测控电路课程设计报告.docx
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测控电路课程设计报告
选题一
选题二
选题三
选题四
评 价
所 选 题
√
√
所选题设计成绩
设计报告总成绩
答辩成绩
（详见答辩记录）
总成绩（设计报告总成
绩+答辩成绩）
测控电路课程设计
指导教师：
周严
实验人：
周家杰 沈方毅 鞠志浩 任晓军
实验地点：
机械楼 421
时间：
2014 年 12 月 24 日
选题一 信号发生电路的设计
1. 设计及实验任务
1）确定图中的元件参数，搭建实验电路，调试实验电路，验证上述理论分析的结论。
技术要求如下：
①幅度要求：
方波±5V，三角波±2.5V。
②频率调节范围：
100Hz～10kHz。
2）对举例中的电路加以改进，使输出三角波能够沿纵坐标平移，但波形形状不变，要求移动范围为
±5V。
设计电路原理图，搭建并调试电路验证设计。
3）对举例中的电路加以改进，使输出三角波变为锯齿波。
设计电路原理图，搭建并调试电路验证设计。
技术要求如下：
①幅度要求：
方波±5V，锯齿波波±2.5V。
②频率调节范围：
100Hz～10kHz。
4）对举例中的电路加以改进，使输出的方波变为占空比可以调节的方波，但周期不变，要求占空比调
节范围 1%～100%。
设计电路原理图，搭建并调试电路验证设计。
2. 设计及实验调试说明
1）任务一设计及实验调试说明
（1）电路参数的设计
原理：
如图所示,在通电瞬间，比较器的输出电平 Vo1 是随机的，这里设刚通电时 Vo1=+Vz， 积分器输出负向
1
斜变。
当 A1 的同相输入端 V1+从正过零时有
V1+ =
R2
R1 + R2
Vo- +
R1
R1 + R2
Vo1 = 0
，
Vo- = -
R1
R2
V z
比较器输出翻转为-Vz，之后积分器输出正向斜变，当 A1 的同相输入端 V1+从负过零时有
V o + =
R1
R 2
V z
比较器输出又翻转为+Vz，之后积分器输出负向斜变，当 A1 的同相输入端 V1+从正过零时，比较器输出
再次翻转为-Vz，积分器输出再次正向斜变，如此周而复始，Vo 输出三角波，Vo1 输出方波，波形见图 1.2。
当积分器正向斜变输出时，积分器最终输出为 :
Vo + = Vo - -
1
R5C
2
1
- V z dt = -
R1
R2
V z +
T2
R5C
V z =
R1
R2
V z
，
T2 =
2 R1 R5C
R2
2
由于输出的波形是对称的，所以输出信号的周期是
T = 2 T 2 =
4 R 1 R 5 C
R 2
元件选择：
选用 5c1 代号的稳压管 2 只
选用两片 LF356 芯片
选用电阻:
R1=10kΩR2=20kΩR3=10kΩR4=10kΩR5=10kΩR6=10kΩC=0.0022F
（型号为 222）
（2）实验步骤
1.初步将电容选为 0.1μF（型号为 104），电阻 R1=10kΩ，R2=20kΩ，R3=10kΩ，R4=10kΩ，
R5=10kΩ，R6=10kΩ。
2.按图 1.1 搭建好电路。
3.调节直流稳压电源的两路输出至+15V 和-15V，然后用万用表的直流电压档确认电压输出值为
+15V，-15V
4.确认线路连接无误后，接通电源。
5.用示波器一路 CH1 测量 Vo1 的输出波形，用示波器另一路 CH2 测量 Vo 的输出波形。
6.将 R5 和第二级运放之间串联一个 500K 的电位计来调节输出波形的频率，使输出波形的频率
可以在 100Hz 到 10KHz 之间变化。
实验结果及分析：
在调解频率的任务中，无论怎么调节电位器也调节不到 10KHz 的波形，我们经过讨论决定将 0.1uf
的电容换成 2200pf 的电容，得到而想要的波形，但是再次调节电位器，波形会失真。
调试的波形如下图
图一图二为方波三角波发生电路的波形图
图 1
3
图 2
图三图四为调节频率的波形图
图 3
图 4
2）任务二设计及实验调试说明
（1）电路设计及原理说明
根据设计要求，三角波能沿纵坐标平移，即基准电压发生变化，所以原电路第一级的比较器的基准
电压需要可变，用一直流电源通过 R4、R7 分压后提供给 A1 的反相输入端，其中 R4=16K，电位器 R7 应能达
到 32K，此时反相输入端可得到电压值为+5V,示波器 CH2 接 Vo，观察示波器波形，待其稳定后，调节电位计
4
R7，观察示波器波形是否可上下移动，移动幅值范围是否可达到±5V。
附加原件说明:
2 个二级管,2 个电位计（10K）
（2）实验步骤
1.电阻均选择为 10 kΩ，电容选为 0.0022μF（型号为 222）
2.按上图搭建好电路。
3.调节直流稳压电源的两路输出至+15V 和-15V，然后用万用表的直流电压档确认电压输出值为
+15V，-15V
4.确认线路连接无误后，接通电源。
5.用示波器一路 CH1 测量 Vo 的输出三角波波形。
调至 DC 档（直流耦合方式），并调节电位器的阻
值，即可实现三角波的上下移动。
波形：
5
3）任务三设计及实验调试说明
电路设计：
6
附加原件:
一个二极管
原理:
由于输出信号周期为
T =
4R1R5C
R2
将 R5 变为电位器即可改变周期，即改变频率。
（2）实验调试步骤，记录调试的波形、数据等中间及最终结果
实验步骤 6
1.按上图搭建好电路。
2.调节直流稳压电源的两路输出至+15V 和-15V，然后用万用表的直流电压档确认电压输出值为
+15V，-15V
3.确认线路连接无误后，接通电源。
4.用示波器一路 CH1 测量 Vo1 的输出波形，用示波器另一路 CH2 测量 Vo 的输出波形。
调试波形:
4 任务四 设计及实验说明
（1）电路设计及原理说明
原理：
理论计算上，周期 T=T1+T2=2*R1*C*（2R5+Rp）/R2，则 2R5+Rp 为常数（R5 为保护电阻） 由
7
Rp
于。
占空比的可调范围为 1%到 100%，即 R5/（R5+Rp）=1%,（R5+Rp）/ R5=100%,则 R5 应尽量小，取 R5=100Ω，
最大阻值为 10MΩ。
附加原件:
2 个二极管,一个电位计（10K）
（2）实验步骤
1.按上图搭建好电路。
2.调节直流稳压电源的两路输出至+15V 和-15V，然后用万用表的直流电压档确认电压输出值为
+15V，-15V
3.确认线路连接无误后，接通电源。
4.用示波器另一路 CH1 测量 Vo 的输出波形。
调节电位器，观察到示波器上方波占空比的变化。
用
照片记录了占空比为 1%和 100%，以及中间段的波形。
调试的输出波形如下图:
8
9
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