基于集成運放的方波、三角波產(chǎn)生電路課程設(shè)計報告

1、<p>　　電子線路CAD綜合訓(xùn)練課程設(shè)計報告</p><p>　　題 目 基于集成運放的方波、</p><p>　　三角波產(chǎn)生電路 </p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　班 級 </p&

2、gt;<p>　　學(xué) 生 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　2010 年</p><p>　　基于集成運放的方波、三角波產(chǎn)生電路</p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)</b>&l

3、t;/p><p>　　使用集成運放實現(xiàn)三角波方波發(fā)生電路，輸出兩檔頻率分別為1~10Hz和10~100Hz的方波和三角波。</p><p><b>　　電路設(shè)計</b></p><p>　　1..原理圖設(shè)計（包括原理圖及電路原理分析）</p><p>　　如圖所示的滯回電壓比較器級聯(lián)一積分器，再將積分器的輸出作為比較器的輸入

4、，如圖所示。由于積分器可將方波變?yōu)槿遣ǎ容^器的輸入又正好為三角波，因此可定性判斷出，圖中電路的輸出電壓uo1為方波，uo2為三角波，如圖10-5所示。下面分析其振蕩周期。</p><p>　　積分器輸出電壓從-Uth增加到+Uth所需的時間為振蕩周期T的一半，由積分器關(guān)系式</p><p><b>　　或</b></p><p><

5、b>　　注意到，故</b></p><p><b>　　振蕩頻率則為</b></p><p>　　方波——三角波發(fā)生器的輸出波形</p><p>　　而對于上圖所示三角波發(fā)生電路中，左邊為同向輸入滯回比較器，右邊為積分運算電路。左邊輸出為方波，經(jīng)過右邊積分變?yōu)槿遣?。電路采用集成運放的放大特性實現(xiàn)滯回電壓比較器輸出方波，再使用

6、積分電壓比較器實現(xiàn)三角波的生成。</p><p>　　經(jīng)過計算得出振蕩周期：T=4*R1*R3*C/R2</p><p>　　所以頻率為：f=R2/(4*R1*R3*C)</p><p>　　穩(wěn)壓管的大小決定了方波輸出的幅值大小，調(diào)節(jié)電路中R1，R2，R3的阻值和C的容量，可以改變震蕩頻率;而調(diào)節(jié)R1和R2的阻值，可以改變?nèi)遣ǖ姆怠Ｍㄟ^單刀雙擲開關(guān)的作用可以使積

7、分器電容的大小有兩個不同值，從而可以輸出兩檔分別為1~10和10~100hz頻率的對應(yīng)波形。</p><p>　　2.元件選取及參數(shù)計算</p><p>　　集成運放采用LM324實現(xiàn)電路放大功能；電阻采用相應(yīng)阻值即可實現(xiàn)輸出頻率相應(yīng)的發(fā)生電路。穩(wěn)壓管實現(xiàn)滯回比較器輸出穩(wěn)定的電壓，形成方波電路，電容和集成運放形成積分電路，將方波積分變成三角波。</p><p>　　

8、將原理圖按照電路圖畫好后，將上述數(shù)值輸入到每個元件的參數(shù)中，進行電氣規(guī)則檢查，顯示沒有錯誤。然后回到文件夾建立一個PCB圖，給PCB添加合適的規(guī)則庫，再在規(guī)則中將線寬改為40mil。再返回到原理圖中，點擊Update PCB顯示沒有錯誤，再生成PCB，則PCB中的元件就好了。選擇自動布局，到達自己理想的布局結(jié)果就停止自動布局。之后再手動調(diào)整個別原件達到比較好的布局就可以了。用焊接線將原件布局圈在里面，然后再選擇自動布線，再焊上焊盤，一個

9、完好的PCB圖就好了。</p><p>　　總結(jié)（電子線路CAD過程、原理圖編輯流程及要點、PCB設(shè)計流程及要點）</p><p>　　剛開始，了解了實驗任務(wù)后，通過上網(wǎng)查資料和閱讀模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)和電子線路CAD等相關(guān)書籍，所要求的電路原理圖也慢慢確定下來。結(jié)合書上的原理分析，計算出所需電阻值大小和電容的大小。分析計算出輸出波形的周期和頻率，最終確定出完整的電路圖和電路圖分析思路。<

