电子产品综合设计Proteus仿真

2018-06-04吴健郭锐沈阳工学院信息与控制学院刘文宇国网辽宁省电力有限公司检修分公司

数码世界 2018年5期

关键词：电位器正弦波双联

吴健郭锐* 沈阳工学院信息与控制学院刘文宇国网辽宁省电力有限公司检修分公司

1 前言

Proteus提供的智能模拟仿真环境能够使得实验具有高效性与确定性，同时其内嵌的图表分析使得实验结果直观明了，另外Proteus提供的多种单片机芯片及虚拟仪器，使得直接在PC上进行预开发成为可能。

本书的作者具有较丰富的结合Proteus的电子设计开发经验，因此，也是希望读者在阅览本书后有这种“从概念到成品”的高效性、自主性的开发能力。

2 正弦振荡电路

RC正弦波振荡电路结构简单，性能可靠，用来产生几十kHz以下的低频正弦信号。

正弦波振荡电路的设计要求是输出频率范围：200Hz～50kHz，分两波段连续可调。由于要求输出频率连续可调，所以RC选频网络中应包括可调元件。一般情况下，采用波段开关切换电容的方式实现频段的粗调，在每一频段内用双联电位器完成本波段内频率的细调。这里用波段开关 S1、S2 对选频网络中的电容 C1、C3（2200pF）和 C2、C4（0.022F）进行切换实现频率粗调。用双联电位器W1、W2（50kΩ）和R1、R2（1.5kΩ）的串联完成频率的细调。串联R1、R2是防止双联电位器调到0Ω时使电路工作异常。

选频网络中要求电阻 R1、R2 选用精度为 1%的电阻；双联电位器中的两个电位器在调节时的阻值偏差不能太大；电容 C1、C3、C2、C4 的误差不能超过 5%。若不能满足上述要求，会产生失真的正弦波。

3 方波产生电路

方波产生方法很多，最简单的方法是通过零比较器。将正弦波产生电路输出的正弦波经过零比较器即可得到同频的方波.

零比较器的原理是：将输入电压ui与0比较，当ui>0时，运放处于负饱和状态，输出电压u0=u0L（u0L为低电平）；当ui<0时，运放处于正饱和态，输出电压u0=u0H（u0H为高电平）。由于当ui=0时输出电压发生翻转，称“过零电压比较器”，当输出低电平时，若无稳压管VD3，VD4，则UOL等于负电源电压（-12V）；同理，输出高电平UOH等于正电源电压（+12V）。

4 三角波产生电路

集成运放U1及其周围R1～R4、VDZ构成电压比较器，集成运放U2及其周围原件R、C、R5构成积分器，输出为三角波，输出电压为uo=－1/RC∫uo1dt 三角波的频率为f=R1/4RCR2

三角波的幅度为Uo=(R1/R2) ×Uz,输出频率范围:250Hz～33kHz,分两波段连续可调，输出电压范围(0～10)Vp-p。根据三角波频率与幅度公式确定电路中的参数。可得(R8+W5)/R7=Uo/Uz=1取R7=39，则 R8+W5=39，取 R3=20，W5为 50的电位器，平衡电阻R6=R7∥

三角波频率为f=1/4(R9+W6)C，取R9=3，电位器W6为50，切换电容 C5=2200pF，C6=0.022uF。

5 直流稳压电源

直流稳压电源用于给集成运放供电，由于集成运放在工作时的电压为±12V，所以选用三端稳压块的型号为LM7812和LM7912。根据经验值，LM7812的输出端电压应为(15～20V),LM7912的输出端电压应为(－20～-15V)，所以选用双15V输出的变压器。整流管选用1N4007即可满足要求。VD11和VD12是输出保护二极管，一旦输出高于输入时，它们导通，保护LM7812和LM7912的输出级不被损坏。发光二极管VD13具有电源指示作用，R11是其限流电阻。一般发光二极管的导通电压为1.5～2.0V,其正常发光时通过的电流在10mA左右。电路中C11两端电压约为36V，则电阻R11的组值计算方法是R11=(36V-2V)/11mA≈3。