方波发生电路课程设计报告
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电子技术课程设计方波一、课程目标知识目标:1. 让学生理解方波信号的基本概念,掌握方波信号的数学表达和波形特征。
2. 使学生掌握使用电子元器件设计方波振荡电路的基本原理。
3. 引导学生了解方波信号在电子技术中的应用及其重要性。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析和设计简单方波振荡电路的能力。
2. 提高学生实际操作电子元器件,搭建和调试方波振荡电路的技能。
3. 培养学生通过团队合作解决问题,进行实验数据分析和处理的能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电子技术学科的兴趣,培养其主动探究和创新的意识。
2. 培养学生严谨的科学态度,注重实验操作的规范性和安全性。
3. 引导学生关注电子技术在现代社会中的作用,树立环保意识和科技伦理观念。
课程性质:本课程为实践性较强的电子技术课程,以理论教学与实践操作相结合的方式进行。
学生特点:学生处于高年级阶段,已具备一定的电子技术基础知识,具有较强的动手能力和求知欲。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强化学生的实际操作能力和团队协作能力,提高学生的创新意识和综合素质。
通过本课程的学习,使学生在掌握方波振荡电路设计的基础上,提升对电子技术学科的认识和应用能力。
二、教学内容1. 方波信号理论基础:- 方波的数学表达式和波形特征- 方波信号的频谱分析2. 方波振荡电路设计原理:- 振荡电路的基本原理与分类- 方波振荡电路的原理分析- 常见方波振荡电路的电路图及工作原理3. 方波振荡电路的元器件选择与搭建:- 电子元器件的特性和选型方法- 方波振荡电路的搭建方法与注意事项- 振荡电路的调试与优化4. 方波振荡电路的应用案例分析:- 方波信号在通信、测量及控制领域的应用- 典型应用电路案例分析5. 实践操作与团队协作:- 设计并搭建一个简单的方波振荡电路- 实验数据采集与分析- 团队合作与成果分享教学内容依据课程目标,以课本为参考,注重科学性和系统性。
教学大纲明确教学内容分为五个部分,按照以下进度进行:第一周:方波信号理论基础第二周:方波振荡电路设计原理第三周:方波振荡电路的元器件选择与搭建第四周:方波振荡电路的应用案例分析第五周:实践操作与团队协作教学内容与课本章节紧密关联,确保学生能够在掌握理论知识的基础上,通过实践操作提高综合应用能力。
河西学院物理与机电工程学院综合设计实验方波-三角波产生电路实验报告学院:物理与机电工程学院专业:电子信息科学与技术姓名:侯涛日期:2016年 4月 26日方波-三角波发生电路要求:设计并制作用分立元件和集成运算放大器组成的能产生方波、三角波的波形发生器。
指标:输出频率分别为:102HZ、103HZ和104Hz;方波的输出电压峰峰值VPP≥20V一、方案的提出方案一:1、由文氏桥振荡产生一个正弦波信号。
2、把文氏桥产生的正弦波通过一个过零比较器从而把正弦波转换成方波。
3、把方波信号通过一个积分器。
转换成三角波。
方案二:1、由滞回比较器和积分器构成方波三角波产生电路。
2、然后通过低通滤波把三角波转换成正弦波信号。
方案三:1、由比较器和积分器构成方波三角波产生电路。
2、用折线法把三角波转换成正弦波。
二、方案的比较与确定方案一:文氏桥的振荡原理:正反馈RC网络与反馈支路构成桥式反馈电路。
当R1=R2、C1=C2。
即f=f0时,F=1/3、Au=3。
然而,起振条件为Au略大于3。
实际操作时,如果要满足振荡条件R4/R3=2时,起振很慢。
如果R4/R3大于2时,正弦波信号顶部失真。
调试困难。
RC串、并联选频电路的幅频特性不对称,且选择性较差。
因此放弃方案一。
方案二:把滞回比较器和积分比较器首尾相接形成正反馈闭环系统,就构成三角波发生器和方波发生器。
比较器输出的方波经积分可得到三角波、三角波又触发比较器自动翻转形成方波,这样即可构成三角波和方波发生器。
通过低通滤波把三角波转换成正弦波是在三角波电压为固定频率或频率变化范围很小的情况下使用。
然而,指标要求输出频率分别为102HZ、103HZ和104Hz 。
因此不满足使用低通滤波的条件。
放弃方案二。
方案三:方波、三角波发生器原理如同方案二。
比较三角波和正弦波的波形可以发现,在正弦波从零逐渐增大到峰值的过程中,与三角波的差别越来越大即零附近的差别最小,峰值附近差别最大。
方波发生电路课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握方波发生电路的基本原理和设计方法。
通过本课程的学习,学生应能够:1.理解方波发生电路的原理和组成;2.掌握常用的方波发生电路的设计方法;3.能够分析方波发生电路的性能和应用;4.培养学生的动手能力和团队协作能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括:1.方波发生电路的基本原理;2.方波发生电路的组成和设计方法;3.方波发生电路的性能分析;4.方波发生电路的应用案例。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,包括:1.讲授法:讲解方波发生电路的基本原理和设计方法;2.案例分析法:分析方波发生电路的应用案例,让学生了解其实际应用;3.实验法:学生动手设计并实现方波发生电路,提高其动手能力和实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将准备以下教学资源:1.教材:提供方波发生电路的相关理论知识;2.多媒体资料:通过视频、图片等形式,生动展示方波发生电路的原理和应用;3.实验设备:提供必要的实验器材,让学生能够动手实践,加深对知识的理解。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面:1.平时表现:通过课堂参与、提问、小组讨论等评估学生的学习态度和积极性;2.作业:布置相关的设计任务和报告,评估学生的理解和应用能力;3.考试:期末进行闭卷考试,评估学生对方波发生电路知识的掌握程度。
六、教学安排本课程的教学安排如下:1.教学进度:按照教材的章节顺序进行教学,确保每个知识点得到充分讲解;2.教学时间:每个课时安排45分钟,确保教学内容得到完整呈现;3.教学地点:实验室和教室交替进行,方便学生动手实践和理论讲解。
