文档介绍：《电子线路设计》课程设计报告
集成运算放大器设计
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学生姓名
学生学号
序号
放大器的应用
[摘要]集成运放裨上是一种高增益直流放大、直流放大器既能放大变化极其缓慢的直流信号,下限频率可到零;又能放大交流信号,上限频率与普通放大器一样,受限于电路中的电容或电感等电抗性元器件。集成运放和外部反馈网络相配置后,能够在它的输出和输入之间建立起种种特定的函数关系,故而称它为“运算”放大器。
本课程设计的基本目标:使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路,电路包括三角波产生器、加法器、两个设计模块,每个模块均采用一个运放及一定数目的电容、电阻搭建,通过理论计算分析,最终实现规定的电路要求。
[关键词]运算放大器LM324、加法器。
目录
一、设计任务 3
二、设计方案及比较 4
1. 三角波产生器 4
2. 加法器 5
三、电路设计及理论分析 6
1. 三角波发生器 6
2. 加法器 7
四、电路仿真结果及分析 8
8
9
五、总结 10
单电源转换双电源 10
单电源和双电源的区别及其对电路的影响 11
感想 11
设计任务
使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1(a),实现下述功能:
使用低频信号源产生的正弦波信号, 加至加法器的输入端,加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号, 如图1(b)所示,=,允许有±5%的误差。
图中要求加法器的输出电压。经选频滤波器滤除频率分量,选出信号为,为峰峰值等于9V 的正弦信号,用示波器观察无明显失真。信号再经比较器后在1kΩ负载上得到峰峰值为2V 的输出电压。
电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源,由稳压电源供给。不得使用额外电源和其它型号运算放大器。
设计方案及比较
三角波产生器
①RP1 与 R1 构成滞回比较器门限为
±UT=Uo[R1/(R1+RP1)]=±2V 来限定三角波的幅值;
②RP2 与 C1 构成 RC充电电路,利用 RC 充电电路时间常数τ=RP1· C1, 再利用一阶RC 电路的三要素法就可以求得,三角波发生电路的振荡周期T=2RP2· C1ln(1+2R1/RP1);注:从振荡周期 T 中可以看出调节幅度会影响频率,而调节频率不会影响幅度,所以我们是先调节幅度后再调节频率;
设计电路如图
加法器
此电路为反相求和电路 Ui2=-R4(Uo1/R2+Ui1/R3) 代入电路
参数Ui2=-(10Ui1+Uo1)
R5 和 R6 构成补偿电阻。
电路设计及理论分析
三角波发生器
根据RC充放电过渡过程的分析,电容电压编号应符合下面公式
式中 UC(0)初始电压;充电终了电压;充电时间常数。
解方程式可得
所以该电路振荡周期有,C和决定,改变这些元件参数可以调节方波的周期。
由要求可知,电路的输出波形应为三角波,峰值为2V,。电路振荡周期为
经过计算R3=10KΩ,R2=,R1=1KΩ,C=。
理论波形为
加法器
加法器输入输出满足。根据“虚短”和“虚断”的原则,节点的电流方程为,所以输出的表达式为
计算取R1=1KΩ,R2=10KΩ,Rf=10KΩ.
电路仿真结果及分析

2. 加法器