河北科技大学模电课设报告LM324信号发生器.docx
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河北科技大学模电课设报告LM324信号发生器
河北科技大学
课程设计报告
学生姓名：
学号：
专业班级：
课程名称：
模拟电子技术基础
学年学期：
2013—2014学年第一学期
指导教师：
2013年12月
课程设计成绩评定表
学生姓名
学号
专业班级
起止时间
2013.11~2014.1
设计题目
LM324构成的信号发生器
课
程
设
计
成
绩
考核内容
成绩
1.实验室电路测试完成情况
2.课程设计报告完成情况
3.考试成绩
4.实际电路完成情况
5.实验出勤情况
6.实验报告完成情况
7.实验完成情况
8.仿真电路完成情况
课程设计成绩
指导教师：
年月日
（一）任务……………………………………………………1
（二）电路原理图……………………………………………1
（三）单元电路设计…………………………………………2
（四）元件明细表……………………………………………3
（五）安装调试与心得体会…………………………………3
（六）附录……………………………………………………6
（七）参考文献………………………………………………6
（一）
任务
设计电路实现正弦波方波三角波之间的转换，并实际焊接出电路板实现这些功能。
（二）电路原理图
在这个原理图中，是采用正弦波→方波→三角波的方案，其中正弦波采用RC桥式振荡电路产生，其特点是振幅和频率稳定且调节方便，能够产生频率可调范围很宽的正弦波信号;再通过过零比较器产生主啵 ，再经过RC积分电路产生三角波。
同时，该电路结构非常简单，并能产生良好的正弦波和方波信号，但经过RC积分电路产生同步的三角波信号存在一定的难度。
原因是若积分电路的时间常数不变，随着方波的频率的改变，输出的三角波的幅度同时改变。
若要保持三角波的输出幅度不变且线性良好，必须同时改变积分常数的大小。
且在过零比较器后加入一个比例电路把5V电压变成1V电压。
具体原理图
（三）单元电路设计
1）正弦波产生电路
正弦波产生电路，不仅要产生所输出的信号，还要作为产生方波的输入信号，这一部分是采用改动的RC桥式振荡电路，可以调节频率和放大器的增益。
RC桥式振荡电路：
它由放大环节和选频网络两部分组成。
以运算放大器构成放大环节，由电阻R1、R2、D2和D3串联，电阻R3、C7、R4和C6并联所组成的网络为RC串并联选频网络。
根据：
f=1/2πRC①
R2>=2R1②
f=2000HZ③
C6=C7=10nF④
联立可得出各电阻电容的值。
2）方波产生电路
放大器形成开环形式，正弦波信号Ui从反向端输入，同相端接地。
当输入信号Ui<0时，输出电压（即方波的产生点的电压）U0为正极限值UOM;.因为理想放大器的电压增益Au
→无穷。
所以当信号由小到大，达到Ui时，即U-=U+的时刻，输出电压U0由正极限值UOM翻转到负极限值-UOM，当Ui>0时，输出为负极限值-UOM。
因为Ui为RC桥式振荡电路产生的连续变化的正弦波信号，所以通过过零比较器就产生了连续变化的矩形波。
3）比例电路
因为为反相比例运算电路，通过“虚短”“虚断”，通过公式Uo=-R6/R5Ui=-0.2Ui，从而将5V电压变成1V电压。
4）积分电路（三角波产生电路）
在RC积分电路中，电容的充电是缓慢的，因此电容的两端电压缓慢增长，达到一定值时，矩形波的电压翻转，电容就缓慢放电，如此往复，就构成了连续变化的三角波。
5）实际波形
即做出仿真电路后用示波器测试显示出的实际波形。
（四）原件明细表
序号
名称
型号
标号
数量
1
电阻
1KΩ
R1，R4，,R6，,R8，,R10
1
2
电阻
7.87KΩ
R2,R3
2
3
电阻
2.55KΩ
R5
5
4
电阻
7KΩ
R7
2
5
电阻
2KΩ
R9
2
6
电容
0.01uF
C1,C2,C3,C8
4
7
电容
1uF
C9
1
8
电容
1000uF
C4,C5
9
二极管
1BH62
D1,D2
2
11
二极管
1B4B42
D5
1
12
稳压管
LM7812CT
U2
1
13
稳压管
LM7912CT
U1
1
14
四运放集成
LM324D
U7A，U7B，U7C，U7D
4
（五）安装调试与心得体会
2013.12.21（星期日）：
在所有组员的共同努力下，我们完成了仿真电路。
按照计划，XX和XX统计整理出焊接电路所需要的所有元器件，下午我与xxx在实验室搜集到了所有需要的原件，包括各种电阻和电容。
在所有的原件都准备完毕后，我们对整个焊接工作做了个规划。
为保证各个部分的稳定性，我们决定按照电路图依次完成正弦波部分、方波部分（输出+—5v）、方波部分（输出+—1v）、三角波部分。