七、差异化教学根据学生的不同学习风格、兴趣和能力水平,我们将采取以下差异化教学措施:1.针对学习风格不同的学生,采用多种教学方法,如讲授、实验、讨论等;2.针对兴趣不同的学生,提供相关领域的拓展材料和案例,激发其学习热情;3.针对能力水平不同的学生,设置不同难度的任务和问题,使其得到相应挑战。
dsp课程设计报告方波一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握方波信号的性质、产生方法和应用,能够运用数字信号处理理论分析和设计方波信号处理电路,培养学生的理论联系实际的能力和创新意识。
具体分解为以下三个目标:1.知识目标:(1)掌握方波信号的定义、特点和分类。
(2)了解方波信号产生的方法,能够运用相关算法生成方波信号。
(3)熟悉方波信号在数字信号处理中的应用领域,如通信、雷达、音频处理等。
2.技能目标:(1)能够运用数学方法分析方波信号的波形、频率、幅值等参数。
(2)掌握至少一种编程语言,能够实现方波信号的生成和处理算法。
(3)具备一定的实验操作能力,能够通过实验验证方波信号处理的理论。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对数字信号处理的兴趣,增强学习的主动性。
(2)培养学生团队合作精神,提高沟通与协作能力。
(3)培养学生关注国家发展战略,认识数字信号处理在科技前沿和国家经济建设中的重要地位。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.方波信号的基本概念:介绍方波信号的定义、特点和分类,使学生了解方波信号在数字信号处理中的重要性。
2.方波信号的产生方法:讲解方波信号产生的原理,介绍常见的方波信号生成算法,如查表法、计数器法等。
3.方波信号的处理方法:分析方波信号的处理方法,如滤波、采样、量化等,使学生掌握方波信号处理的基本技巧。
4.方波信号处理的应用:介绍方波信号在通信、雷达、音频处理等领域的应用,提高学生的实践能力。
5.实验与实践:安排一定数量的实验,使学生在实践中掌握方波信号处理的理论,培养学生的动手能力。
三、教学方法本课程采用多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性:1.讲授法:教师讲解方波信号的基本概念、产生方法、处理方法和应用,引导学生掌握课程的核心知识。
2.讨论法:学生分组讨论方波信号处理的问题,培养学生的思考能力和团队合作精神。
3.案例分析法:分析实际案例,使学生了解方波信号处理在实际工程中的应用,提高学生的实践能力。
题目:方波信号发生器学院:电气工程学院年级专业:11级通信工程学号:姓名:组员:指导老师:西南石油大学单片机课程设计摘要随着大规模集成电路技术和计算机技术的飞速发展,把计算机的运算器和控制器(即CPU)、存储器和多种接口集成在一块芯片上而成的芯片为单片机。
单片机问世20年来,发展速度之迅猛,应用范围之广泛是以往任何技术都无法比拟的。
单片机作为嵌入式微控制器其应用很普及。
本文介绍了单片机的概念、分类、发展过程,并使用MCS-51单片机和CD4094单片机设计多用方波发生器的硬件电路和控制电路,并对单片机进行了软件编程,使用户可以方便的制造和生产多用方波信号发生器。
本文第一章简单介绍了单片机的发展过程和应用领域;第二章以MCS-51单片机为例,具体介绍单片机的结构以及工作原理;第三章使用MCS-51单片机和CD4094单片机设计多用方波发生器的硬件电路和控制电路,并进行软件编程。
关键词:微处理器、单片机、MCS-51单片机发、方波发生器ABSTRACTWith large scale integrated circuit technology and the rapid development of computer technology, the computer arithmetic unit and controller (CPU), memory, and a variety of interface integrated on a chip and chip for single chip microcomputer. Single-chip microcomputer was 20 years, rapid development speed, application range of widely is any previous technology is incomparable. Single chip microcomputer as embedded microcontroller controller its application is very popular.This paper introduces the concept of SCM, classification、development process and use the MCS - 51 single chip microcomputer and CD4094 single-chip design of hardware circuit and control circuit of the multi-purpose square wave generator, and the single chip microcomputer software programming, the user can easily produce multi-purpose square wave signal generator.In this paper, the first chapter introduces the MCU development and application domain; The second chapter with MCS - 51 single chip microcomputer as an example, introduces the structure and working principle of single chip microcomputer. The third chapter using MCS - 51 single chip microcomputer、CD4094 microcontroller design of hardware