10、;/p><p>　　在繪制原理圖時，集成運放型號的選擇通過幾天來上網(wǎng)查閱資料，最終確定為LM324，從而實現(xiàn)滯回電壓比較器的電路和積分運算電路。在實際操作中遇到很多問題，各種元件的封裝形式和許多元件的選擇問題，通過幾天的實踐查閱，確定了各種元件的封裝和遠見的選擇，并畫出合理的電路原理圖。在生成PCB板的過程中，將二極管的管腳改為1、2和電路對應(yīng)起來，從而改掉了二極管的連接問題。</p><p>

11、;　　這次課程設(shè)計，我采用的是通過上網(wǎng)的查閱和模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)書的分析所完成的，課程設(shè)計的任務(wù)是設(shè)計一個簡單的電子電路裝置。需要我們綜合運用“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程的知識，通過查閱資料、方案論證與選定；設(shè)計和選取電路和元器件，分析元器件的參數(shù)選擇，完成設(shè)計任務(wù)。</p><p>　　在這幾天的學(xué)習(xí)中，培養(yǎng)了我們的自學(xué)能力，對Protel 99se也有了出不得了解和使用技巧，現(xiàn)在我們已經(jīng)可以使用此軟件進行簡單的電路

12、PCB板繪制工作。這次電子線路CAD試驗對我們的影響將受用終身。</p><p>　　在這次課程設(shè)計中，我學(xué)會了怎樣去根據(jù)課題的要求去設(shè)計電路和模擬出電路的原理及實物的分析。自己分析解決問題能力得到很大的提高。從中我發(fā)現(xiàn)自己并不能很好的熟練去使用我所學(xué)到的模電知識。在以后學(xué)習(xí)中我要加強對使用電路的設(shè)計和選用能力。但由于電路比較簡單、定型，而不是真實的生產(chǎn)、科研任務(wù)，所以我基本上能有章可循，完成起來并不困難。把過去

13、熟悉的定型分析、定量計算逐步，元器件選擇等手段結(jié)合起來，掌握工程設(shè)計的步驟和方法，了解科學(xué)實驗的程序和實施方法。這對今后從事技術(shù)工作無疑是個啟蒙訓(xùn)練。通過這種綜合訓(xùn)練，我們可以掌握電路設(shè)計的基本方法，提高電腦模擬電路實驗的基本技能，培養(yǎng)分析解決電路問題的實際本領(lǐng)，為以后畢業(yè)設(shè)計和從事電子實驗實際工作打下基礎(chǔ)。</p><p>　　同時也讓我充分認(rèn)識到自己的空想與實踐的差別，認(rèn)識莫眼高手低，莫閉門造車，知識都在不斷

14、更新和流動之中，而扎實的基礎(chǔ)是一切創(chuàng)造的源泉，只有從本質(zhì)上理解了原理，才能更好的于疑途尋求柳暗花明，實現(xiàn)在科學(xué)界的美好暢游和尋得創(chuàng)造的快樂。</p><p>　　一切資源為我所用，很經(jīng)典的一句話點中了當(dāng)今信息的重要，也揭示了搜尋信息的重要性，只有學(xué)會利用別人以發(fā)現(xiàn)的才可以少走彎路，盡早取得成功。最后，感謝老師的支持和教導(dǎo)，期待新的征途。</p><p>　　設(shè)計成果（原理圖及元件報告信息、

15、PCB圖及報告信息、規(guī)則檢查結(jié)果）</p><p><b>　　電路原理圖：</b></p><p><b>　　原理圖規(guī)則檢查：</b></p><p><b>　　PCB板圖：</b></p><p><b>　　PCB板立體圖：</b></p&

16、gt;<p><b>　　PCB板規(guī)則檢查：</b></p><p><b>　　PCB板信息：</b></p><p>　　Specifications For C2626.Pcb</p><p>　　On 7-Jul-2010 at 15:33:24</p><p>　　Size

17、 Of board 2.3 x 2.52 sq in</p><p>　　Equivalent 14 pin components 1.27 sq in/14 pin component</p><p>　　Components on board 13</p><p>　　Layer

18、 Route Pads Tracks Fills Arcs Text</p><p>　　------------------------------------------------------------------------</p><p>　　TopLayer 0 51

