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1、 课程设计方波-三角波函数发生器及频率显示的设计2010年 6 月 28 日模拟、数字电路课程设计设计一个用集成运算放大器构成的方波-三角波产生电路设计总说明：目的：1掌握电子系统的一般设计方法；2掌握模拟IC器件的应用；3培养综合应用所学知识来指导实践的能力；4掌握常用元器件的识别和测试5熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法；关键词：运算放大、方波、三角波、频率显示设计任务：设计方波三角波函数信号发生器课程设计的要求：1设计、组装、调试函数发生器；2输出波形：正弦波、方波；3频率范围 ：方波重复频率500Hz，相对误差5% ；三角波重复频率500Hz，相对误差5%；4输出电压：方波脉冲幅度（
2、6-6.5）V；三角波脉冲幅度（1.5-2）V； 参考书籍：数字电子技术基本教程、模拟电子技术基础、摘要：本设计先是通过运输放大器构成方波信号发生器，再转换成三角波，然后用74LS192N与数码显示管构成计数电路来显示所产生方波的频率。由于数据设计问题，计数器所计得的频率与与实际的频率存在一定的误差。设计用到器件：集成运算放大器、电阻、滑动电阻、电容、直流电源、示波器、频率计、信号发生器、7409N 74LS192N芯片、数码管方波-三角波转换电路的工作原理：方波三角波产生电路工作原理如下：若a点断开，运算发大器U1与R1、R2及R3、RP1组成电压比较器，C1为加速电容，可加速比较器的翻转。
3、运放的反相端接基准电压，即U-=0，同相输入端接输入电压Uia，R1称为平衡电阻。比较器的输出Uo1的高电平等于正电源电压+Vcc，低电平等于负电源电压-Vee（|+Vcc|=|-Vee|）, 当比较器的U+=U-=0时，比较器翻转，输出Uo1从高电平跳到低电平-Vee,或者从低电平Vee跳到高电平Vcc。设Uo1=+Vcc,则 将上式整理，得比较器翻转的下门限单位Uia-为 若Uo1=-Vee,则比较器翻转的上门限电位Uia+为 比较器的门限宽度由以上公式可得比较器的电压传输特性，如图3-71所示。a点断开后，运放A2与R4、RP2、C2及R5组成反相积分器，其输入信号为方波Uo1，则积分器
4、的输出Uo2为时，时，可见积分器的输入为方波时，输出是一个上升速度与下降速度相等的三角波，其波形关系下图所示。三角波的幅度为方波-三角波的频率f为由以上两式可以得到以下结论：1. 电位器RP2在调整方波-三角波的输出频率时，不会影响输出波形的幅度。若要求输出频率的范围较宽，可用C2改变频率的范围，PR2实现频率微调。2. 方波的输出幅度应等于电源电压+Vcc。三角波的输出幅度应不超过电源电压+Vcc。电位器RP1可实现幅度微调，但会影响方波-三角波的频率。数码管频率显示电路数码管电路 电路采用的是74LS192N芯片，低位的进位输出作为高位的CLK信号而形成一个十进制的计数器。通过输入脉冲而形
5、成累加计数。显示计正确连接之后，只要输入的脉冲频率合理，示数就能显示从000999间的任何数字。总电路说明：总电路图由上图可见，将方波信号与一个脉冲频率为0.25HZ，占空比为25的脉冲相与之后连接到个位数码管显示芯片UP的脉冲输入接口，脉冲开始时为高电平，1s之后变为低电平，而在这1s时间之内数码管计数，当1s结束后，芯片输入clk为低电平，计数器停止计数，之后3s中数码管示数不变，由f=1/T可知，此示数为方波的频率。心得体会：本次实习让我们体味到设计电路、连接电路、调测电路过程中的乐苦与甜。设计是我们将来必需的技能，这次实习恰恰给我们提供了一个应用自己所学知识的机会，从到图书馆查找资料到
6、对电路的设计对电路的调试再到最后电路的成型，都对我所学的知识进行了检验。在实习的过程中发现了以前学的数字电路的知识掌握的不牢。同时在设计的过程中，遇到了一些以前没有见到过的元件，但是通过查找资料来学习这些元件的功能和使用。制作过程是一个考验人耐心的过程，不能有丝毫的急躁，马虎，对电路的调试要一步一步来，不能急躁，因为是在电脑上调试，比较慢，又要求我们有一个比较正确的调试方法，像把频率调准等等。这又要我们要灵活处理，在不影响试验的前提下可以加快进度。合理的分配时间。在设计控制电路的时候，我们可以连接译码显示和计数电路，这样就加快了完成的进度。最重要的是要熟练地掌握课本上的知识，这样才能对试验中出现的问题进行分析解决。自动化1082班郭永君学号：200811632205