circuit 、control circuit of the multi-purpose square wave generator and the software programming.Key words:The microprocessor, microcontroller, MCS - 51 single chip microcomputer, square wave generator第1页目录1、概述 (3)1.1、设计内容 (3)1.2、设计的基本要求 (3)2、方波发生器设计方案 (3)2.1、方案介绍 (4)2.2、方波发生器的原理与功能 (4)3、系统的硬件设计 (5)3.1、单片机最小系统 (5)3.2、小键盘接口电路 (6)3.3、数码管显示电路 (7)4、系统的软件设计 (7)4.1、主程序 (8)4.2、系统初始化子程序 (8)4.3、显示子程序 (8)4.4、键盘扫描程序 (9)4.5、定时器中断子程序 (10)5、调试与性能分析 (11)5.1硬件调试 (11)5.2软件调试 (11)6、设计体会 (12)参考文献 (13)附录A:基于单片机方波信号发生器的原理图 (14)附录B:基于单片机方波信号发生器的程序清单 (15)第2页西南石油大学单片机课程设计1、概述单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优点,目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面,几乎“无处不在,无所不为”。
课程设计(论文)说明书题目:方波发生器的设计院(系):专业:电子信息工程学生姓名:学号:指导教师:职称:20 年月日摘要本次课程设计以AT89S51单片机为核心器件,外围采用按键作为控制以及LCD1602作为显示器所设计的方波发生器。
该方波发生器能实现0-1kHz频率范围、占空比可调的方波输出。
其核心技术为单片机并行端口的应用、单片机定时器中断应用和数字分离的ASCII码液晶显示技术。
采用8个独立的按键组成控制模块,操作方便,按键控制模式可以通过程序进行设定;显示模块则由液晶屏1602构成,能显示出实时输出方波的频率及占空比,直观明了。
设计过程中遇到的问题是输出方波的频率、占空比与液晶显示数据存在误差,通过不断调试程序,合理编写中断服务程序来修正误差提高精确度,达到设计要求。
该方波发生器具有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等优点。
关键词:方波发生器;AT89S51单片机;键盘;LCD1602AbstractThe course design AT89S51 microcontroller as the core device, the external use of buttons as a control and LCD1602 displays are designed as a square wave generator. The square wave generator to achieve 0-1kHz frequency range, adjustable duty cycle square wave output. The core technology for the application of single chip parallel port, SCM applications and digital timer interrupt ASCII code separate liquid crystal display technology. 8-independent component control module buttons, easy to operate key control mode can be set through the program; display module constituted by the LCD1602, can show real-time output frequency and duty cycle square wave, intuitive and clear. Problems encountered in the design process is the output square wave frequency, duty cycle and LCD display data errors exist, through continuous commissioning process, a reasonable write interrupt service routine to correct the error to improve accuracy, to meet the design requirements. The square wave generator has a simple circuit, compact, low cost, superior performance advantages.Keywords: Square wave generator;AT89S51 microcontroller;keyboard;liquid crystal 1602目录引言 (4)1 概述 (4)1.1 设计内容 (4)1.2 设计的基本要求 (4)2 方波了生器设计方案 (4)2.1 方案介绍 (4)2.2 方波发生器的原理与功能 (5)3 系统的硬件设计 (5)3.1 单片机最小系统 (5)3.2 最小键盘接口电路 (6)3.3 液晶显示电路 (6)4 系统的软件设计 (7)4.1 主程序 (7)4.2 显示子程序 (7)4.3 键盘扫描程序 (7)4.3.1 频率调节 (7)4.3.2占空比调节 (7)4.4 定时中断服务程序 (7)5 调试与性能分析 (8)5.1 硬件调试 (8)5.2 软件调试 (8)5.3性能及误差分析 (8)6结论 (8)谢辞 (10)参考文献 (11)附录 (12)引言本次课程设计的目的是通过在“单片机原理及应用”课堂上学习的知识,以及查阅资料,培养一种自学的能力完成课程设计。
