测控电路课程设计报告.docVIP

设 计 报 告 设计名称：测控电路课程设计 学生姓名： 王振阳 学号：1101170136 同组人员： 李钊、贾玉林、梁强 实验地点：机械楼421 时 间：2012年12月31日 ～2013年01月05日 提交报告日期：2013年01月07日 成绩与评语： 选题一 选题二 选题三 选题四 评 语 所 选 题 √ 所选题设计成绩 设计报告总成绩 答辩成绩 （详见答辩记录） 总成绩（设计报告总成绩+答辩成绩） 指导教师：周严 南京理工大学机械工程学院 选题一 信号发生电路的设计 1. 设计及实验任务 1）确定图1.1中的元件参数，搭建实验电路，调试实验电路，验证上述理论分析的结论。技术要求如下： ①幅度要求：方波±5V，三角波±2.5V②频率：±5V。设计电路原理图，搭建并调试电路验证设计。 3）对举例中的电路加以改进，使输出三角波变为锯齿波。设计电路原理图，搭建并调试电路验证设计。技术要求如下： ①幅度要求：方波±5V，波±2.5V②频率：A1 和R1、R2 组成同相输入迟滞比较器，A2、R5 和C 构成积分器。在通电瞬间，比较器的输出电平Vo1 是随机的，设刚通电时Vo1=+Vz， 积分器输出负向斜变，当A1 的同相输入端V1+从正过零时有V+=R2/(R1+R2)*Vo+R1/(R1+R2)*Vo1，Vo=R1/R2*Vz,比较器输出翻转为-Vz，之后积分器输出正向斜变，当A1 的同相输入端V1+从负过零时有Vo=R1/R2*Vz,比较器输出又翻转为+Vz，之后积分器输出负向斜变，当A1 的同相输入端V1+从正过零时，比较器输出再次翻转为-Vz，积分器输出再次正向斜变，如此周而复始，Vo 输出三角波，Vo1 输出方波。? 所选参数：R1=R3=R4= R6=5K,R2=10K,C=0.1uF，稳压管Vdz=5V，R5为电位器（最大100K），直流供电电压10V，运放A1、A2型号：LM356 （2）实验调试步骤，记录调试的波形、数据等中间及最终结果 1.按设计的电路和选择的参数搭好电路 2.示波器一端接Vo1一端接Vo，接通直流稳压电源后输出波形如图所示。 3.改变R5阻值，可见波形频率发生变化，变化范围满足100Hz至10kHz （3）结果分析 理论分析：Vo1输出即稳压管电压，理想应该为±5V的方波，其占空比应为1/2；Vo输出三角波，其幅度满足Vo=R1/R2*Vo1，即±2.5V，其周期T=4*R1*R5*C/R2=2*R5*C，随R5变化而变化，要求频率范围100Hz～10kHz，所选电容C=0.1uF，则R5应在500Ω～50kΩ，所选电位器R5满足条件。 1.输出波形形状正确无失真，占空比也为1/2，改变R5阻值，波形频率发生变化，变化范围满足100Hz至10kHz。 2.三角波幅度达到要求，但是方波幅度没有达到±5V，理论上方波幅度与电阻无关，与稳压管有关，更换电阻后幅度无变化，用万用表分别测量两个稳压管上的电压，结果一个+2点多伏，一个-2点多，可见是稳压管没有达到要求，更换稳压管后还是无变化。 3.方波幅度与三角波幅度之比比2略小，理论分析其比值等于R2/R1，所以可能是电阻实际值有一定误差 2）任务二设计及实验调试说明 （1）电路设计及原理说明 根据设计要求，三角波能沿纵坐标平移，即基准电压发生变化，所以原电路第一级的比较器的基准电压需要可变，改变后的电路图如图所示，其中R4=16K，R7为最大值20K的电位器，则基准电压V-=[R7/(R4+R7)]Vcc （2）实验调试步骤，记录调试的波形、数据等中间及最终结果 按设计的电路图和元件参数改动电路调节电位器R7，发现输出没有上下平移，但是方波占空比和频率却发生改变 （3）结果分析 理论分析：V+=R2/(R1+R2)Vo+R1/(R1+R2)Vo1=2/3Vo+1/3Vo1，V-=R7/(R4+R7)Vcc，令V+=V-得Vo=3/2（V-—1/3Vo1）， 当Vo1在±5V间变化时，输出Vo相应上移或下移（斜向上/下移动），调节V-应该不改变频率和幅度；根据选择的参数Vcc=10V， 当V-=5V时输出已没有翻转，输出为直线； 实际操作后却没有能实现上下平移，方波占空比和频率却发生改变，与理论分析相差很大，改变R4、R7后没有改善；检查电路无误，重新连接后输出占空比正常，改变电位器（调大），一开始无任何变化，当调得很大时波形有很小的位移（斜向上），但随即变直线