lm324应用 何攀17.docx

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lm324应用何攀17

目录

1选题背景2

1．1指导思想2

1．2方案论证2

1．3基本设计任务2

1．4电路特点2

2电路设计3

2.1总体方框图3

2.2工作原理3

3各主要电路及部件工作原理4

3.1三角波发生电路4

3.2加法器电路5

3.3滤波器电路5

3.4比较器电路6

4原理总图6

5元器件清单列表8

6调试过程及测试数据8

6.1通电前检查8

6.2通电检查8

6.2.1三角波发生电路检测8

6.2.2加法器电路检测9

6.2.3滤波器电路检测10

6.2.4比较器电路检测10

6.3结果分析11

7小结11

8设计体会及今后的改进意见12

8.1体会12

8.2本方案特点及存在的问题12

8.3改进意见12

参考文献13

1选题背景

集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件，它以半导体单晶硅为芯片，采用专门的制造工艺，把晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等原件以及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起，使之具有特定的功能。

集成运放广泛用于模拟信号的处理和产生电路中（如比例、求和、求差、积分、微分等），因其高性能低价位，广泛应用于模拟电子电路设计中。

1．1指导思想

通过集成运放组成的三角波产生电路、加法器电路、滤波电路、比较器电路，将两路输入信号经过频率与幅度的变化，输入符合课题要求的信号。

1．2方案论证

（1）三角波发生电路

因为只提供了一片LM324，然而后面的加法器，滤波，比较器必定会用掉三个运放，因此三角波的产生电路不能用掉两个运放，本课设采用一片LM324的中一个运放接成滞回比较器，三角波由滞回比较器的反相端输出。

（2）加法器电路

采用LM324中的一个运放，在反相端按照课题要求连接相应阻值的电阻。

（单电源时注意输入信号的抬高）。

（3）滤波电路

采用LM324中的一个运放，在积分运算电路的基础上用电阻和电容组成压控电压源二阶滤波电路。

也可以采用带通滤波器。

（4）比较器电路

采用LM324中的一个运放，使其工作在开环状态，接成比较器。

（5）不同的部分用电容耦合减轻级与级之间的影响。

1．3基本设计任务

先分步骤设计三角波发生电路、加法器电路、滤波电路、比较器电路，最后将四个电路作为整体进行调试，完成设计要求。

1．4电路特点

由于LM324集成运放芯片中只有4片运发，为满足题目要求，三角波由矩形波发生电路的反相端输出；电路仅有两路输入信号，且三角波频率为正弦波频率的4倍，这决定了滤波电路实际是不能完全滤去三角波的。

2电路设计

2.1总体设计图

2.2工作原理

首先是用集成运发接成矩形波发生器，从其反相端输出三角波Uo1，其中三角波频率为2000HZ，峰峰值4V。

然后由信号源输出峰峰值为0.1V，频率为500HZ的正弦波Ui1，与三角波共同输入加法器电路。

加法器输出的合成波Ui2进入滤波电路并输出经滤波后的峰峰值9V，频率为500HZ的正弦波Uo2。

最后正弦波Uo2与三角波Uo1共同输入比较器，并由比较器输入峰峰值为2V，频率为500HZ的矩形波Uo3。

3各主要电路及部件工作原理

3.1三角波发生电路

设计时要求反相端输出频率为2000HZ的三角波，可根据T=2R5*C1*ln（1+2R3/R1）计算出。

电阻，电容值去市场买到的最接近的值，并且接入电位器R5，便于三角波的产生及调试。

3.2加法器电路

输出波形Ui2=R6（Ui1/R4+Uo1/R2）

3.3滤波器电路

fo=1/（2π√C3*C4*R8*R9）

3.4比较器电路

4原理总图

5元器件清单列表

6调试过程及测试数据

为使电路便于调试我们采用分块调试的方法。

6.1通电前检查

电路安装完毕后，经检查电路各部分接线正确，电源、元器件之间无短路，器件无接错现象。

6.2通电检查

6.2.1三角波发生电路检测

将示波器接入LM324的2脚上，观察示波器上的现象如图

经过实验确实能得到上述波形，因为三角波发生电路没有问题。

6.2.2加法器电路检测

正弦信号和三角波信号由运放的3脚输入，7脚输出连示波器观察波形如图

经过实验确实能得到上述波形，因为加法器电路没有问题。

6.2.3滤波电路检测

7脚输出的合成波经10脚输入，8脚输出滤波后的信号接入示波器，观察波形如图

经过实验得到的波形和仿真结果有偏差，波形有失真，分析原因是因为三角波与正弦波频率成整数倍且大小相近，实际波形符合题目要求，在误差范围内。

6.2.4比较器电路检测

将滤波后的正弦波输入12脚，三角波输入13脚，有14脚输出矩形波，接入示波器波行如下图。

经过实验得到的波形峰峰值为2V，频率为500HZ，波形有少许毛刺，在误差范围内。

6.3结果分析

每一部分电路输出波形的频率及幅度均满足题目要求，说明电路实现了设计要求。

7小结

在这次的课程设计的过程当中，体会有很多，在最初的选题时候还抱着应付的心理，总想找一个简单的题目，现在想来觉得很是幼稚，完全没有一个学生基本的求知欲望，真觉得对不起两年的大学生活更别说父母老师背后的辛苦了，好在及时端正了态度，认真，仔细的对待这项任务，而且还有陈老师，张老师的严格要求和细心指导，在遇到问题的时候有这两个后盾的支持觉得很是踏实。

整个课设下来，起初最大的感受就是自己知识面太狭小，实践能力太弱，就拿用一个运放产生三角波来说，思前想后折腾了好久才弄明白，其实答案就在模电书的波形产生那一章，那是只是应付考试学习，没想到实际之中就全忘记了；还有就是问学长时那种遭“鄙视”的感觉真是让人难受。

然而知耻后勇，打击一下幼小的心灵会让人更好的认识自己，知道自己并没有自己想象的那么好，然后努力去改进提高。

8设计体会及今后的改进意见

8.1体会

在本次的课程设计中，学到了许多实践知识，也明白了许多道理，知易行难不仅是一句空话，理论和实际还有很大的鸿沟，经过这次课设，自己对以前的知识有了新的认识，对一些知识点也能贯通一下，特别是在实践的过程中那种感性的认识，与书本上枯燥的知识相比更能给人留下印象。

经过这次课设发现了很多不足，虽然在老师，学长的帮助下基本解决了，但是自己需要努力的地方还有很多很多，还需要付出艰辛的努力才不会在大四毕业时后悔。

8.2本方案特点及存在的问题

特点：

本方案最大的特点就是设计电路简单，没有涉及到太过复杂的知识，由于选择的题目更偏重于模电方面的知识，因此主要耗时在了电路的设计和调试上面，不像选择偏重数电题目的同学那样，把时间主要消费在线路的排错上。

存在问题：

由于设计简单，因此在调试方面问题很多，比如在滤波电路中发现波形有失真，应尽量通过调试去弥补。

8.3改进意见

在改进意见方面，我认为自己未能真正熟练地运用各种滤波电路，理解各种滤波电路的联系和区别，这使得滤波电路的最终效果仍不是很理想，理论和实践还不能有效地结合，这些都要通过今后的学习去不断的完善和修改。

参考文献

【1】党宏社.电路、电子技术实验与电子实训.电子工业出版社.2008

【2】《全国大学生电子设计竞赛技能训练》北京航空航天大学出版社    2007

【3】童诗白华成英.模拟电子技术基础.华中科技大学.高等教育出版社.2006