模拟电子技术课程设计报告--方波、三角波、正弦波信号发生器设计课程设计报告题 目 方波、三角波、正弦波信号发生器设计课 程 名 称 模拟电子技术课程设计 院 部 名 称 机电工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学 生 姓 名 学 号 课程设计地点 课程设计学时 1周 指 导 教 师 赵国树金陵科技学院教务处制目录1、绪论 (1)1.1相关背景知识 (1)1.2课程设计条件 (1)1.3课程设计目的 (1)1.4课程设计的任务 (1)1.5课程设计的技术指标 (2)2、信号发生器的基本原理 (6)2.1原理框图 (6)2.2总体设计思路 (7)3、各组成部分的工作原理 (8)3.1 正弦波产生电路 (8)3.1.1正弦波产生电路 (8)3.1.2正弦波产生电路的工作原理 (8)3.2 正弦波到方波转换电路 (9)3.2.1正弦波到方波转换电路图 (9)3.2.2正弦波到方波转换电路的工作原理 (9)3.3 方波到三角波转换电路 (9)3.3.1方波到三角波转换电路图 (9)3.3.2方波到三角波转换电路的工作原理……………………104、电路仿真结果 (11)4.1正弦波产生电路的仿真结果 (11)4.2正弦波到方波转换电路的仿真结果 (11)4.3方波到三角波转换电路的仿真结果 (11)5、总原理图及元器件清单 (12)6、设计结果分析与总结 (13)7、参考文献 (14)方波、三角波、正弦波信号发生器设计1 绪论1.1相关背景知识函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。
根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,使用的器件可以是分立器件 (如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管),也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。
为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术,本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。
东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:电工电子实验第1次实验实验名称:波形发生分解与合成院(系):吴健雄学院专业:高等理工班姓名:学号:实验室: 实验组别:同组人员:无实验时间:2013年8月24日评定成绩:审阅教师:一、实验内容要求基本要求:1.设计一个方波发生器,要求其频率为1kHz,幅度为5V;2.设计合适的滤波器,从方波中提取出基波和3次谐波;3.设计一个加法器电路,将基波和3次谐波信号按一定规律相加,将合成后的信号与原始信号比较,分析它们的区别及原因。
提高要求:⏹设计5次谐波滤波器及移相电路,调整各次谐波的幅度和相位,将合成后的信号与原始信号比较,并与基本要求部分作对比,分析它们的区别及原因。
创新要求:⏹用类似方式合成其他周期信号,如三角波、锯齿波等二、实验内容要求1.方波发生器图1:方波发生电路图1中的方波发生电路,利用迟滞比较器基础上,把输出电压经电阻电容反馈到集成运放的反相端,然后在运放的输出端使用两个稳压管组成的双向限幅电路,得到较理想的1kHz方波。
2.滤波器设计滤波器主要使用软件FilerPro,采用贝塞尔三级滤波结构,提取基波、三次谐波、五次谐波的设计电路如图2,图3,图4所示。
图2:提取基波的滤波器设计图3:提取3次谐波的滤波器设计图4:提取5次谐波的滤波器设计3. 移项电路设计按照要求应该是将分离的基波、三次谐波和五次谐波用加法器相加,但是由于在滤波的过程中对原来的波形可能会有相位的偏差,因此在相加之前需要对他们进行移项。
移项电路有以下两种选择。
图5:3311out in U j CR U j CR ωω-=+图6:3311out in U j CR U j CR ωω-+=+ 通过调节电路的参数可以进行相位的具体调节。
4. 加法电路设计在通过移项电路将各个波形相位调节一致之后,通过简单的反相加法器就能得到最后的合成信号图7:反相加法器三、模拟电路调试a)方波发生器模拟得到的方波幅值较低,我们计划在具体搭试时加一级放大器,将其放大至设计要求的5V。
方波发生器实验报告方波发生器实验报告引言:方波发生器是电子电路中常见的一种波形发生器,它能够产生方波信号,广泛应用于数字电路、通信系统等领域。
本实验旨在通过搭建方波发生器电路并进行实验验证,深入了解方波发生器的原理和性能。
一、实验原理方波发生器是利用放大器和反馈电路构成的振荡器,通过正反馈使放大器的输出呈现方波信号。
具体原理如下:1. 振荡器基本原理:振荡器是一种能够自激振荡的电路,其输出信号可以持续地在无外部输入的情况下产生。
振荡器的基本组成部分包括放大器、反馈网络和滤波器。
2. 反馈电路原理:反馈电路将放大器的输出信号通过反馈回到放大器的输入端,形成一个正反馈回路。
当反馈电路的增益等于或大于放大器的增益时,系统就会产生自激振荡。
3. 方波信号原理:方波信号是一种周期性的信号,其波形特点是在一个周期内先保持高电平,然后突然跳变为低电平,再突然跳变回高电平。
二、实验材料和仪器1. 实验材料:电阻、电容、二极管、运放等。
2. 实验仪器:示波器、信号发生器、万用表等。
三、实验步骤1. 搭建方波发生器电路:根据方波发生器电路图,按照电路连接原理连接电阻、电容、二极管和运放等元件。
2. 调节电路参数:根据实验要求,选择合适的电阻和电容数值,并调节运放的工作电压和增益等参数。
3. 连接示波器和信号发生器:将示波器和信号发生器分别连接到方波发生器电路的输入和输出端口。
4. 调节信号发生器:通过信号发生器调节输入信号的频率和幅度,观察方波发生器输出的方波信号波形。
5. 测量电路参数:使用万用表等仪器,测量电路中各元件的电压、电流等参数,并记录实验数据。
6. 分析实验结果:根据实验数据和观察到的方波信号波形,分析方波发生器的性能和稳定性。
四、实验结果与分析1. 观察方波信号波形:通过示波器观察到的方波信号波形应呈现出高低电平交替变化的特点,并且跳变较为迅速,边沿陡峭。
2. 测量电路参数:根据测量数据可以得到电路中各元件的电压、电流等数值,进一步分析电路的工作状态和性能。
单片机方波发生器实验报告实验报告,单片机方波发生器。
实验目的:本实验旨在通过单片机实现方波发生器电路,了解方波发生器的工作原理,并掌握单片机的IO口控制。
实验器材:1. 单片机(如STC89C52)。
2. 电源。
3. 适配器。
4. 电阻、电容。
5. 示波器。
6. 连接线。
