由要求可知,电路的输出波形应为三角波,峰值为2V,振荡周期为05ms。电路振荡周期为
T
2R3C
l
1
2R1R2
经过计算R310KΩR2175KΩR11KΩC302
F理论波形为
f3加法器加法器输入输出满足ui210ui1uo1。根据“虚短”和“虚断”的原则,节点的
电流方程为ui1ui2uo,所以输出的表达式为
R1R2
Rf
uo
Rf
ui1R1
ui2R2
计算取R11KΩ,R210KΩRf10KΩ三角波和正弦波经过加法电路后理论波形为
f4带阻滤波器
因为需要滤去三角波成分,所以选取的带阻滤波器的中心频率f02KHz。
中心频率为
f0
12RC
计算得
R796ΩC1uF。
理论上对于2KHz的信号衰减程度最大,其他频率几乎不衰减。
信号为500Hz,5V时
f信号为2KHz,5V时
5滞回比较器
当集成运放的输出为UOM时,通过正反馈支路加到同相输入端的电压为:
R1
R1R2
UOM
则同相输入端的合成电压为:
U
R1R1R2
UOM
R2R1R2
UREF
UH(上门限电压)
(7)
当ui由小到大,达到或大于上门限电压UH的时刻,输出电压uo才从UOM跃变到UOM,并保持不变。此时,通过正反馈支路加到同相输入端的电压为:
R1
R1R2
UOM
此时同相输入端的合成电压为:
U
R1
R1R2
U
OM
R1
R2R2
U
REF
UL(下门限电压)
理论波形为
f四、电路仿真结果及分析
仿真结果如下:
1Uo1端口
f由仿真图可知,波形近似为三角波。Um2VT2KHz,波形稳定。
2Ui1端口
因为由低频信号源产生,所以波形无失真。Um01V,T500Hz
3Ui2端口
f与理论波形有一定的偏差,三角波与正弦波相加时,三角波波峰、波谷有失真。
4Uo2端口
理论应为正弦波,可以看出经过滤波后,波形的波峰、波谷有失真,高频部分没有滤掉。Um934V略大于9V,T约为500Hz。
5Uo3端口
f可以看出近似为高低电平交替,在跳变过程中波形有失真,部分部分由于不稳定信号产生毛刺。
五、总结
1电源提供的电压对波形的影响:波形幅度变化必须在电源提供的电压范围之内,若不在,则底部或顶部会出现失真,因此采用12V电源而不用5V。2单电源和双电源的区别及其对电路的影响:运放采用单电源供电时,加法电路、滤波电路不能工作,必须采用双电源式供电,正极4接12V,负极11反接12到地。模块与模块之间的链接存在相互影响。3、模块与模块之间的链接存在相互影响:虽然单个模块运行仿真成功,但是连接为整个的电路图时,各功能模块的波形会受到其他模块的影响,失真交严重。处理办法是在各模块之间加入耦合电容或电容电阻组成的低通网路作为接口电路。通过这次课程设计,不仅对于模拟电子线路有了新的认识,r