2012级机械设计制造及其自动化专业
电子技术课程设计
压控锯齿波发生器的设计
姓名：
院别：工学院
专业：机械设计制造及其自动化
学号：
指导教师：
2014年12月
工学院课程设计评审表
《电子技术课程设计》课程设计任务书
压控锯齿波发生器的设计
1 设计任务与要求
1.1 设计任务：
利用集成运放实现一个压控锯齿波发生器的设计
1.2 设计要求：
自行设计并确定元件参数，画出电路图，列出元件明细表，做出产品。通过实验测试电路参数，验证电路是否符合设计要求。
2 设计原理
工作原理：
ω与输入控制电指输出频率与输入控制电压有对应关系的发生器电路,其特性用输出角频率0
ω,0称为自由振荡角频率；曲压c u之间的关系曲线来表示（如图1）。图1中c u为零时的角频率0
ω,0处的斜率0K称为控制灵敏度。使振荡器的工作状态或振荡回路的元件参数受输入控制线在0
电压的控制，就可构成一个压控振荡器。
图1 压控震荡器的控制特性
3 电路设计
3.1 设计思路
本次设计采用比较电路输出矩形波，通过积分电路将波形转换为锯齿波，调节输入电压，当积分电路的正向积分时间常数远大于反向积分常数，或者反向积分时间常数远大于正向积分时间常数时，那么输出电压0u上升和下降的斜率相差很多，就可以获得锯齿波。利用二极管的单向导电性使积分电路两个方向的积分通路相同，就可得到锯齿波发生电路。
3.2压控锯齿发生电路的各部分电路
3.2.1滞回比较器
滞回比较器又称施密特触发器,迟滞比较器。这种比较器的特点是当输入信号逐渐增大或逐渐减小时，它有两个阈值，且不相等，其传输特性具有“滞回”曲线的形状。
滞回比较器也有反相输入和同相输入两种方式。
滞回比较器的电路图
3.2.2积分电路
积分电路是使输出信号与输入信号的时间积分值成比例的电路。改变三角波产生电路中积分电路的正向积分时间和反向积分时间，就可以在电路输出端得到锯齿波
积分器的电路图
3.3压控锯齿波发生器的整体设计电路图：
实验电路如图3-1所示。该图实际上就是锯齿波发生电路，这里是通过改变输入电压Vi 的大小来改变波形频率，从而将电压参量转换成频率参量。
1A 为同相输入滞回比较器，2A 组成积分电路，
滞回比较器输出的矩形波加在二极管D 的N 端，i V 输入信号加在积分电路的反相端，而积分电路输出的锯齿波对接到滞回比较器的同相输入端，控
制滞回比较器输出端的状态发生跳变。
假设t=0时滞回比较器输出为高电平即Z U V +=01，则D 截止积分电容上的初始电压为0，
i V 对C 充电，C R C 4=，积分电路的输出电压0V 将随着时间往负方向线性增长，V ﹣随之减小。
当减小至Vt=μ-=0时，滞回比较器的输出端将发生跳变使Z U V -=01，此时D 导通，C 放电，
0V 随时间往正方向线性增长，当i V 大小改变时，可控制D 导通与截止，使C 充放电路径不同，从
而使锯齿波频率改变。
3.4 实验准备： 3.
4.1实验仪器：
模拟电路实验箱、示波器、数字万用表、集成运算放大电路模块
3.4.2电子元件：
10K 电阻：5个； 0.22U 电容一个； 双向二极管：一个； 普通二极管：一个； 导线：若干
3.5实验连线及调试：
3.6实验结果：
3.6.1 数据处理
当Z u U -=0时，2D 导通,1D 截止，输出电压的表达式为
)()()(1
001230t u t t U C
R R u Z W +-=
+
0u 随时间线性上升；
当Z u U +=0时，1D 导通，2D 截止，输出电压的表达式为 )()(1
0001240t u t t U C
R u +--
= 0u 随时间线性下降；
根据三角波发生器电路的振荡周期的计算方法，可得出下降时间为
C R R R t t T 42
1
1201⨯
=-= 上升时间为 C R R R R t t T W )(232
1
122+⨯⨯
=-= 因为3R 阻值远小于W R ，所以可以认为T=2T
可得01u 的占空比 W
R R R T T +=33
12
4 设计体会
通过这一周的学习与设计，我们终于完成了任务。从我们接到任务的那一刻起，小组成员在一起讨论这个课题，通过分析与大家的态度，对于我们目前来说，这个课题具有一定的难度，只凭借我们之前所学到的基本知识，是远远不够的，我们就开始分头行动，通过网络、图书馆相关书籍、还有指导老师，我们四个一点一点的学习，并且大家对所学到的新东西一起讨论并且发表个人意见，大家似乎慢慢的懂点了，在指导老师的帮助与建议下，我们最终确立了压控锯齿波发生器的电路与其工作原理，之后经过大家的共同努力，将工作原理搞明白了！
经过前几天的努力，最终确定了电路图，之后为了验证数据，我们来到实验室，找到模电试验箱，开始连线与调试，我们准备好了所需的实验仪器与电子元件之后，就开始连线，很快我们的电路图连接好了，但是接下来，问题就出现了，接到示波器上，结果显示的不是锯齿波，我们开始分析问题，我们最初检查电路，用数字万用表测电路、更换UA741集成块等等，结果还是没有查出来，指导老师也帮助我们分析，结果还是没有做出来，就在大家想办法的时候，老师提出了一个解决的办法，就是将电路先按照三角波发生电路连接，如果没问题的话，在进行改成锯齿波发生器电路，在不断的尝试下，终于成功了。
从一开始设计电路到成功连接，我们不止学到了基本知识，还体会到了过程中的成就感！
