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韶关学院课程设计说明书（论文）设计题目：波形发生器设计课程名称：电子技术设计课程学生姓名：蔡伟健学号：12101071057院系：物理与机电工程学院专业班级：12电子一班指导教师姓名及职称：周永明副教授洪远泉实验师起止时间：2014年4月——2014年6月课程设计评分：（教务处制）目录1课题任务.................................................................................................................................11.1设计方案2电路设计原理.........................................................................................................................12.1脉冲方波发生原理...............................................................................................................12.2三角波发生原理...................................................................................................................32.3低通滤波原理.......................................................................................................................42.4带通滤波原理.......................................................................................................................53PCB电路板制作.....................................................................................................................53.1原理图设计...........................................................................................................................63.2波形发生器板图设计...........................................................................................................63.3腐蚀加工与PCB板直观检查...............................................................................................93.4焊接与通电前测试...............................................................................................................94555脉冲电路的测试.............................................................................................................104.1三角波电路的调试.............................................................................................................104.2正弦波电路测试.................................................................................................................104.3三次谐波电路测试.............................................................................................................104.4常见故障检测分析.............................................................................................................114.4.方波无法显示.................................................................................................................114.4.2正弦波I出现顶部失真................................................................................................114.4.3波形下边缘失真，其他正常4.4.4正弦波二波动很大4.4.5.方波边缘出现毛刺5总结.......................................................................................................................................13附录................................................................................................................................................13附录A：电路原理图.................................................................................................................14附录B：PCB电路板图.............................................................................................................15附录C：实物照片.....................................................................................................................151.课题任务一、设计要求使用555芯片和一片通用四运放LM324芯片，设计制作一个频率可变的同时输出脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ的波形产生电路。设计制作要求如下：1、同时四通道输出、每通道输出脉冲波、锯齿波、正弦波I、正弦波II中的一种波形，每通道输出的负载电阻均为560欧姆。2、四种波形的频率关系为1:1:1:3（3次谐波）；脉冲波、锯齿波、正弦波I输出频率范围为8kHz--10kHz，输出电压幅度峰峰值为1V；正弦波II输出频率范围为24kHz--30kHz，输出电压幅度峰峰值为9V。脉冲波、锯齿波和正弦波输出波形应无明显失真（使用示波器测量时）。频率误差不大于10%；通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%。脉冲波占空比可调整。3、电源只能选用+10V单电源，由稳压电源供给。4、要求预留脉冲波、锯齿波、正弦波I、正弦波II和电源的测试端子。5、每通道输出的负载电阻600欧姆应标示清楚、置于明显位置，便于检查。二设计方案2.电路设计原理2.1脉冲波形设计原理（1）工作原理：接通电源后，电源VCC通过R1和R2对电容C充电，当Uc〈1/3VCC时，振荡器输出Vo=1，放电管截止。当Uc充电到》2/3VCC后，振荡器输出Vo翻转成0，此时放电导通，使放电端接地，电容C通过R2对地放电，使Uc下降。当Uc下降到《1/3VCC后，振荡器输出Vo又翻转成1，此时放电管又截止，使放电端不接地，电源VCC通过R1和R2又对电容C充电，又使Uc从1/3VCC上升到2/3VCC，触发器又发生翻转。如此周而复始，从而在输出端Vo得到连续变化的振荡脉冲波形。脉冲宽度TL≈0.7R2C，由电容C放电时间决定；TH=0.7(R1+R2)C，由电容C充电时间决定，脉冲周期T≈TH+TL。（3）555电路仿真通过分压，使得示波器上方波的电压输出幅度为1V，并且输出频率在8KHz到10KHz之间，波形没有明显的失真（4）555电路原理图：2.2三角波设计原理（1）LM324的介绍LM324是四运放集成电路，它采用14管脚双列直插塑料（陶瓷）封装，外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。引脚图：（2）三角波设计仿真图：三角波设计原理图：实物波形显示：2.3低通滤波原理（1）有源低通设计（2）低通滤波仿真电路图（2）低通滤波原理图（3）实物波形显示2.4带通滤波原理（1）带通滤波设计（2）带通滤波电路仿真（2）带通滤波电路原理图（3）带通滤波电路实物图3.PCB电路板的设计3.1原理图设计首先创建一个project，保存，在project中添加原理图：3.2波形发生器PCB板图设计1.设计pcb文件往项目中新建pcb原件库文件“波形发生器.pcbdoc”文件，并保存。选择Keep-OutLayer层，利用PLACE/LINE工具，制作12cm和18cm的板图。2.导入原理图网络表在原理图窗口中，执行Design/UpdatePcbDocument数字钟。PCBDOC命令，进入Engineeringchange窗口，执行ValidateChanges命令，如果StagesCheck栏全部打上绿色的勾，就可以点击执行ExecuteChanges。3.布局4.修改焊盘的大小完成布局之后，将PCB图中所有焊盘Pad的X-SIZE和Y-SIZE都修改为80MIL,焊盘Pad的HoleSize保持不变选中图中要修改的任意一个焊盘，然后点击鼠标右键，选择FindSimilarObjects选项，得到下图。在上图中，首先Layer设置为SAME，然后点击Apply，再点击OK，进入Inspect窗口，将PadXSize的尺寸设置为80MIL，按回车键确认。在将PadYSize的尺寸设置为80mil按回车键确认，关闭窗口。5.设置pcb的布线宽度进入菜单Design、Rule，选择Routing下的Width，进入下图，将MaxWidth设置为40mil，PreferredWidth设置为30mil。在上图中，用鼠标左键点击Width，选择NewRule。如下图所示，产生的布线规则Width-1.选新规则Width-1，将Name改为VCC.在