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脈寬調(diào)制信號(hào)電路設(shè)計(jì)報(bào)告
一、設(shè)計(jì)題目:
脈寬調(diào)制信號(hào)電路設(shè)計(jì)
二、設(shè)計(jì)要求:
脈寬調(diào)制信號(hào)的頻率在1000Hz左右可調(diào),周期為1ms
脈寬調(diào)制信號(hào)的脈寬Ton可連續(xù)調(diào)節(jié)(0—0.5ms)
三、用到的器件:
矩形波發(fā)生器、積分器、電壓比較器、電阻、電容等
四、設(shè)計(jì)原理:
1、矩形波產(chǎn)生電路
(1)基本原理
利用積分電路(RC電路的充放電時(shí)的電容器的電壓)產(chǎn)生三角波,用電壓比較器(滯回)(作為開關(guān))將其轉(zhuǎn)換為矩形波。
(2)工作原理
電路如圖
充電
放電 (3) 振蕩周期的計(jì)算
其中:
代入上式得: 同理求得: 則周期為: 從前面我們可知,矩形波的占空比為 占空比可調(diào)電路如圖所示:
可求出占空比:
占空比:
2、三角波產(chǎn)生電路
(1)電路組成
從矩形波產(chǎn)生電路中的電容器上的輸出電壓,可得到一個(gè)近似的三角波信號(hào)。由于它不是恒流充電,隨時(shí)間t的增加uc上升,而充電電流
隨時(shí)間而下降,因此uc輸出的三角波線性較差。為了提高三角波的線性,只要保證電容器恒流充放電即可。用集成運(yùn)放組成的積分電路代替RC積分電路即可。電路如上圖。
集成運(yùn)放A1組成滯回比較器,A2組成積電路。
(2)工作原理
設(shè)合上電源開關(guān)時(shí)t=0,uo1=+Uz,電容器恒流充電, ,uo=-uc線性下降,當(dāng)下降到一定程度,使A1的U+≤U-=0時(shí),uo1從+Uz跳變?yōu)椋璘z后,電容器恒流放電,則輸出電壓線性上升。
uo1和uo波形如下圖所示。
(3)三角波的幅值
幅值從滯回比較器產(chǎn)生突變時(shí)刻求出,對(duì)應(yīng)A1 的 時(shí)的 值就為幅值。從圖中要看出
當(dāng) 時(shí)
當(dāng) 時(shí)
(4)三角波的周期
由積分電路可求出周期,其輸出電壓 從- 上升到+ 所需的時(shí)間為T/2,所以有:
,
,
3、電壓比較器 (1)將過零比較器的輸入端從接地改接到一個(gè)固定電壓值上,就得到電壓比較器,電路如下 路 圖所示: (a) 電路圖 (b)電壓傳輸特性
(2) 電壓比較器的基本特點(diǎn): 工作在開環(huán)或正反饋狀態(tài);因開環(huán)增益很大,比較器的輸出只有高電平和低電平兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài);因?yàn)槭且蚴谴蠓裙ぷ,輸出和輸入不成線性關(guān)系。
五、設(shè)計(jì)電路與分析
1、U1C將三角波輸出與一個(gè)直流電平進(jìn)行比較,得到方波輸出,方波信號(hào)的占空比可在0%至100%范圍內(nèi)調(diào)節(jié),對(duì)應(yīng)于VIN的變化范圍為:1/4Vcc至3/4Vcc。
2、方波頻率由R、C、R1、R2決定:
3、f=R2/4R*C*R1 其中:R2 > R1
4、f=2k/(4*4.7k*0.1u*1k)=1064Hz
5、通過計(jì)算可得所設(shè)計(jì)的電路符合設(shè)計(jì)要求。
六、設(shè)計(jì)體會(huì): 通過這次課程設(shè)計(jì)讓我加深了對(duì)模擬電路有關(guān)知識(shí)的深刻理解,其中關(guān)于非正選波產(chǎn)生電 路部分與積分器、電壓比較器、等電路器件加深了認(rèn)識(shí)與理解 。同時(shí)也注意到了我在模擬電路有些章節(jié)的不足,我希望能在今后的學(xué)習(xí)中對(duì)自己能得到新的認(rèn)識(shí)與進(jìn)步。
七、指導(dǎo)老師意見:
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