实验原理:方波发生器是一种能够产生方波信号的电路或设备。
在本实验中,我们将通过单片机的IO口控制来实现方波信号的产生。
单片机作为控制核心,通过对IO口的高低电平控制,可以实现方波信号的产生。
通过改变IO口的输出频率和占空比,可以产生不同频率和占空比的方波信号。
实验步骤:1. 连接电路,按照电路图连接单片机、电源、电阻、电容和示波器。
2. 编写程序,使用C语言或汇编语言编写单片机控制程序,配置IO口的输出模式和控制方波的频率和占空比。
3. 烧录程序,将编写好的程序通过编程器烧录到单片机中。
4. 实验验证,连接示波器,观察输出的方波信号的频率和占空比是否符合预期。
实验结果与分析:经过实验验证,我们成功实现了单片机方波发生器电路。
通过改变程序中的参数,我们可以得到不同频率和占空比的方波信号。
通过示波器观察,我们可以清晰地看到产生的方波信号波形,验证了实验的成功。
实验总结:通过本次实验,我们深入了解了方波发生器的原理和单片机的IO口控制。
掌握了单片机方波发生器的设计和实现方法,提高了我们对单片机应用的理解和实践能力。
同时,实验中也加深了我们对方波信号的理解,对信号发生器的应用有了更深入的认识。
以上就是本次单片机方波发生器实验的实验报告,希望能对你有所帮助。
东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:电工电子实验第1次实验实验名称:波形发生分解与合成院(系):吴健雄学院专业:高等理工班姓名:学号:实验室: 实验组别:同组人员:无实验时间:2013年8月24日评定成绩:审阅教师:一、实验内容要求基本要求:1.设计一个方波发生器,要求其频率为1kHz,幅度为5V;2.设计合适的滤波器,从方波中提取出基波和3次谐波;3.设计一个加法器电路,将基波和3次谐波信号按一定规律相加,将合成后的信号与原始信号比较,分析它们的区别及原因。
提高要求:⏹设计5次谐波滤波器及移相电路,调整各次谐波的幅度和相位,将合成后的信号与原始信号比较,并与基本要求部分作对比,分析它们的区别及原因。
创新要求:⏹用类似方式合成其他周期信号,如三角波、锯齿波等二、实验内容要求1.方波发生器图1:方波发生电路图1中的方波发生电路,利用迟滞比较器基础上,把输出电压经电阻电容反馈到集成运放的反相端,然后在运放的输出端使用两个稳压管组成的双向限幅电路,得到较理想的1kHz方波。
2.滤波器设计滤波器主要使用软件FilerPro,采用贝塞尔三级滤波结构,提取基波、三次谐波、五次谐波的设计电路如图2,图3,图4所示。
图2:提取基波的滤波器设计图3:提取3次谐波的滤波器设计图4:提取5次谐波的滤波器设计3. 移项电路设计按照要求应该是将分离的基波、三次谐波和五次谐波用加法器相加,但是由于在滤波的过程中对原来的波形可能会有相位的偏差,因此在相加之前需要对他们进行移项。
移项电路有以下两种选择。
图5:3311out in U j CR U j CR ωω-=+图6:3311out in U j CR U j CR ωω-+=+ 通过调节电路的参数可以进行相位的具体调节。
4. 加法电路设计在通过移项电路将各个波形相位调节一致之后,通过简单的反相加法器就能得到最后的合成信号图7:反相加法器三、模拟电路调试a)方波发生器模拟得到的方波幅值较低,我们计划在具体搭试时加一级放大器,将其放大至设计要求的5V。
目录一、概述 (2)二、技术性能指标 (2)2.1设计内容及技术要求 (2)2.2设计目的 (3)2.3设计要求 (3)三、方案的选择 (3)3.1方案一 (4)3.2方案二 (5)3.3最终方案 (6)四、单元电路设计 (6)4.1矩形波产生电路 (6)4.2三角波产生电路 (9)4.3正弦波产生电路 (11)五、总电路图 (13)六、波形仿真结果 (13)6.1矩形波仿真结果 (13)6.2三角波仿真结果 (14)6.3正弦波仿真结果 (15)6.4三种波形同时仿真结果 (15)七、PCB版制作与调试 (16)结论 (17)总结与体会 (18)致谢 (18)附录1 元件清单 (19)附录2 参考文献 (20)函数信号发生器设计报告一、概述信号发生器又称信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。
能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。
函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。
例如在通信、广播、电视系统中,都需要射频(高频)发射,这里的射频波就是载波,把音频(低频)、视频信号或脉冲信号运载出去,就需要能够产生高频的振荡器。
在工业、农业、生物医学等领域内,如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等,都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。
二、技术性能指标2.1设计内容及技术要求设计并制作一个信号发生器,具体要求如下:1、能够输出正弦波、方波、三角波;2、输出信号频率范围为1——10Hz,10——100Hz;3、输出信号幅值:方波Up-p=24V,三角波Up-p=0——20V,正弦波U>1V;4、波形特征:方波Tr<10s(100Hz,最大输出时),三角波失真系数THD<2%,正弦波失真系数THD<5%;5、电源:±13V直流电源供电;按照以上技术完成要求设计出电路,绘制电路图,对设计的电路用Multisim进行必要的仿真,用PROTEL软件进行制板、焊接,然后对制作的电路完成调试,撰写设计报告测,通过答辩。
方波发生器课课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握方波发生器的基本原理和制作方法,培养学生的实验操作能力和科学思维。
具体分为以下三个维度:1.知识目标:让学生了解方波发生器的工作原理,掌握其核心组成部分及功能,能够解释方波波形的特点。
2.技能目标:通过实验,培养学生动手搭建方波发生器的能力,提高学生的实验技能和解决问题的能力。
3.情感态度价值观目标:激发学生对电子技术的兴趣,培养学生的创新意识和团队合作精神,使学生认识到科技对生活的重要作用。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分:1.方波发生器的基本原理:介绍方波发生器的工作原理,让学生了解其产生方波波形的数学基础。