并且每做出来一部分就测试一次，确定该部分正常工作后再进行下一步。
波形发生器完成后再进行直流电源部分的工作。
2013.12.22（星期一）安照计划，我们组的焊接工作在这天正式开始。
下午我们一起来到实验室，一次找到焊接需要的电烙铁、焊锡、镊子等工具。
为保证焊接质量，我们经过几次测试选择了一个温度适中的电烙铁，所谓磨刀不误砍柴工，之后的事实证明一个好用的工具确实可以让工作得心应手。
在工具都找齐后，我按照以前的经验指导每一位组员学习焊接。
大家都兴趣盎然，初步接触一段时间后都能喊出不错的焊点。
接着我开始知道大家对元件进行排版。
元件的排版是焊接过程中相当重要的一步，把元件的位置安排恰当不仅能使焊出来的电路更美观，而且能为之后的排除错误减少极大地阻力。
在排版的过程中我们考虑了尽可能的减少焊点减小焊接难度并且让电路连接一目了然的方案。
在这一部分我们消耗了很多的时间，但是这是值得的，之后的事实证明排版时多考虑考虑为我们省去了无数的麻烦。
由于第一部分（正弦波发生部分）的电路图较为复杂，我一边排版一边把其中要遵循的隐性原则告知了组员。
排版后，我在xxx和xxx的帮助下焊出了正弦波发生电路。
随后我们迫不及待的拿去测试。
经过简单的调试，正弦波如愿以偿的出现在示波器上，我们都很开心。
但是也出现了某部分接触不良的问题。
我们认真地寻找错误，在把每个焊点都检查后依然没有解决问题。
这时经过讨论，大家决定从改电路图入手，我们调整了滑动变阻器的接线方式。
检查无误后我们再次去调试，但结果令人失望，无论怎样调整示波器上都不显示正弦波。
于是我们一遍一遍的检查，测试，检查，测试。
时间一分一秒的过去，但一直没有效果。
后来我们商议后有更换了滑动变阻器的接法，再次测试后依然无果，时间已经到了晚上十点钟，只能暂时回去。
回去的路上我们逐个排除各种可能的错误。
最后我们决定第二天试着换一个324。
2013.12.23（星期二）下午一来到实验室，我们就借了一个新的324安在电路板上，怀着期盼的心情我们给电路板通上电，没想到我们日思夜想的正弦波如愿出现在示波器上，适当调试后得到不失真的正弦波，频率992HZ，在误差范围内符合要求。
原来是我们修复检查各个焊点时没有把LM324拔下来，高温导致LM324的损坏，以至于一直不出波形。
经过这件事，我们都收获了不少，同时也知道了在电子设计中严格遵守操作规程的重要性。
接着，我们开始第二部分（方波部分）的制作。
第二部分由xx焊接，xxx辅助。
虽然是第一次焊接电路，但他们都认真对待，焊点也都非常好。
焊完第二部分测试后方波也非常好，没有失真。
第三部分是一个反向比例放大器，电路比较简单，所以第三第四部分都是由王泽豪和薛卉完成的。
第三部分输出的波形也没有失真，但第四部分的三角波输出却不太理想，三角波的上端和下端都不太尖，有些平。
但由于时间关系，这个问题留到了下次解决。
2013.12.25（星期四）上午上模电课的时候，我针对我们三角波产生的问题向老师请教，老师建议我们增大R9的值。
下午我们把R9的值加到了2.5kΩ，三角波输出失真的问题大大好转。
波形发生器到这一步就差不多了。
随后我们就开始了直流电源部分的制作。
我做好元件的排版，其他的焊接都由xxx完成。
因为有了上次的经验，大家都做得熟能生巧。
焊接完成后，我们怀着忐忑的心情开始测试（因为之前已经发生数起电容爆炸的事故，所以大家都很小心）。
看着万用表显示的稳定的+12v和—12v的输出，大家都长舒一口气。
回去把电源部分和波形发生部分连接起来，我们准备做最后的调试，接好电源后，我们等待用示波器测试的时候，突然一声巨响，其中一个大电容炸开，露出里面开花的类似纸卷的东西，在场的人都吓了一跳，还好没有人受伤。
惊魂稍定后，我们换了一个新电容后，每个人都又检查了一遍电路，确定无误后再次去测试。
当万用表显示输出正常后我们才稍稍放心，接上示波器后，正弦波、方波、三角波都正常的显示在示波器上，而且频率等其他要求也都完美的符合要求。
大家彻底放心，总算做好了。
（不过电容爆炸的原因却到最后也没有找到，不是电路问题，爆炸时也没有人动，还真是莫名其妙。
）
2013.12.26（星期六）验收的时候到了，我们都怀着激动地心情来到实验室。
验收平静的完成，再没有出现其他的问题。
得到老师的肯定后，我们都很开心。
看着我们组漂亮美观的电路板，我们心中都油然生出自豪之情，这是我们共同努力的结果，这次模电课设给我们留下了不可磨灭的美丽回忆！
（六）附录
（七）参考文献
模拟电子技术基础（第四版）
电子技术基础实验及课程设计
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