模电课设-方波发生器

课程设计说明书No.i

方波发生器

沈阳大学

课程设计说明书Nai

课程设计的目的

《电子技术基础2T课程设计》是学习理论课程之后的实践教学环节。目的是通过

解决比较简单的实际问题巩固和加深在《电子技术基础2-1（模拟电子技术基础）》课程

中所学的理论知识和实验技能。训练学生综合运用学过的电子技术基础知识，在教师指

导下完成查找资料，选择、论证方案，设计电路，安装调试，分析结果，撰写报告等工

作。使学生初步掌握模拟电子电路设计的一般方法步骤，通过理论联系实际提高和培养

学生分析、解决实际问题的能力和创新能力，为后续课程的学习、毕业设计和毕业后的

工作打下一定的基础。

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课程设计说明书No.2

1.设计方案论证

1.1概述

方波信号发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和仪

表测量校正。另外，还可广泛应用于电子信息、机械、交通、地质、航天航空等专业,

在教学、科研、生产、工程等诸多领域的应用都非常广泛。

1.2设计方案选择

-TLTL

图1方波原理图

1.3设计方案论证

图中的运放和正反馈电路R和R2成滞回比较器；R4与c构成定时电路，以决定电

路的振荡频率；L和双向稳压管将电路的输出电压限制在+〃和-必之间，使输出幅度规

范。

电源刚接通时依一°，%-十°z,所以，

TJ二区

输出经R给电容C充电，依按指数规律升高。

当人=UN2〃加时，〃。=-七,所以，下限阈值电压

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课程设计说明书No.3

由于输出变为负值，电容C开始放电，〃c按指数规律下降。

当〃c="N"“TH2时，L=+Uz,返回初态。

方波周期下用过渡过程公式可以方便地求出

T=2/?,Cln(l+

矩形波发生电路的工作波形见图2

图2方波发生器波形图

2.单元电路设计

方波发生电路是由滞回比较电路和RC定时电路构成的,

2.1滞回比较器设计

2.1.1滞回比较器结构

图2滞回比较器

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2.1.2选定元件列表

表1滞回比较器选定元件列表

名称标号参数(型号)数量

R21个

电阻R31个

R41个

稳压管VD3、VD42个

集成运放A1个

2.2RC定时电路设计

2.2.1RC定时电路结构

UR1

*7uc

Ui4=C1

图3RC定时电路

2.2.2元件选择计算过程

电阻电容选择计算

电容放电的过程中：电容两端电压Uc从+—?!—Uz下降至-―^―Uz所需的时间

R1+R2R1+R2

TL

等于而电容放电时,Uc的表达式为Uc(t)=[Uc(。-Uc(co)]e-+Uc(oo)

2

在本题中，

Uc(0)=+--一Uz

RT+R2

Uc(3)-_Uz

T=RC

代入上面Uc的表达式，得

RI—

Uc(t)=(Uz+Uz)e~-Uz

RI+R2

当t=T/2时，Uc=-则Uz,将此二值代入上式,可得

R1+R2

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-一名一Uz=(—%—Uz+Uz)e-荻-Uz

RI+R2R1+R2

根据此式可解得矩形波的振荡周期为

9D1

T=2RCLn(l+—)

R2

由此可知，改变充放电时间常数RC以及滞回比较器的电阻R1和R2,即可调节矩形波的振

荡周期.但振荡周期与稳压管的电压Uz无关.矩形波的幅度决定于Uz.

2.2.3选定元件列表

表2积分电路选定元件列表

名称标号参数(型号)数量

R41个

电阻

R51个

集成运放A1个

电容C1个

3.原理图

3.1完整的原理图

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3.2元件列表

表3元件列表

元件名称标号参数型号数量说明

集成运算放大器UALM324N

Rw1K

RI、R21K

电阻

R31K

R4、R51K

稳压管DI、D21N5233B

电容Cluf

4.仿真分析方案

4.1仿真分析原理图

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课程设计说明书No.7

5.仿真结果与分析

5.1Vol仿真结果

（波形、数值）

TimeChannelAChannel9,

nBgj0.000s0.000。-5.540V刖皿叱|

T2♦*0,00050.000V-5.540VSave

T2-T10.000s0.000V0.000VGNDC

vndiincikuiidnnei0■nyyei__

Scalej10nts/DivScaledUDivScale15WDivEdge于AJ

XpositionFYposition10Yposition|。Level|0|V

2kMiB/A|NB[AC]0」[STGAC|D[oTjJSing州or.(Autof~~

TimeChannel_AChannel_B

O.OOOOOOOOOOOOc+OOOO.OOOOc+OOO-5.5397c+000

1.0()()0()()()()00(X)e-0076.3978e-003-5.5396e+000

2.0()()()()()()()00(X)e-0071.2796e-002-5.5396e+000

4.000000000000e-0072.559Ie-002-5.5396e+000

8.000000000000e-0075.1182e-002-5.5395e+000

1.600000000000e-006L0236e-001-5.5393e+000

3.200000000000c-0062.0473e-001-5.5389c+000

6.4()()0()()()000(X)e-0064.0946e-001-5.5382e+000

1.280000000000e-0058.1891e-001-5.5367e+000

2.280000000000e-0051.4587e+000-5.5343e+000

3.280000000000e-0052.0984e+000-5.5318e+000

4.280000000000e-0052.738le+000-5.529le+000

5、心得体会

通过这次模电仿真课程设计使我对模电有了更深一步的了解，使我认识到了在模电课

程设计中，Multilism7软件的操作是十分重要的，为了能熟练的使用Multilisni7软件,

以符合设计的需要，我对这个软件的基