模擬電子技術基礎課程設計--集成運算放大器的應用

1、<p><b>　　《模擬電路基礎》</b></p><p><b>　　課程設計</b></p><p>　　課題名稱___集成運算放大器的應用___</p><p>　　班 級_______09電信（1）班______</p><p>　　姓 名__________

2、___________</p><p>　　學 號_________ __________</p><p>　　指導教師_________ ____________</p><p>　　日 期_______2011~2012上學年____</p><p>　　集成運算放大器的應用</p><p>&

3、lt;b>　　摘要</b></p><p>　　使用一片通用四運放芯片LM324組成電路實現(xiàn)下述功能：</p><p>　　使用低頻信號源產(chǎn)生，的正弦波信號，加至加法器的輸入端，加法器的另一輸入端加入由自制振蕩器產(chǎn)生的信號，如圖1(b)所示，，允許有±5%的誤差。 </p><p>

4、　　要求加法器的輸出電壓。經(jīng)選頻濾波器濾除頻率分量，選出信號為，為峰峰值等于9V的正弦信號，用示波器觀察無明顯失真。信號再經(jīng)比較器后在1kΩ負載上得到峰峰值為2V的輸出電壓。</p><p>　　電源只能選用+12V和+5V兩種單電源，由穩(wěn)壓電源供給。不得使用額外電源和其它型號運算放大器。</p><p>　　要求預留、、、和的測試端子。</p><p><b

5、>　　一、概述</b></p><p><b>　　1、設計的組成部分</b></p><p>　　（1）方波-三角波產(chǎn)生電路設計</p><p><b>　?。?）加法器</b></p><p><b>　　（3）低通濾波器</b></p>&

6、lt;p><b>　?。?）比較器</b></p><p><b>　　2、設計的目的 </b></p><p>　?。?）掌握LM324芯片的基本組成電路；</p><p>　　（2）熟悉一些基本器件的應用;</p><p>　?。?）熟悉多功能板的焊接工藝技術和電子線路系統(tǒng)的裝調技術;&

7、lt;/p><p>　?。?）設計一個用集成運算放大器構成的基本電路。熟悉集成運算放大器波形變換與三角波，正弦波等的產(chǎn)生電路的工作原理，并且知道其設計和調試方式。</p><p><b>　　二、單元電路設計</b></p><p>　　1、三角波產(chǎn)生器的設計</p><p>　　如下圖1.1.2所示為由集成運放構成的方波和

8、三角波發(fā)生器電路，圖1.1.3為由集成運放構成的方波和三角波發(fā)生器的輸出波形圖。</p><p>　　圖1.1.2 三角波產(chǎn)生器</p><p>　　圖1.1.3方波和三角波發(fā)生器的輸出波形圖</p><p>　　功能：方波和三角波發(fā)生器功能主要是產(chǎn)生如圖1.1.3的三角波其中 。</p><p>　　由集成運放構成的方波和

9、三角波發(fā)生器的形式很多，但通常由滯回比較器和積分電路構成。按積分電路的不同，又可以分為兩種類型：一類是由普通的RC積分電路組成，另一類由恒流充放電的積分電路和滯回比較器組成。</p><p>　　在本次的課程設計中方波和三角波發(fā)生電路是采用了由集成運放組成滯回比較器和普通的RC積分電路組成。</p><p><b>　　2、加法器設計</b></p>&

10、lt;p>　　如下圖1.1.3為加法器的原理圖</p><p>　　圖1.1.3 加法器原理圖</p><p>　　功能：由低頻信號源產(chǎn)生，的正弦波信號，加至加法器的輸入端，加法器的另一輸入端加入由自制振蕩器產(chǎn)生的信號要求輸出實現(xiàn)電壓。</p><p><b>　　濾波器設計</b></p><p>　　如下圖1.