2.方波发生器的组成部分:讲解方波发生器的主要组成部分,如振荡器、放大器、滤波器等,并分析各自的功能。
3.方波波形的特点:阐述方波波形的数学描述和物理意义,让学生能够识别和分析方波波形。
4.方波发生器的制作方法:介绍方波发生器的制作步骤,包括电路设计、元件选型、焊接组装等。
5.实验操作:学生进行方波发生器的实验操作,让学生动手实践,提高实验技能。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标,将采用以下教学方法:1.讲授法:讲解方波发生器的基本原理、组成部分和制作方法,使学生掌握理论知识。
2.讨论法:学生讨论方波波形的特点和实验操作中遇到的问题,培养学生的思考能力和团队合作精神。
3.实验法:让学生动手搭建方波发生器,通过实践操作,提高学生的实验技能和解决问题的能力。
4.案例分析法:分析实际应用中的方波发生器案例,让学生了解方波发生器在工程领域的应用。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施,将准备以下教学资源:1.教材:选用合适的电子技术教材,为学生提供理论知识的学习资源。
2.参考书:提供相关的电子技术参考书籍,丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料:制作课件和教学视频,以图文并茂的形式展示方波发生器的原理和制作过程。
河池科技大学单片机课程设计题目____________________ 姓名____________________ 学院____________________ 专业____________________ 学号____________________ 指导教师____________________ 成绩____________________二〇一二年五月二十二日制湖南科技大学本科生课程设计(论文)摘要本课程设计设计的是一种AT89C51单片机构成的波形发生器,可产生方波、三角波、正弦波、锯齿波等多种波形,波形的周期可用程序改变,并可根据需要选择单极性输出或双极性输出,具有线路简单、结构紧凑、性能优越等特点。
文章给出了源代码,通过仿真测试,其性能指标达到了设计要求。
关键词:单片机;DAC;信号发生器目录第一章系统功能要求: (2)1.1、设计内容 (2)1.2设计原理 (2)第二章方波发生器设计方案论证 (3)2.1 方案的设计与选择 (3)第三章系统的硬件电路的设计 (4)3.1系统硬件原理 (4)3.2芯片端口资源分配表 (4)第四章软件设计 (5)4.1 主程序 (5)4.2系统初始化子程序 (5)4.3键盘中断子程序 (5)4.4 定时器中断子程序 (6)第五章、系统调试 (7)第六章、结果分析 (9)参考文献 (10)附件1 (11)附录2 基于单片机方波发生器的器件清单 (16)第一章系统功能要求:用单片机产生频率可调的方波信号。
输出方波的频率范围为1Hz-200Hz,频率误差比小于0.5%。
要求用4 个按钮改变方波给定频率,按钮每按下一次,给定频率改变一次。
用示波器观察方波波形。
1.1、设计内容本课程设计是设计一个方波发生器,用4个按钮控制方波的频率以及占空比。
1.2设计原理AT89C51单片机具有组成微型计算机的各部分部件:CPU、RAM、I/O定时器/计数器以及串行通讯接口等。
宁波大红鹰学院《模拟电子技术》课程设计报告课题名称:方波三角波正弦波发生器分院:机械与电气工程学院教研室:电气工程及其自动化班级:姓名:学号:惺惺惜惺指导教师:惺惺惜惺惺二○一三年十二月方波三角波正弦波发生器一、设计任务1、熟悉电路的基本功能原理,学会用集成运算放大器组成方波、三角波及正弦波发生器;2、学习方波、三角波、正弦波发生器的设计方法和设计流程;3、掌握方波、三角波、正弦波发生器的调试与测量方法。
4、能正确焊装、检测、调试电路。
二、硬件设计1、元器件选择(1)集成电路: LM358D;(2)稳压二极管: 6.2V;(3)电阻:E24系列,碳膜电阻,1/4W,精度5%51 KΩ、10KΩ、400 KΩ。
(4)电容:电解电容0.33uf、10uf。
(5)电位器:10K、50K。
(6)二极管:IN4148。
2、发生原理方波、三角波、正弦波、信号发生器的原理框图首先由LM358D组成的振荡器产生正弦波,然后由过零比较器将正弦波转化为方波波,最后用积分电路将方波转化为三角波。
此电路具有良好的正弦波和方波信号。
但经过积分器电路产生的同步三角波信号,存在难度。
原因是积分器电路的积分时间常数是不变的,而随着方波信号频率的改变,积分电路输出的三角波幅度同时改变。
若要保持三角波幅度不变,需同时改变积分时间常数的大小。
3、正弦波发生电路电路中RC串、并联电路构成正反馈支路,同时兼做选频网络,R1、R3、R5及二极管等元件构成反馈和稳幅环节。
调节电位器R5,可以改变负反馈深度,满足振荡的振幅条件和改善波形。
利用两个反向并联二极管VD1、VD2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。
VD1、VD2采用硅管(温度稳定性好),且要求特性匹配,才能保证输出波形正、负半周对称。
R3的接入是为了削弱二极管非线性的影响,以改善波形失真。
注意:R1、R2、C1、C2构成RC串并联电路,故R1=R2,C1=C2。
电容C1,C2.电阻R4,R5是整个电路频率大小的关键电路的振荡频率fo=1/2πRC调整反馈电阻R5,使电路起振,且波形失真最小。
方波发生电路实验报告电路实验报告:方波发生电路一、实验目的:1. 掌握方波发生电路的工作原理;2. 通过实验测量方波频率、占空比等参数。
二、实验仪器与材料:1. 函数发生器;2. 示波器;3. 电阻、电容、二极管等元件;4. 电路连接线。
三、实验原理:方波发生电路是一种基于RC电路和非线性元件(如二极管)的电路,用于产生频率固定、占空比可调的方波信号。
基本原理如下:RC电路的充放电过程时间常数τ=RC,具有指数增长和衰减的特性。
当RC电路接通电源时,电容开始充电,指数增长至某一阈值,电路将反转电流方向,电容开始放电,指数衰减至某一阈值,随后电路再次反转电流方向,周而复始。
将二极管接在RC电路的输出端,二极管在充电过程中导通,放电过程中截止,将RC电路的连续曲线削平,得到方波波形。
