TL082信号发生器.pdf

TL082 信号信号发生器 发生器 三角波三角波与方波 与方波 作者 13 信息 杨宵玲 1328405044 学院 电子信息学院 指导老师 林红 时间 2015 年 6 月 15 日 TL082 信号信号发生器 发生器 三角波三角波与方波 与方波 摘要 利用运算放大器 TL082 设计并制作一款方波与三角波信号的发生器 先设计 一个三角波发生器 三角波采用积分电路 对后级产生的方波进行积分 再通过 一个迟滞比较器将三角波转换成方波输出 方波再反馈到三角波的输入端 此外 次设计通过方波反馈时 反馈电阻的不同 实现输出信号的占空比与频率可调的 特性 关键词 信号发生器 方波 三角波 TL082 第一章 TL082 信号发生器设计 1 1 设计要求 采用运算放大器设计并制作能产生方波与三角波信号的发生器 观察输出波 形 查资料 设计电路原理图 确定器件及其参数 用 Mutisim 软件对原理图并进行仿真 记录仿真结果 使用 Altium Designer 软件设计该信号发生器的 PCB 板图 1 2 电路原理 1 2 1 积分器电路 1 积分电路原理图 图 1 2 1 积分电路原理图 2 积分电路原理 积分是一种常见的数学运算 这里所讨论的是模拟积分 积分电路如图 1 2 1 所示 利用虚地和虚断的概念 0 1 0 因此有 1 2 电容器 C 以直流 1 1 进行充电 假设电容器 C 初始电压 c 0 0 则 1 1 1 1 1 C 1 公式 1 2 1 上式表明 输出电压 为输入电压 对时间的积分 负号表示它们的相位 是相反的 当输入信号为方波时 电容器将以近似恒流的方式进行充电 输出电压 与时间 t 成近似线性关系 即 RC 公式 1 2 2 1 2 2 迟滞比较器电路 1 迟滞比较器原理图 图 1 2 2 迟滞比较器原理图 2 迟滞比较器原理 迟滞比较器是一个具有迟滞回环传输特性的比较器 有利于提高抗干扰能力 如 图 1 2 2 所示 在反相输入单门限电压比较器的基础上引入了反馈网络 组成了 具有双门限值得反馈输入迟滞比较器 由于比较器中的运放处于正反馈状态 因 此在一般情况下 输出电压 与输入电压 不成线性关系 只有在输出电压 发 生跳变的瞬间 集成运放两个输入端之间的电压才可以近似认为等于零 及 0或者 是输出电压 转换的临界条件 当 输出电压 为低电平 反之 为高电平 根据叠加定理有 1 1 2 2 1 2 公式 1 2 3 根据输入电压 的不同值 或 课分别求出上门限电压 和下门限电压 分别为 1 12 TOH R VV RR 公式 1 2 4 1 12 TOL R VV RR 公式 1 2 5 1 2 3 电路原理图 图 1 2 电路原理图 第二章 TL082 信号发生器仿真 2 1 电路仿真 改变频率 1 w1 10k时 周期为 8 639mS 频率为 115 75Hz 图 2 1 1 10k 2 w1 20k时 周期为 10 059mS 频率为 99 41Hz 图 2 1 2 20k 3 w1 30k时 周期为 11 479mS 频率为 87 12Hz 4 w1 40k时 周期为 12 899mS 频率为 77 53Hz 图 2 1 4 40k 5 w1 50k时 周期为 14 320mS 频率为 69 83Hz 图 2 1 5 50k 图 2 1 3 30k 2 2 电路仿真 改变占空比 1 R3 取 20 占空比为 70 76 图 2 2 1 R3 取 20 时的仿真图 2 R3 取 40 占空比为 57 90 图 2 2 2 R3 取 40 时的仿真图 3 R3 取 60 占空比为 42 95 图 2 2 3 R3 取 40 时的仿真图 4 R3 取 80 占空比为 29 42 图 2 2 4 R3 取 40 时的仿真图 第三章 TL082 信号发生器焊制 3 1 正面元件图 图 3 1 正面元件图 3 2 背面连线图 图 3 2 背面连线图 第四章 TL082 信号发生器电路测试 4 1 电路测试 改变频率 1 w1 10k时 周期为 10 97mS 频率为 91 14Hz 图 2 1 1 10k 2 w1 20k时 周期为 13 05mS 频率为 76 62Hz 图 2 1 2 20k 3 w1 30k时 周期为 14 92mS 频率为 67 01Hz 图 2 1 3 30k 4 w1 40k时 周期为 16 79mS 频率为 59 54Hz 图 2 1 1 40k 5 w1 50k时 周期为 14 48mS 频率为 54 12Hz 图 2 1 1 50k 4 2 电路测试 改变占空比 1 R3 取 20 占空比为 76 73 图 2 2 1 R3 取 20 时的仿真图 2 R3 取 40 占空比为 54 08 图 2 2 2 R3 取 40 时的仿真图 3 R3 取 60 占空比为 40 00 图 2 2 3 R3 取 40 时的仿真图 4 R3 取 80 占空比为 26 28 图 2 2 4 R3 取 40 时的仿真图 5 仿真与实际的比较 5 1 频率的比较 表 5 1 仿真与实际频率的比较表 w1 k 10 20 30 40 50 f 理论 Hz 115 75 99 41 87 12 77 53 69 83 f 实际 Hz 95 74 96 44 94 62 93 53 92 87 误差分析 由于在焊接过程中没有设置滑动变阻器阻值的测试端口 在测试的过 程中 我们直接把万用表搭在滑动变阻的两引脚上 实际测的是板子在滑动变阻 器上的等效电阻 因此难以测出真实的 w1的值 5 2 占空比的比较 表 5 2 仿真与实际占空比的比较表 R3 k 20 40 60 80 占空比 理论 70 76 57 90 42 95 29 42 占空比 实际 76 73 54 08 42 00 26 28 由表格数据可见 仿真值与实测值基本一致 6 PCB 板图的绘制 6 1 原理图的绘制 图 6 1 Altium 原理图 6 2 PCB 板图的设计 如图 6 2 板子的物理边界为 3 3cm 图 6 2 Alt