。以運(yùn)算放大器構(gòu)成放大環(huán)節(jié)，由電阻R1、R2、D2和D3串聯(lián)，電阻R3、C7、R4和C6并聯(lián)所組成的網(wǎng)絡(luò)為RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)：f=1/2RC R2>=2R1 f=2000HZ C6=C7=10nF聯(lián)立可得出各電阻電容的值。2) 方波產(chǎn)生電路放大器形成開環(huán)形式，正弦波信號Ui從反向端輸入，同相端接地。當(dāng)輸入信號Ui<0時，輸出電壓（即方波的產(chǎn)生點的電壓）U0為正極限值UOM;.因為理想放大器的電壓增益Au無窮。所以當(dāng)信號由小到大，達(dá)到Ui時，即U- =U+的時刻，輸出電壓U0由正極限值UOM翻轉(zhuǎn)到負(fù)極限值-UOM，當(dāng)Ui>0時，輸出為負(fù)極限值-UOM。因為Ui為RC橋式振蕩電路產(chǎn)生的連續(xù)變化的正弦波信號，所以通過過零比較器就產(chǎn)生了連續(xù)變化的矩形波。3) 比例電路因為為反相比例運(yùn)算電路，通過“虛短”“虛斷”，通過公式Uo=-R6/R5Ui=-0.2Ui，從而將5V電壓變成1V電壓。4) 積分電路（三角波產(chǎn)生電路）在RC積分電路中，電容的充電是緩慢的，因此電容的兩端電壓緩慢增長，達(dá)到一定值時，矩形波的電壓翻轉(zhuǎn)，電容就緩慢放電，如此往復(fù)，就構(gòu)成了連續(xù)變化的三角波。5) 實際波形即做出仿真電路后用示波器測試顯示出的實際波形。(四) 原件明細(xì)表序號名稱型號標(biāo)號數(shù)量1電阻1KR1，R4，,R6，,R8，,R1012電阻7.87KR2,R323電阻2.55KR554電阻7KR725電阻2KR926電容0.01uFC1,C2,C3,C847電容1 uFC918電容1000uFC4,C59二極管1BH62D1,D2211二極管1B4B42D5112穩(wěn)壓管LM7812CTU2113穩(wěn)壓管LM7912CTU1114四運(yùn)放集成LM324DU7A，U7B，U7C，U7D4(五) 安裝調(diào)試與心得體會2013.12.21(星期日)：在所有組員的共同努力下，我們完成了仿真電路。按照計劃，XX和XX統(tǒng)計整理出焊接電路所需要的所有元器件，下午我與xxx在實驗室搜集到了所有需要的原件，包括各種電阻和電容。在所有的原件都準(zhǔn)備完畢后，我們對整個焊接工作做了個規(guī)劃。為保證各個部分的穩(wěn)定性，我們決定按照電路圖依次完成正弦波部分、方波部分（輸出+5v）、方波部分（輸出+1v）、三角波部分。并且每做出來一部分就測試一次，確定該部分正常工作后再進(jìn)行下一步。波形發(fā)生器完成后再進(jìn)行直流電源部分的工作。2013.12.22（星期一）安照計劃，我們組的焊接工作在這天正式開始。下午我們一起來到實驗室，一次找到焊接需要的電烙鐵、焊錫、鑷子等工具。為保證焊接質(zhì)量，我們經(jīng)過幾次測試選擇了一個溫度適中的電烙鐵，所謂磨刀不誤砍柴工，之后的事實證明一個好用的工具確實可以讓工作得心應(yīng)手。在工具都找齊后，我按照以前的經(jīng)驗指導(dǎo)每一位組員學(xué)習(xí)焊接。大家都興趣盎然，初步接觸一段時間后都能喊出不錯的焊點。接著我開始知道大家對元件進(jìn)行排版。元件的排版是焊接過程中相當(dāng)重要的一步，把元件的位置安排恰當(dāng)不僅能使焊出來的電路更美觀，而且能為之后的排除錯誤減少極大地阻力。在排版的過程中我們考慮了盡可能的減少焊點減小焊接難度并且讓電路連接一目了然的方案。在這一部分我們消耗了很多的時間，但是這是值得的，之后的事實證明排版時多考慮考慮為我們省去了無數(shù)的麻煩。