集成运放的综合运用集成运放设计报告.doc

1 设设 计计 报报 告告 课题：集成运放的综合运用课题：集成运放的综合运用 设计者：设计者：* 指导老师指导老师：陈老师陈老师 组号：第六组组号：第六组 2014 年 7 月 16 2 号 摘要：摘要：本次设计以集成运放为核心,测量不同运算放大器的带宽以及饱和电路；并用运放 构成滞回比较器、积分电路及滤波电路，形成一个可输出方波、三角波和正弦波的简易波 形发生器，同时运用运放的反向比例求和电路构造精密整流电路，实现全波整流功能。 关键词：关键词：LM358；LM324；滞回比较；积分电路；有源滤波；精密整流。 1.1. 单元电路的设计单元电路的设计3 1.11.1 方波、三角波发生器方波、三角波发生器3 1.1.11.1.1 工作原工作原理理3 1.1.21.1.2 参数选择参数选择3 .2.2 正弦波发生器正弦波发生器4 1.2.11.2.1 工作原理工作原理4 1.2.21.2.2 参数选择参数选择4 1.1.3 3 全波整流全波整流.5 1.3.11.3.1 工作原理工作原理5 1.3.21.3.2 参数选择参数选择5 2.2.单元电路测试单元电路测试 .6 2.12.1 电路波形测试及结果分析电路波形测试及结果分析6 3.3.设计总结设计总结 .6 4.4.参考文献参考文献 .6 5.5.附件附件 .7 5.15.1 原理图原理图 7 5.2PCB5.2PCB .8 3 1.1. 单元电路的设计单元电路的设计 1.11.1 方波、三角波发生器方波、三角波发生器 1.1.11.1.1 工作原理：工作原理：【1】 【1】 方波、三角波发生电路电路图如上图所示，运放 U1A 组成的滞回比较器，其输出电压 为(其中 UZ为稳压管 DZ1 的管压降)，即产生方波；运放 U1组成积分运算电 ZO UU 1 路，UO1为其输入，输出电压方程为，即为三角波。 C t R U UO 4 01 2 1.1.21.1.2 参数选择：参数选择：【1】 【1】 （1）、方波、三角波发生电路的振荡频率为，现取其值为 250Hz, 则取 141 2 4CRR R f R1=R2=R4=10K，C1=0.1uF (2)、R3 和 R5 分别为限流电阻和 U1的平衡电阻，均取千欧级 .2.2 正弦波发生器正弦波发生器 10 9 8 U 1C LM 324A R6 3.9K R7 3.9K R8 5K 6 R9 3K 3 C2 0.1U F C3 0.1U F OUT3 OUT2 4 1.2.11.2.1 工作原理：工作原理： 正弦波发生电路由 LM324 以及电容电阻形成一个二阶有源低通滤波器，滤除由处产生 02 U 的三角波(其傅里叶级数展开,)5sin( 25 1 )3sin( 9 1 )(sin( 8 )( 2 02 wtwtwtUwtu m 其中 Um 是三角波的幅值)中的高频部分，即可在处输出一个正弦波。 03 U 1.2.21.2.2 参数选择：参数选择：【1】【2】 【1】【2】 (1)、低通滤波器的通带截止频率应大于三角波的基波频率(250Hz)且小于三角波的三次谐 波频率(750Hz)。现取低通滤波器的截止频率为 256.8Hz，则可取 R6=R7=3.9K,C2=C3=0.1uF； (2)、由放大倍数公式，现取其值为 1.6，则可取电阻 R9、R8 的阻值分别为 8 9 1 R R AV 3.3K 和 5.6K。 1.1. 3 3 全波整流全波整流 2 3 1 84 U2A LM 358 6 5 7 U2B LM 358 R10 10K R11 5K R12 2K R13 10K R14 5K R15 10K R16 10K R17 15K D1 D2 +12 -12 OUT3 OUT4 1.3.11.3.1 工作原理：工作原理：【2】 【2】 全波整流电路如上图所示，当为正半周时，由 U2B 运放反相输入，因 R13、D1 形 03 U 成负反馈回路,故端的电压为此时的反相电压，运放 U2A 及电阻 R14R17 构成反 Uo 03 U 相比例求和电路，以及为运放 U2A 的反相输入端，独立作用于运放 U2A，运放 03 U Uo 03 U 输出反相放大 1 倍，独立作用于运放 U2A，运放输出反相放大 2 倍，由叠加原理，输 Uo 5 出同此时一致的正半周；当为负半周时，D1 截止，=0，同理，由叠加原理可 03 U 03 U Uo 得运放 U2A 输出为此负半周的反相电压，即为正半周，综上所述，输出为全波。 04 U 1.3.21.3.2 参数选择：参数选择：【1】 【1】 (1)、如图 4，经 U2A 反相输入，其电压放大倍数为,经 03 U 15 16 3 4 R R V V A O O i Uo U2A 反相输入，其电压放大倍数为,为使该电路输出全波，由上工作原 14 16 4 R R V V A O O 理分析，则要满足,由此可取 R15=R16=10K，R14=5K；AA2 (2)、R11 和 R17 为平衡电阻，可尽量减少电流引起的误差；R10、R12、R13 均为限流 电阻，取值为千欧级。 2.2.单元电路测试单元电路测试 2.12.1 电路波形测试及结果分析电路波形测试及结果分析 6 3.3.设计总结设计总结 本次完成了对应单元电路的设计，并得到了预期效果。在此过程中，队员们明确分工， 一起商讨测试中遇到的问题，不仅动手能力得到了提升，在理论方面也有了一定的提高， 对运放电路有了更为深刻的理解，有待进一步提高。 4.4.参考文献参考文献 【1】张华林.周小方.电子设计竞赛实训教程M;北京.北京航空航天大