《计算机电子线路制图》课程设计方波三角波发生器Word文档下载推荐.docx

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1.3方案的框图

方波——三角波结构框图如图1所示：

图1方波——三角波结构框图

2.单元电路设计

2.1单元电路结构

①矩形波发生电路如图1所示：

②积分电路如图3所示：

图2矩形波发生电路图3积分电路

2.2元件参数计算过程和公式

Vo1是方波输出点、Vo2为三角波输出点方波和三角波的振荡频率相同，其值为

方波的输出幅度由3稳压管Dz决定，方波经积分后得到三角波，因此三角波输出幅度

为

其中Uz为稳压管的电压

沈阳大学设计（论文）说明书用纸NO.4

2.3方波——三角波发生电路组成

方波——三角波发生电路主要由以下两部分组成如图4，图5所示

图4滞回比较器图5积分电路

2.4选定仪器列表

在方波三角波发生器中选择的仪器列表如表1所示

表1选定仪器列表

结构

名称

符号标识

个数

滞回比较器

电阻

R1、R2、R3

3个

集成运放

A

1个

稳压管

D1、D2

2个

积分电路

R4、R5

B

电容

C

沈阳大学设计（论文）说明书用纸NO.5

2.5绘制原理图步骤：

（1）在初始界面上单击File→New→PCBProject命令创建新的PCB设计项目。

执行File

→New→Schematic命令创建新的原理图文件并进入原理图设计环境。

（2）执行Design→DocumentOptions命令，设置图纸参数。

（3）单击窗口底部的Libraries标签，打开元件库管理。

单击Install按钮，打开对话

框，在其中双击所需元件库。

（4）单击Close按钮关闭该对话框，元件库安装到库管理面板中，准备工作完成。

（5）按照设计的电路图在库元件列表中选择所需元件单击放置按钮将其放置到合适的

位置。

双击元件，打开ComponentProperties对话框，在其中设置元件标号，参数值

等，单击OK按钮关闭对话框。

（6）按照设计好的原理图连接好电路图，原理图绘制完毕。

3.原理图

3.1用DXP软件绘制的仿真原理图

用DXP软件绘制的仿真原理图如下图6所示：

图6用DXP软件绘制的仿真原理图

沈阳大学设计（论文）说明书用纸NO.6

3.2仿真元件列表

元件总汇列表如表2所示：

表2仿真元件列表

元件名称

标号

说明

参数型号

封装形式

所属元件库

LM324N

UA

UB

集成运算放大器

DIP-14/D19.7

LTOperationalAmplifier.IntLib

Res2

R1、R2

40K

AXIAL

-0.4

MiscellaneousDevices.IntLib

R3

2K

30K

1N5233B

DIO7.1-3.9X1.9

FSCDiscreteDiode.IntLib

Cap

0.01uf

RAD

-0.3

VSRC

Vcc

Vee

电源

15V

-15V

沈阳大学设计（论文）说明书用纸NO.7

4.测试方案

4.1实验设备及用途

（1）集成运放的选择

由于方波的前后沿时间和滞回比较器的转换速率有关，当方波频率很高或方波前、后沿要求较高时，应选择高速集成运算放大器来组成滞回比较器。

（2）稳压管的选择

稳压管的作用是限制和确定方波的幅度。

此外，方波幅度和宽度的对称性也与稳压管的对称性有关。

为了得到稳定而且对称的方波输出，通常选用高精度双向稳压管。

R3是稳压管的限流电阻，其值根据稳压

（3）分压电阻R1和R2的阻值的确定

R1和R2的作用是提供一个随输出方波电压而变化的基准电压，并由此决定三角波的输出幅度。

所以R1和R2的阻值应根据三角波输出幅度的要求来确定。

而且当要求三角波的幅度可以调节时，可以选择用电位器来代替R1、R2。

（4）积分元件R和C参数的确定

R和C的值应根据方波和三角波发生器的振荡频率来确定。

当分压的电阻R1和R2的阻值确定后，先选择电容C的值，然后确定R的值。

而且为了减小积分漂移，应尽量将电容C的值取大些。

但是电容量大的电容漏电也大，所以通常积分电容应不超过1uF。

管的稳压电流来确定。

4.2仿真类型及参数

（1）对于本题目的设计重点是观测Vo1和Vo2的波形，所以选择的仿真类型是瞬态分析。

它用于求电路的时域响应；

在其中可以设置Starttime,Endtime,Steptime,Maxsteptime等。

而且最重要的是它的分析结果是以波形图的形式显示，这一点符合本设计要求。

（2）针对本设计选择的参数是

①起始时间为0

沈阳大学设计（论文）说明书用纸NO.8

②终止时间为10ms

③步长为20ns

④最大步长为200ns

4.3仿真分析步骤

（1）进入ProtelDXP环境界面，安装元件库，常用元件库有MiscellaneousDevices.IntLib和SimulationSources.Intlib。