19、 0 0 0</p><p>　　BottomLayer 0 41 0 0 0</p><p>　　TopOverlay 0 75 0 2 26</p>

20、<p>　　KeepOutLayer 0 10 0 0 0</p><p>　　MultiLayer 68 0 0 0 0</p><p>　　---------------------

21、---------------------------------------------------</p><p>　　Total 68 177 0 2 26</p><p>　　Layer Pair Vias</p><

22、;p>　　----------------------------------------</p><p>　　----------------------------------------</p><p>　　Total 0</p><p>　　Non-Plated Hole Size

23、 Pads Vias</p><p>　　----------------------------------------</p><p>　　----------------------------------------</p><p>　　Total 0 0</p><p>

24、;　　Plated Hole Size Pads Vias</p><p>　　----------------------------------------</p><p>　　28mil (0.7112mm) 7 0</p><p>　　30mil (0.762mm) 4

25、 0</p><p>　　32mil (0.8128mm) 57 0</p><p>　　----------------------------------------</p><p>　　Total 68 0</p><p>　　Top La

26、yer Annular Ring Size Count</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　18mil (0.4572mm) 43</p><p>　　30mil (0.762mm) 14</p><p>

27、　　34mil (0.8636mm) 7</p><p>　　120mil (3.048mm) 4</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　Total 68</p><

28、p>　　Mid Layer Annular Ring Size Count</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　18mil (0.4572mm) 43</p><p>　　30mil (0.762mm) 14</p&g

29、t;<p>　　34mil (0.8636mm) 7</p><p>　　120mil (3.048mm) 4</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　Total 68<

30、;/p><p>　　Bottom Layer Annular Ring Size Count</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　18mil (0.4572mm) 43</p><p>　　30mil (0.762mm)

31、 14</p><p>　　34mil (0.8636mm) 7</p><p>　　120mil (3.048mm) 4</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　Total

32、 68</p><p>　　Pad Solder Mask Count</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　4mil (0.1016mm) 68</p><p>　　---------------

33、-------------------</p><p>　　Total 68</p><p>　　Pad Paste Mask Count</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　0mil (0mm

34、) 68</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　Total 68</p><p>　　Pad Pwr/Gnd Expansion Count</p><p>　　----

35、------------------------------</p><p>　　20mil (0.508mm) 68</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　Total 68</p><p>

36、　　Pad Relief Conductor Width Count</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　10mil (0.254mm) 68</p><p>　　----------------------------------</p>&

37、lt;p>　　Total 68</p><p>　　Pad Relief Air Gap Count</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　10mil (0.254mm) 68</p&g

38、t;<p>　　----------------------------------</p><p>　　Total 68</p><p>　　Pad Relief Entries Count</p><p>　　----------------------------------&l

39、t;/p><p>　　4 68</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　Total 68</p><p>　　Track Width Co

40、unt</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　10mil (0.254mm) 16</p><p>　　12mil (0.3048mm) 60</p><p>　　40mil (1.016mm)

41、 101</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　Total 177</p><p>　　Arc Line Width Count</p><p>　　--------------------

42、--------------</p><p>　　10mil (0.254mm) 2</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　Total 2</p><p>　　Arc Radius

43、 Count</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　25mil (0.635mm) 2</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　Total

44、 2</p><p>　　Arc Degrees Count</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　180 2</p><p>　　---

45、-------------------------------</p><p>　　Total 2</p><p>　　Text Height Count</p><p>　　----------------------------------</p><p>

46、;　　60mil (1.524mm) 26</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　Total 26</p><p>　　Text Width Count</p><

47、;p>　　----------------------------------</p><p>　　10mil (0.254mm) 26</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　Total 26</p>

48、;<p>　　Net Track Width Count</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　40mil (1.016mm) 12</p><p>　　----------------------------------<

49、;/p><p>　　Total 12</p><p>　　Net Via Size Count</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　50mil (1.27mm)

50、12</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　Total 12</p><p>　　Routing Information</p><p>　　----------------------------------</p

51、><p>　　Routing completion : 100.00%</p><p>　　Connections : 20</p><p>　　Connections routed : 20</p><p>　　Connections remaining : 0</p><p>　　---

52、-------------------------------</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　《電子線路CAD實用教程》， 潘永雄，西安電子科技大學(xué)出版社，2007。</p><p>　　《模擬電子電路基礎(chǔ)》 ， 童師白，高等教育出版社，2001。</p><p>　　3. 《電子