11、1.4為濾波器的設計原理圖</p><p>　　圖1.1.4濾波器原理圖</p><p>　　功能：經(jīng)選頻濾波器濾除頻率分量，選出信號為峰峰值等于9V的正弦信號。</p><p><b>　　比較器設計</b></p><p>　　如下圖1.1.5為比較器原理圖</p><p>　　圖1.1.5比

12、較器原理圖</p><p>　　功能：信號再經(jīng)比較器后在1kΩ負載上得到峰峰值為2V的輸出電壓</p><p>　　5、器件選擇與參數(shù)設定</p><p>　　1、選擇集成運算放大器 </p><p>　　1、由于方波前后沿與用作開關的器件A1的轉換速率SR有關，因此當輸出方波的重復頻率較高時，集成運算放大器A1應選用高速運算放大器

13、，一般要求時選用通用型運放即可。</p><p>　　2、集成運算放大器A2的選擇：積分運算電路的積分誤差除了與積分電容的質  量有關外，主要事集成放大器參數(shù)非理想所致。因此為了減小積分誤差，應選用輸入失調參數(shù)（VI0、Ii0、△Vi0/△T、△Ii0/△T）小，開環(huán)增益高、輸入電阻高，開環(huán)帶較寬的運算放大器。</p><p>　　2、 確定正反饋回路電阻R1與R2</p&

14、gt;<p>　　R1與R2的比值均決定了運算放大器的A或A1觸發(fā)翻轉電平，也就決定了三角波的輸出幅度。因此根據(jù)設計要求的三角波輸出幅度，由上式(3)可以確定R1和R2的阻值。由（3）式可以得到R1 /R2=1/3。</p><p>　　3、 確定積分時間常數(shù)RC</p><p>　　積分元件R、C的參數(shù)值應根據(jù)方波和三角波所要求的重復頻率來確定。當正反饋回路電路R1、R2的

15、阻值確定之后，再選取電容C的值，由上式(1)可求的R。</p><p><b>　　4、LM324介紹</b></p><p>　　LM324是四運放集成電路,它采用14腳雙列直插塑料封裝,外形如圖所示。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運算放大器, 除電源共用外,四組運放相互獨立。每一組運算放大器可用圖1所示的符號來表示,它有5個引出腳,其中“+”、“-”為兩個信號輸入

16、端,“V+”、“V-”為正、負電源端,“Vo”為輸出端。兩個信號輸入端中,Vi-（-）為反相輸入端,表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的位相反;Vi+（+）為同相輸入端,表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相同。LM324的 引腳排列見圖2</p><p>　　由于LM324四運放電路具有電源電壓范圍寬,靜態(tài)功耗小,可單電源使用,價格低廉等優(yōu)點,因此被廣泛應用在各種電路中。</p><p

17、><b>　　總體設計</b></p><p>　　整個系統(tǒng)的設計框圖如下圖1.1.6</p><p>　　圖1.1.6系統(tǒng)連接圖</p><p><b>　　系統(tǒng)調試</b></p><p>　　1、三角波發(fā)生器仿真輸出波形圖</p><p>　　2、加法器仿真輸出圖

18、</p><p>　　3、濾波器的仿真輸出圖</p><p>　　4、比較器的仿真輸出圖</p><p>　　5、設計過程中所用到的儀器</p><p>　?、?選取的元器件如下：</p><p><b>　　函數(shù)信號發(fā)生器；</b></p><p><b>　　

19、示波器；</b></p><p><b>　　直流電源；</b></p><p>　　集成運算放大器       LM324   1片</p><p>　　電阻 560 Ω、1 kΩ、10kΩ 、 100kΩ 、電位器103、50

20、2、503  若干</p><p>　　電容               330μF 、0.1μF、0.001μF、10μF</p><p>　?、?課程設計進行過程及注意事項</p><p>　　(1）進行

21、方案論證，合理設計高效率音頻功率放大器的電路原理圖；</p><p>　　(2）單元電路組裝調試；</p><p>　　(3）整機組裝調試。</p><p><b>　　四、設計總結</b></p><p>　　大二下學期我們開設了《模擬電路》課，這門學科屬于我們的專業(yè)課，且只是理論方面的指示。正所謂“紙上談兵終覺淺，覺

22、知此事要躬行?！睂W習任何知識，僅從理論上去求知，而不去實踐、探索是不夠的，所以在上學期暨模電學完之際，這學期來一次電子電路課程設計是很及時、很必要的。這樣不僅能加深我們對電子電路的任職，而且還及時、真正的做到了學以致用。</p><p>　　這兩周的課程設計，在我們不懈的努力與切實追求下終于做完了課程設計在這次課程設計過程中，我也遇到了很多問題。比如在濾波器這一模塊我就弄了很長時間，先是遠離不清晰，這直接導致了我