脉宽调制信号电路设计报告

一、设计题目：
 脉宽调制信号电路设计
二、设计要求：
 脉宽调制信号的频率在1000Hz左右可调，周期为1ms
 脉宽调制信号的脉宽Ton可连续调节（0—0.5ms）
三、用到的器件：
 矩形波发生器、积分器、电压比较器、电阻、电容等
四、设计原理：
 1、矩形波产生电路
 （1）基本原理
 利用积分电路(RC电路的充放电时的电容器的电压)产生三角波，用电压比较器(滞回)(作为开关)将其转换为矩形波。
 （2）工作原理
 电路如图
 充电 
 放电  （3） 振荡周期的计算 
 其中：
代入上式得： 同理求得： 则周期为： 从前面我们可知，矩形波的占空比为 占空比可调电路如图所示：
 可求出占空比： 
 
占空比：
 
 2、三角波产生电路
 （1）电路组成
 从矩形波产生电路中的电容器上的输出电压，可得到一个近似的三角波信号。由于它不是恒流充电，随时间t的增加uc上升，而充电电流

随时间而下降，因此uc输出的三角波线性较差。为了提高三角波的线性，只要保证电容器恒流充放电即可。用集成运放组成的积分电路代替RC积分电路即可。电路如上图。
集成运放A1组成滞回比较器，A2组成积电路。
 （2）工作原理
 设合上电源开关时t=0，uo1=+Uz，电容器恒流充电， ，uo=－uc线性下降，当下降到一定程度，使A1的U+≤U－=0时，uo1从+Uz跳变为－Uz后，电容器恒流放电，则输出电压线性上升。
 uo1和uo波形如下图所示。
 （3）三角波的幅值
 幅值从滞回比较器产生突变时刻求出，对应A1              的 时的 值就为幅值。从图中要看出

，
，
 3、电压比较器   （1）将过零比较器的输入端从接地改接到一个固定电压值上，就得到电压比较器，电路如下      路      图所示：                             (a) 电路图                      (b)电压传输特性
 （2） 电压比较器的基本特点:      工作在开环或正反馈状态；因开环增益很大，比较器的输出只有高电平和低电平两个稳定状态；因为是因是大幅度工作，输出和输入不成线性关系。

 五、设计电路与分析　　
 

 1、U1C将三角波输出与一个直流电平进行比较，得到方波输出，方波信号的占空比可在0%至100%范围内调节，对应于VIN的变化范围为：1/4Vcc至3/4Vcc。
 2、方波频率由R、C、R1、R2决定：
3、f=R2/4R*C*R1 其中：R2 > R1
4、f=2k/(4*4.7k*0.1u*1k)=1064Hz
 5、通过计算可得所设计的电路符合设计要求。
 
六、设计体会：    通过这次课程设计让我加深了对模拟电路有关知识的深刻理解，其中关于非正选波产生电         路部分与积分器、电压比较器、等电路器件加深了认识与理解 。同时也注意到了我在模拟电路有些章节的不足，我希望能在今后的学习中对自己能得到新的认识与进步。

（转载自http://zw.NSEAC.com科教作文网）