四、实验步骤:1. 按照电路图将电路连接好,保证电源和电路接线正确可靠;2. 将示波器的探头分别连接在RC电路的输入端和二极管接地侧,调整示波器的扫频范围;3. 调整函数发生器的频率和占空比,观察示波器上的方波信号波形;4. 测量并记录函数发生器的频率和占空比。
五、实验结果与分析:1. 在不同频率和占空比设置下,观察到了相应的方波输出;2. 测量得到的频率和占空比数据如下:- 频率:100Hz- 占空比:50%六、结果讨论:1. 频率与电阻、电容值有关,可通过改变电阻和电容值调整频率;2. 占空比与二极管导通时间和截止时间有关,可通过改变电容和二极管特性调整占空比;3. 实验结果与理论值有一定偏差,可能是由于电路元件的实际参数与理论值不完全一致,以及示波器的测量误差等原因。
七、实验总结:通过本次实验,我们掌握了方波发生电路的工作原理,了解了RC电路和非线性元件的作用,能够使用函数发生器和示波器进行方波信号的测量和观察,并对频率和占空比进行调整。
在实际操作中,需要注意电路连接的可靠性和准确性,同时还需要根据实际情况选择合适的电阻、电容和二极管等元件。
东华理工大学长江学院课程设计报告正弦波-方波-三角波发生电路设计学生姓名:专业:班级:指导教师:正弦波-方波-三角波发生电路设计函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。
根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,使用的器件可以是分立器件(如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管),也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。
为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术,本课题采用由集成运算放大器与积分电路共同组成的正弦波—方波—三角波函数发生器的设计方法。
产生正弦波、方波、三角波的方案有多种,如首先产生正弦波,然后通过整形电路将正弦波变换成方波,再由积分电路将方波变成三角波;也可以首先产生正弦波,再将正弦波变成方波-三角波或将方波变成三角波等等。
本课题采用先产生正弦波,再将方波变换成三角波的电路设计方法,本课题中函数发生器电路组成框图如下所示:由比较器和积分器组成正弦波产生电路,比较器输出的方波经积分器得到三角波,目录1、正弦波发生器 (3)2、方波发生器 (4)3、三角波发生器 (7)4、正弦波-方波-三角波发生器 (9)5、总电路图、元器件清单 (10)6、心得体会及参考文献 (11)简述:方波、正弦波、三角波是电子电路中经常用到的信号,设计一个正弦波-方波-三角波发生电路。
具体技术要求如下:(1)正弦波-方波-三角波的频率在100Hz-20KHz范围内连续可调;(2)正弦波和方波的信输出幅度为6V,三角波的输出幅度在0-2V之间连续可调;正弦波的失真度r5%;(4)设计上述电路工作所需的直流稳压电源电路。
使用仪器及测量仪表:选用元器件(1).集成运放F007(a741);(2)稳压及开关二极管;(3)电阻、电容、电位器若干。
测量仪表(1)直流稳压电源;(2)示波器;(3)万用表(4)频率计(5)交流电压表一、正弦波发生器其振荡频率为1kHz。
目录
设计要求 (3)
方案选择 (3)
555的基本功能 (4)
电路仿真 (6)
PCB原理图 (7)
实验总结 (8)
设计要求
1 设计一个方波信号发生器
2 频率为1000HZ
3 要求占空比为60%
(一)方波、三角波、正弦波发生器方案
方案一原理框图
图1 方波、三角波、正弦波信号发生器原理框图
首先由555定时器组成的多谐振荡器产生方波,然后由积分电路将方波转化为三角波,最后用低通滤波器将方波转化为正弦波,但这样的输出将造成负载的输出正弦波波形变形,因为负载的变动将拉动波形的崎变。
方案二原理框图
图2 正弦波、方波、三角波信号发生器的原理框图
RC正弦波振荡电路、电压比较器、积分电路共同组成的正弦波—方波—三角波函数发生器的设计方法,电路框图如上。
先通过RC正弦波振荡电路产生正弦波,再通过电压比较器产生方波,最后通过积分电路形成三角波。
此电路具有良好的正弦波和方波信号。
但经过积分器电路产生的同步三角波信号,存在难度。
原因是积分器电路的积分时间常数是不变的,而随着方波信号频率的改变,积分电路输出的三角波幅度同时改变。
若要保持三角波幅度不变,需同时改变积分时间常数的大小。
思路简单,运行时性能稳定且能较好的符合设计要求,且成本低廉、调整方便,关于输出正弦波波形的变形,可以通过可变电阻的调节来调整。
而方案二,关于三角波的缺陷,不是能很好的处理,且波形质量不太理想,且频率调节不如方案一简单方便。
综上所述,我们选择方案一。
(二)555时基电路的电路结构和逻辑功能
1.电路结构及逻辑功能
图1为555时基电路的电路结构和8脚双列直插式的引脚图,由图可知555电路由电阻分压器、电压比较器、基本RS触发器、放电管和输出缓冲器5个部
分组成。
它的各个引脚功能如下:
1脚:GND(或Vss)外接电源负端VSS或接地,一般情况下接地。
8脚:VCC(或VDD)外接电源VCC,双极型时基电路VCC的范围是4.5~16V,CMOS型时基电路VCC的范围为3~18V。
一般情况下选用5V。
3脚:OUT(或Vo)输出端。
2脚:TR低触发端。
6脚:TH高触发端。
4脚:R是直接清零端。
当R端接低电平,则时基电路不工作,此时不论TR、TH处于何电平,时基电路输出为“0”,该端不用时应接高电平。
5脚:CO(或VC)为控制电压端。
若此端外接电压,则可改变内部两个比较器的基准电压,当该端不用时,应将该端串入一只0.01μF电容接地,以防引入干扰。
7脚:D放电端。
该端与放电管集电极相连,用做定时器时电容的放电。
电阻分压器由三个5kΩ的等值电阻串联而成。
电阻分压器为比较器C1、C2提供参考电压,比较器C1的参考电压为2/3Vcc,加在同相输入端,比较器C2的参考电压为1/3Vcc,加在反相输入端。
比较器由两个结构相同的集成运放C1、C2组成。
高电平触发信号加在C1的反相输入端,与同相输入端的参考电压比较后,其结果作为基本RS触发器R端的输入信号;低电平触发信号加在C2的同相输入端,与反相输入端的参考电压比较后,其结果作为基本RS触发器S 端的输入信号。
基本RS触发器的输出状态受比较器C1、C2的输出端控制。
在1脚接地,5脚未外接电压,两个比较器C1、C2基准电压分别为2/3Vcc,1/3Vcc的情况下,555时基电路的功能表如表1示.
