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模拟电子技术设计--简易函数信号发生器的设计与制作

标题:简单函数信号发生器的设计和生产

1 整机设计

1.1 设计任务及要求

运用所学的模拟电子技术知识 AD 绘制软件,设计和制作一个简单的函数信号发生器,需要生成方波和三角波信号,并设计电路所需的电源电路。

1.2 整机实现的基本原理和框图

1.函数信号发生器能自动产生正弦波、三角波、方波、锯齿波、阶梯波等电压波形。 电路中使用的设备可以是分立设备或集成电路。本课题需要完成一个能产生方波的项目, 简单函数信号发生器的三角波。 产生方波和三角波的方案有很多种。本课题采用运输构成电压比较器的方波信号 积分器将方波转换为三角波输出,其原理框图如图所示 1 所示。

2.直流电源电路一般由四个环节组成-滤波-稳压四个环节组成。 成框图如图 2 所示。

(1)电源变压器的作用是将电网连接起来 220V 的交流电压变成整流电路所需要的电压 u1 。因 此,u1=nui(n 变压器的变比)。整流电路的作用是交流电压 u1直流转换为单向脉动 U2。整流电路主要有半波整流电路 流、全波整流模式。以单相桥式整流电路为例, U2=0.9u1。每个二极管承受的最大反向电压 uRM= 2u ,平均电流Id=1/2Ir=0.45u1/R。

对于 RC 滤波电路,C 选择应适应下公式,即 RC 应满足放电时间常数: RC=(3~5)T/2 ,T 为 50Hz 交流电压周期,即 20ms 。

(2)设备选择 ①变压器 将 220V 交流电压成为整流电路所需的电压 u1。 ②整流电路 将交流电压 u1转换为单向脉动的直流 U2.可采用半波整流和全波整流 实现极管形成整流桥堆。建议用二极管搭建全波整流电路。 ③滤波电路 脉动直流电压 U2过滤除纹波,变成小纹波 U3,有 RC 滤波电路、LC 滤波电路等。

建议采用大电容滤波。 ④稳压器 固定三端稳压器和可调三端稳压器是常用的集成稳压器。以下是其典型的应用和选择原则。

常见的固定三端稳压器有:78XX 系列稳压器输出固定正电压,如 7805 输出 为 5V;79XX 系列稳压器输出固定负电压,如 7905 输出为-5V。可调三端稳压器可输出连续可调直流电压,常见产品有:LM317 稳压器连续输出 可调正电压;LM337 稳压器连续输出可调的负电压。稳压芯片管脚接法参照相关资金 料。

2 硬件电路设计

这是直流电源电路的原理图,由降压-整流-滤波-稳压四个环节组成。电网通过变压 220V 交流电压成为整流电路所需的电压。四个二极管的作用是整流,电容器起到滤波的作用,然后通过7812和7912稳定压力,两个LED灯起指示作用。

这部分是由运输组成的电压比较器

这部分使用运输构成积分器将方波转换为三角波输出

3 制作和调试过程

我们根据要求绘制实验电路的原理图,有些部件需要自己包装,如7812和7912NE5532芯片、电位器等。根据测量元件确定孔径、管脚之间的距离和元件的大小。还有就是在画原理图是导线的时候要注意检查连接点。导入PCB后改好规则,地线1.5mm、电源线1.2mm、其他1mm、安全距离10mil、去掉Top layer。布局完成后,应留出一定位置放置变压器,并放置姓名和学号(需要镜像)。选择keep-out layer 绘制框架的大小需要控制在10*15mm内,再选择Bottom layer 将安全距离改为1mm,覆铜后再改回10mil。这样,制版的第一步就做好了。

然后去51102制版。机器制版后,用外表检查电路板的导线连接是否连接或短路。板短路用刻刀刮掉短路。钻孔时,应根据封装尺寸选择钻针,钻孔时不能放下部件。用砂纸打磨光滑,然后用松香擦拭。板制好后,按照原理图和原理图制作所有元器件PCB板上焊接好,焊接时注意不要有虚焊、漏焊。

装配好板后进行调试:装配好后不要上电,NE5532不急于安装芯片座,先用万用表测试电源输出是否短路。一定要确定好各元器件是否按照PCB安装原理图。如果确有问题后再上电,如果LED灯没亮,检查是否有LED灯反转,或电容器、7812和7912不符合要求PCB插入原理图的方向。测试芯片座上8脚和4脚的电压是否正确 12v与-12v左右。插入芯片,然后用示波器检测波形。如果没有波形,说明波形发生器的电路有问题,然后仔细比较PCB与原理图找出问题并解决。调试并记录以下性能指标:正电压、负电压、方波幅度、三角波幅度、波形频率范围。并拍下波形照片写报告。

4 电路测试

4.1 测试仪器和设备

万用表1台;

示波器1台。

4.2 性能指标测试

正电压:11.92V

负电压:-12.04V

方波幅度:6.88V

三角波幅度:3.08V

波形频率范围:52Hz ~995Hz

4.3 波形图

所有信息都可以在我的资源中下载。信息内容如下pcb原理图已经画好了:

 

标签: r09n系列电位器集成电路646u275mm直滑电位器封装二三极管集成电路lm317t

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