由于第一部分（正弦波發(fā)生部分）的電路圖較為復(fù)雜，我一邊排版一邊把其中要遵循的隱性原則告知了組員。排版后，我在xxx和xxx的幫助下焊出了正弦波發(fā)生電路。隨后我們迫不及待的拿去測試。經(jīng)過簡單的調(diào)試，正弦波如愿以償?shù)某霈F(xiàn)在示波器上，我們都很開心。但是也出現(xiàn)了某部分接觸不良的問題。我們認(rèn)真地尋找錯誤，在把每個焊點都檢查后依然沒有解決問題。這時經(jīng)過討論，大家決定從改電路圖入手，我們調(diào)整了滑動變阻器的接線方式。檢查無誤后我們再次去調(diào)試，但結(jié)果令人失望，無論怎樣調(diào)整示波器上都不顯示正弦波。于是我們一遍一遍的檢查，測試，檢查，測試。時間一分一秒的過去，但一直沒有效果。后來我們商議后有更換了滑動變阻器的接法，再次測試后依然無果，時間已經(jīng)到了晚上十點鐘，只能暫時回去?；厝サ穆飞衔覀冎饌€排除各種可能的錯誤。最后我們決定第二天試著換一個324。2013.12.23（星期二）下午一來到實驗室，我們就借了一個新的324安在電路板上，懷著期盼的心情我們給電路板通上電，沒想到我們?nèi)账家瓜氲恼也ㄈ缭赋霈F(xiàn)在示波器上，適當(dāng)調(diào)試后得到不失真的正弦波，頻率992HZ，在誤差范圍內(nèi)符合要求。原來是我們修復(fù)檢查各個焊點時沒有把LM324拔下來，高溫導(dǎo)致LM324的損壞，以至于一直不出波形。經(jīng)過這件事，我們都收獲了不少，同時也知道了在電子設(shè)計中嚴(yán)格遵守操作規(guī)程的重要性。接著，我們開始第二部分（方波部分）的制作。第二部分由xx焊接，xxx輔助。雖然是第一次焊接電路，但他們都認(rèn)真對待，焊點也都非常好。焊完第二部分測試后方波也非常好，沒有失真。第三部分是一個反向比例放大器，電路比較簡單，所以第三第四部分都是由王澤豪和薛卉完成的。第三部分輸出的波形也沒有失真，但第四部分的三角波輸出卻不太理想，三角波的上端和下端都不太尖，有些平。但由于時間關(guān)系，這個問題留到了下次解決。2013.12.25（星期四）上午上模電課的時候，我針對我們?nèi)遣óa(chǎn)生的問題向老師請教，老師建議我們增大R9的值。下午我們把R9的值加到了2.5k，三角波輸出失真的問題大大好轉(zhuǎn)。波形發(fā)生器到這一步就差不多了。隨后我們就開始了直流電源部分的制作。我做好元件的排版，其他的焊接都由xxx完成。因為有了上次的經(jīng)驗，大家都做得熟能生巧。焊接完成后，我們懷著忐忑的心情開始測試（因為之前已經(jīng)發(fā)生數(shù)起電容爆炸的事故，所以大家都很小心）。看著萬用表顯示的穩(wěn)定的+12v和12v的輸出，大家都長舒一口氣。回去把電源部分和波形發(fā)生部分連接起來，我們準(zhǔn)備做最后的調(diào)試，接好電源后，我們等待用示波器測試的時候，突然一聲巨響，其中一個大電容炸開，露出里面開花的類似紙卷的東西，在場的人都嚇了一跳，還好沒有人受傷。驚魂稍定后，我們換了一個新電容后，每個人都又檢查了一遍電路，確定無誤后再次去測試。當(dāng)萬用表顯示輸出正常后我們才稍稍放心，接上示波器后，正弦波、方波、三角波都正常的顯示在示波器上，而且頻率等其他要求也都完美的符合要求。大家徹底放心，總算做好了。（不過電容爆炸的原因卻到最后也沒有找到，不是電路問題，爆炸時也沒有人動，還真是莫名其妙。）2013.12.26（星期六）驗收的時候到了，我們都懷著激動地心情來到實驗室。驗收平靜的完成，再沒有出現(xiàn)其他的問題。得到老師的肯定后，我們都很開心?？粗覀兘M漂亮美觀的電路板，我們心中都油然生出自豪之情，這是我們共同努力的結(jié)果，這次模電課設(shè)給我們留下了不可磨滅的美麗回憶！(六) 附錄(七) 參考文獻(xiàn)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗及課程設(shè)計