(三)利用555与外围元件构成多谐振荡器,来产生方波的原理。
用555定时器组成的多谐振荡器如图3所示。
接通电源后,电容C1被充电,当电容C1上端
电压Vc升到2Vcc/3时使555第3脚V0为低电平,同时555内放电三极管T导通,此时电
容C1通过R3、Rp放电,Vc下降。
当Vc下降到Vcc/3时,V0翻转为高电平。
电容器C1放电
所需的时间为
t pL=R2C1ln2 (1-1) 当放电结束时,T截止,Vcc将通过R1、R3、Rp 向电容器C1充电,Vc由Vcc/3 上升
到2Vcc/3所需的时间为
t pH= (R1+R2)C2ln2=0.7( R1+R2)C1 (1-2)
当Vc上升到2Vcc/3时,电路又翻转为低电平。
如此周而复始,于是,在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。
电路的工作波形如图4,其震荡频率为
f=1/(t pL+t pH)=1.43/(R1+2R2)C1 (1-3)
(四)电路仿真
用Proteus电路仿真软件进行仿真。
从Proteus仿真元件库中调出所需元件,
按电路图接好线路,方波输出端接一个虚拟的示波器,接通电源后,可得如
图下图所示的输出方波仿真图。
仿真结果完全符合设计要求,说明电路图可行,接下来就是PCB制图、制板、焊接、调试。
(五)PCB原理图
利用Altium Designer制图软件进行制图。
打开Altium Designer制图软件,创建一个项目:PCB项目,然后在这个PCB项目里创建一个原理图和一个PCB 文件。
在原理图上,从软件的元件库里调出所需元件,按电路图接好线,可得如图下所示的正弦波、三角波、方波原理图。
将将Altium Designer制图软件中的PCB原理图封装,布线。
点击软件菜单栏中“设计”按钮,然后点击其下的“update PCB Document.PCB2PcbDoc”按钮,就将PCB原理图封装,布线到创建的PCB文件上,如图12所示的PCB 布线图.
制图软件中的PCB原理图封装,布线。
点击软件菜单栏中“设计”按钮,然后点击其下的“update PCB Document.PCB2PcbDoc”按钮,就将PCB原理图封装,布线到创建的PCB文件上,如图下所示的PCB布线图.
在PCB布线图的视图中,点击菜单栏中的“查看”按钮,然后点击其下的“显示三维PCB板”按钮,就得到如图13所示的PCB板三维图。
将各元件安装到PCB板上
(1)把555集成块插入PCB板,注意方向,然后焊接好。
(2)注意直流源的正负及接地端。
(3) 分别把各电阻,电容放入所定位置,注意电容的极性,然后焊接好。
安装完各元件后的得到的电板实物图:
方波波形产生电路的实验结果
把电路板的电源接好,将输出端接示波器,进行整体测试、观察。
针对其出现的问题,进行排查校验,使其满足实验要求。
可得到实测波形如图下所示:
实验分析
输出的各波形的参数范围有些许的偏差,是因为在各原件的参数选择上有些偏差。
正弦波稍微有点失真是因为积分电路中充放电的时间不够。
实验总结
为期二个星期的课程设计已经结束,在这三星期的学习、设计、焊接过程中我感触颇深。
使我对抽象的理论有了具体的认识。
通过对函数信号发生器的设计,我掌握了常用元件的识别和测试;熟悉了常用的仪器仪表;了解了电路的连接、焊接方法;以及如何提高电路的性能等等。
通过对函数信号发生器的设计,我还深刻认识到了“理论联系实际”的这句话的重要性与真实性。
而且通过对此课程的设计,我不但知道了以前不知道的理论知识,而且也巩固了以前知道的知识。
最重要的是在实践中理解了书本上的知识,明白了学以致用的真谛。
如何运用所学的知识去解决实际的问题,提高我们的动手能力。
在整个设计到电路的焊接以及调试过程中,我个人感觉调试部分是最难的,因为你理论计算的值在实际当中并不一定是最佳参数,我们必须通过观察效果来改变参数的数值以期达到最好。
其次,这次课程设计提高了我的团队合作水平,使我们配合更加默契,体会了在接好电路后测试出波形的那种喜悦,体会到成功来自于汗水,体会到成果的来之不易。
忽略此处..。