2011 年全国大学生电子设计竞赛实验报告 - 图文

2011 年全国大学生电子设计竞赛实验报告

一、实验目的

1、熟练掌握各种常用实验仪器的使用方法。 2、熟悉LM324运放的典型参数及应用。 3、掌握PDF资料的查询与阅读方法。 4、掌握电子设计与调试的基本流程及方法。

二、实验内容

设计要求：

使用一片通用四运放芯片LM324组成电路框图见图1，实现下述功能：

低频信号源ui1加法器ui2uo2滤波器比较器uo3三角波产生器uo1

1. 使用低频信号源产生Ui1?0.1sin2?f0t(V)，f0 =500Hz的正弦波信号，加至加法器输入端。

2. 自制三角波产生器产生T=0.5ms（±5%），Vp-p=4V的类似三角波信号uo1，并加至加法器的另一输入端。

3. 自制加法器，使其输出电压Ui2 = 10Ui1+Uo1。

4. 自制选频滤波器，滤除uo1频率分量，得到峰峰值等于9V的正弦信号uo2，uo2用示波器观察无明显失真。

5.将uo1和uo2送入自制比较器，其输出在1KΩ负载上得到峰峰值为2V的输出电压uo3。

方案论证与数值计算：

由于电源只能选用+12V和+5V两种单电源，由稳压电源供给，而

LM324N具有宽的单电源或双电源工作电压范围，单电源：3-30V,双电源：1.5V-15V,经过试验我们选择双电源供电，所以进行电源的搭建

三角波发生部分： 方案一：

三角波发生器电路按照由方波经过积分电路得到，需要两个放大器，不满足实验要求。 方案二：

利用RC充放电模拟三角波，通过两个电位器分别来调节周期和峰峰值至实验要求的值。达到合理利用现有资源高效达到要求的目的。因此我们采用方案二。 题目要求三角波发生器产生的周期为T=0.5ms，Vpp=4V的类似三角波。我们由公式T=2*R14*C1*ln（1+2*R3/R15）另外运放1端输出电压设为U,则Uo1=（R15/(R15+R1））

*U。选取电容为较常见的47nf , 计算得R1=2R14；R14=0-5K，所以取R1为0-10k；

得到R15=0-10K;

加法器部分

.

加法电路要实现

由于是同向加法器，Ui2=(R8/R4)*Uo1+(R8/R5)Ui1

其中要满足R7//R8=R4//R5//R6。如设R8=20K, R7=1K则R4=20K, R5=2K, R6=2K.

2阶低通滤波电路:

二阶压控电压源低通滤波器如图2所示，它由两节RC滤波器和同相放大电路组成。其中同相放大电路实际上就是所谓的压控电压源，它的电压增益就是低通滤波的通带电压增益，即

。

1.传递函数

可以推导出二阶压控电压源低通滤波器的传递函数为

上式为二阶低通滤波器传递函数的典型表达式。其中?n为特征角频率，而Q则称为等效品质因数。上式表明，AO=AVF<3，才能稳定工作。当AO=AVF≥3，A(s)将有极点处于右半s平面或虚轴上，电路将自激振荡。

2.幅频响应

用s=j?代入上式可得幅频响应和相频响应表达式为

相频响应表达式表明，当?=0时， ；当???时，

。显然，这是低通滤波电路的特性。由幅频响应表达式可画出不同Q

值下的幅频响应，如图3所示。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/t3zv.html