通用型运算放大器等教学课程设计报告

1 通用型运算放大器等教学课程设计报告 （一） 选定设计方案，画出电路图。本组本次设计共有两个供选方案。 （ 1） 用通用型运算放大器构成微分器，其输出与输入的正弦波与频率成正比。 （ 2） 直接应用频率电压转换变换专用集成块 输出与输入的脉冲信号重复成正比。 因为方案二的性价比更高，所以选择第二种方案。 （ 3） 系统构成的主要流程图。 正弦波 方波 直流 v5v 00 2000 v 二） 拟出设计，调试步骤，画出电路。分析并计算主要参数值。 1、设计 （ 1）本次设计函数发生器采用实验台的函数波形发生器。确定可调范围设在200调试过程中，挑选中间的几个值进行测试。 （ 2） F/V 变换采用集成块 成的典型电路。通过参考书和报告上的指导书确定相关参数，测定输出的电压范围在 （ 3）反相器采用比例为 过集成芯片 现。 (4）反相加法器同样用芯片 现，通过调节 大小。使输出的电压在F/比较器 函 数 波形 发 生器 反相器 反 相 加法器 2 1 2、调试步骤 （ 1）当正弦波输入比较器之后输出的应该是方波。其幅值和形状在误差范围内。 （ 2）当方波输入 F/V 变换采用集成块后输出的为直流电压，根据公式，看频率与电压成正比。 （ 3）当直流进入反相器后，输入与输出的比值为 （ 4）当负电压进入反相加法器后输出的电压值在 1 （ 5）整体调试后，当频率改变，最后的电压值相应的改变。 3、画出整机原理图 3 整机原理图 4 4、分析并计算主要元件参数值 (1) F/V 转换部分：（） 内部原理图 - 输 入比较器定时比较器+56710 1 ” 端置 “ 0 ” 端 - 1 - 1+ 脚是输出端 (恒流源输出 ), 脚为输入端 (输入脉冲链 ), 脚接比较 电平 . 5 工作过程及工作波形如图所示： 2/ - 1 - 2 6 当输入负脉冲到达时 ,由于 脚电平低于 脚电平 ,所以 S=1(高电平 )， Q =0（低电平）。此时放电管 T 截止，于是 电，其上电压 指数规律增大。与此同时，电流开关 S 使恒流源 I 与 脚接通，使 电， 线性增大（因为是恒流源对 电）。 经过 时间， 大到 2/3，则 R 有效（ R=1， S=0）， Q =0，次充电。然后，又经过 时间返回到 电。 以后就重复上面的过程，于是在 就得到一个直流电压 与电源的整流滤波原理类似），并且 输入脉冲的重复频率 正比。 平均充电电流为 i（ L 的平均放电电流为 L 当 放电平均电流平衡时，得： （ 中 I 是恒流电流， I=S 式中 部的基准电压（即 2 脚上的电压）。 于是得： 可见，当 定时， 比于 然，要使 间的关系保持精确、稳定，则上述元件应选用高精度、高稳定性的。 对于一定的 使 一定植，可调节 大小。恒流源电流 I 允许在10 A500 A 范围内调节，故 在 1903.8 般 10 7 （） 作 典型电路 作 电路如图 5示： - 1 - 3+在此， 2V 所以 0 取 1 取 4.2 则 Vo=10 3V 由此得 几个特殊 频率上的对应关系如下表所示。 8 表 5 关系 z) 200 600 1000 1500 2000 ) 中 经过微分电路 470 10 6脚上的。 6脚上要求的触发电压是脉冲方波。 （ 2）反相器 反相器的电路如图 5示。 23451k 67100 - 1 - 6因为都是直接耦合，为减小失调电压对输出电压的 影响，所以运算放大器采用低失调运放 由于 负载电阻 00图 5所以反相器的输入电阻应为100 而取 00 反相器的 1，所以 L=100 9 平衡电阻 L/0 取 1 （ 3）反相加法器 用反相加法器是因为它便于调整 路如图 5示： 23467 - 1 - 7 （ 1） 已知 10 技术要求 00， V 000， V 即 5 9+50） V （ 2） 对照 式和 式，可见应有 (9) ，则 V 10 450 两个 18 平衡电阻 .7 为了保证 值直接从 7+(=5/9 若取 则 7=19.6 取 5 10 11 整机原理图中的 为滤波器电容，以防止自激和输出直流电压上产生毛刺，电用电位器。容值均为 106V (三 )测量与调整 观察整机原理图有关点的波形。 可在 200000的任一频率上观察。 为直流电平 0，幅度 正弦波。 为单极性的正方波，幅度 为直流电平 正负脉冲。 为正直流电压， 为负直流电压吗， 为正直流电压。 测量整机原理图中有关节点的直流电压 首先要保证频率计，电压表完好，即保证测得 的频率、电压数值正确，将函数波形发生器的输入信号频率 到 200时 则调整 则调整 R=V。否则调整 o 应 =1V。否则分别检查 生的输入。 生的输出应为 则调整 生的输出应为 V，否则调整 固定电阻的调整可用一个接近要求值的电阻和一个小电阻的电阻串联来实现。 根据 5的频率点，测出对应的 基本符合下表的值。 表 5 有关点直流电压与 关系 z) 200 650 1100 1550 2000 ) ) R(V) ) 12 (四 )设计总结与思考 1、本次设计由于比较器处于 承接位置，只有比较器输出合适的方波才能为频率电压转换器提供合适的脉冲电压，当由函数发生器的电压设为 ，脉冲电压必须按 电压范围确定 选值电压范围；采用滞回比较器用稳压管控制输出电压；调出合适的方波为一个难点，本次设计采用近似的 为峰值的 2、由于本次设计为了防止整个电路产生自激和输出电流上产生毛刺，采用了滤波电容，但是设计还存在很大的误差范围。所以在 对调试过程中设置了滑动变阻器。 3、如果 出偏大可调节 大小，恒流源电流工作允许在 1000在。 所以有公式 07(s)s 可在 19