（2）另外还需要安装FSCDiscreteDiode.IntLib,TIOperationalAmplifier。

设计仿真原理图，双击仿真元件，设置仿真元件参数。

（3）对于普通无源仿真元件如电阻、电容除了设置元件的名称外，还需要对右侧的

Parametersfor选项组中设置元件的标注。

（4）对于电源等需要设置较多参数的仿真元件，需要双击对话框右下部的Modelsfor

选项组中双击Type选项中的Simulation模型，打开仿真模型参数对话框，在

Parameters（参数）选项卡中设置模型参数，并根据需要选择是否显示该参数。

（5）设置仿真类型和参数，执行DesignSimulationMixSim命令，单击如图所示工具栏中的设置仿真分析按钮，打开仿真分析参数设置对话框如图7所示：

（7）在分析选项区中选择所需的分析类型——瞬态分析，之后打开参数设置对话框，根据需要设置分析参数

图7仿真参数设置对话框

沈阳大学

设计（论文）说明书用纸NO.9

参数为：

起始时间、终止时间、步长时间以及最大步长时间。

（7）运行仿真分析，自动进入仿真结果显示环境，观察输出结果。

5.仿真分析

5.1仿真波形

（1）Vo1仿真波形如图8所示：

图8Vo1矩形波仿真输出波形

（2）Vo2仿真波形如图9所示：

图9Vo2三角波仿真输出波形

沈阳大学设计（论文）说明书用纸NO.10

5.2测量值

（1）Vo1频率及幅值如下表3所示：

（2）Vo2频率及幅值如下表4所示：

表3矩形波输出波形频率及幅值表4三角形波输出波形频率及幅值

5.3数据记录

数据记录如表5所示：

表5数据记录表

观察点

幅值

频率

Vo1

6.32V

998Hz

Vo2

6.76V

988Hz

设计（论文）说明书用纸NO.11

5.4两个波形进行比较

如下图10所示：

图10两波形进行比较

5.5计算与验证

（1）频率计算

如原理图可知：

方波和三角波的振荡频率相同，其值为

已知：

R1=60KΩR2=60KΩR3=2KΩR4=22KΩR5=22KΩC=0.01uFUz=6V

代入公式中得出f=998Hz.（

）

（2）幅度计算

在uo1=-Uz期间，积分电路的输出电压uo往正方向线性增长，此时u+也随着增长，当增长至u+=u-=0时，滞回比较器的输出电压uo1发生跳变，而发生跳变时的uo值即是三角波的最大值Uom。

将条件:

uo1=-Uz，u+=0和uo=Uom，可得

可解得输出幅度为:

uo1=-Uzu+=u-=0

（Uz为稳压管的电压）

将已知代入公式得:

Uom=6V（R1=60KΩR2=60KΩUz=6V）

参数符合课设题目要求：

即频率约1000Hz，幅度大于2V

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设计（论文）说明书用纸NO.12

5.6误差分析

①仿真软件的元器件值不可能绝对的精确造成仿真结果会有一定的非可见差。

②参数的设置问题以及小数点的取舍都是影响结果的因素。

③人眼观察也是有一定的误差的。

④由于有效值的取值位数不同会造成误差。

6.印制电路板图

（1）布线结果如图11所示：

图11布线结果

（2）印制电路板3D显示如图12所示：

图12印制电路板3D显示

沈阳大学

设计（论文）说明书用纸NO.13

（3）布线框架图显示如图13所示：

图13布线框架图显示

4.设计体会

《电子线路制图》课程设计使我们稍懂的了如何使用DXP这种仿真软件，深深的体会到仿真软件的巨大用途。

我们可以把学到的理论知识用计算机真实的再现出来。

由被动学习变为主动学习，提高了自己的学习热情。

初步掌握利用电子设计自动化工具设计电子电路的一般方法步骤，通过理论联系实际提高和培养学生分析、解决实际问题的能力和创新能力，为后续课程的学习、毕业设计和毕业后工作打下一定的基础。

通过解决简单的实际问题巩固和加深在《电路设计与仿真》课程中所学的理论知识和实验技能。

课程设计是学科专业知识的补充与延伸，培养了我们的学习兴趣和电子制图的工程意识，尤其在印制电路板方面，我们必须要考虑如何节省材料，如果以最小的成本投资来获得更大的利益而绝对不失其功能。

通过此次的课程设计，让我学习了许多课外知识，丰富课上学习的理论知识，把理论和实际有效的联系起来，锻炼我们独自思考和处理问题的思维，使我们初步掌握计算机电子线路制图的一般方法步骤。

在实践中体会理论知识的具体运用，让我们受益匪浅。

为以后的各方面的实际任务提供了宝贵的设计经验。

这次的课程设计真的让我受益很多。

例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准规范，进行计算机辅助设计和绘图的训练。

培养运用现代设计方法解决工程问题的能力。

设计（论文）说明书用纸NO.14

同时也让我学会了学习机械设计的一般方法、步骤，掌握机械设计的一般规律。

通过课程设计实践，树立正确的设计思想，培养综合运用绘图设计课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决绘图设计问题的能力。

使理论和实际结合起来，使这些知识得到进一步巩固、加深和拓展,培养运用现代设计方法解决工程问题的能力。

5.参考文献：

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高等教育出版社，1998.11：

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电子工业出版社，2002.8：

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