脈寬調制信號電路設計報告

一、設計題目：
 脈寬調制信號電路設計
二、設計要求：
 脈寬調制信號的頻率在1000Hz左右可調，周期為1ms
 脈寬調制信號的脈寬Ton可連續調節（0—0.5ms）
三、用到的器件：
 矩形波發(fā)生器、積分器、電壓比較器、電阻、電容等
四、設計原理：
 1、矩形波產(chǎn)生電路
 （1）基本原理
 利用積分電路(RC電路的充放電時(shí)的電容器的電壓)產(chǎn)生三角波，用電壓比較器(滯回)(作為開(kāi)關(guān))將其轉換為矩形波。
 （2）工作原理
 電路如圖
 充電 
 放電  （3） 振蕩周期的計算 
 其中：
代入上式得： 同理求得： 則周期為： 從前面我們可知，矩形波的占空比為 占空比可調電路如圖所示：
 可求出占空比： 
 
占空比：
 
 2、三角波產(chǎn)生電路
 （1）電路組成
 從矩形波產(chǎn)生電路中的電容器上的輸出電壓，可得到一個(gè)近似的三角波信號。由于它不是恒流充電，隨時(shí)間t的增加uc上升，而充電電流

隨時(shí)間而下降，因此uc輸出的三角波線(xiàn)性較差。為了提高三角波的線(xiàn)性，只要保證電容器恒流充放電即可。用集成運放組成的積分電路代替RC積分電路即可。電路如上圖。
集成運放A1組成滯回比較器，A2組成積電路。
 （2）工作原理
 設合上電源開(kāi)關(guān)時(shí)t=0，uo1=+Uz，電容器恒流充電， ，uo=－uc線(xiàn)性下降，當下降到一定程度，使A1的U+≤U－=0時(shí)，uo1從+Uz跳變?yōu)椋璘z后，電容器恒流放電，則輸出電壓線(xiàn)性上升。
 uo1和uo波形如下圖所示。
 （3）三角波的幅值
 幅值從滯回比較器產(chǎn)生突變時(shí)刻求出，對應A1              的 時(shí)的 值就為幅值。從圖中要看出
 
 
 當 時(shí)
 
 當 時(shí)
 
 （4）三角波的周期
 由積分電路可求出周期，其輸出電壓 從－ 上升到+ 所需的時(shí)間為T(mén)/2，所以有：

，
，
 3、電壓比較器   （1）將過(guò)零比較器的輸入端從接地改接到一個(gè)固定電壓值上，就得到電壓比較器，電路如下      路      圖所示：                             (a) 電路圖                      (b)電壓傳輸特性
 （2） 電壓比較器的基本特點(diǎn):      工作在開(kāi)環(huán)或正反饋狀態(tài)；因開(kāi)環(huán)增益很大，比較器的輸出只有高電平和低電平兩個(gè)穩定狀態(tài)；因為是因是大幅度工作，輸出和輸入不成線(xiàn)性關(guān)系。

 五、設計電路與分析　　
 

 1、U1C將三角波輸出與一個(gè)直流電平進(jìn)行比較，得到方波輸出，方波信號的占空比可在0%至100%范圍內調節，對應于VIN的變化范圍為：1/4Vcc至3/4Vcc。
 2、方波頻率由R、C、R1、R2決定：
3、f=R2/4R*C*R1 其中：R2 > R1
4、f=2k/(4*4.7k*0.1u*1k)=1064Hz
 5、通過(guò)計算可得所設計的電路符合設計要求。
 
六、設計體會(huì )：    通過(guò)這次課程設計讓我加深了對模擬電路有關(guān)知識的深刻理解，其中關(guān)于非正選波產(chǎn)生電         路部分與積分器、電壓比較器、等電路器件加深了認識與理解 。同時(shí)也注意到了我在模擬電路有些章節的不足，我希望能在今后的學(xué)習中對自己能得到新的認識與進(jìn)步。
七、指導老師意見(jiàn)：

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