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一次电子设计比赛

前情提要:#

风和日丽的一天。班里某爱玩原神的周同学联系我说光电学院B311实验室的两名同学想要参加电子设计大赛,但是缺一个人。这个时候周同学想到了我这块十分好搬的砖。我也不知道找我这个愣头青,出于想让电子实验室大佬带我赢的心情,我答应了。缘起就是我大一做过一点点关于电子设计的东西。但并未加入电子实验室。我便想要完成这么一次比赛充实自己。

过程中发生的乌龙#

我拿到了题目发现事情并不简单。要求用555做一个方波,锯齿波,一次谐波和三次谐波的正弦。选做是:要用运放去做波形的失真。有:顶部失真,底部失真。交越失真。我想了想上学期好像是学过555定时器可以做施密特触发器去完成这些功能。我便加上了那两个队友。线上讨论了一周。
第二周我在南部上课遇到了这俩同学。有个同学的名字比较中性,~~~ 我把他当成了两周的男生() ~~~

开始#

从五月份就开始了。我们的进度一直为0。耍了两天我开动了。过程是先设计电路。我先找出了555的引脚和我上学期的笔记,如下
我先找到了让生成标准方波的办法。555无稳态电路的输出高低电平时长由电容充电时间T1和放电时间T2决定:
充电:电源VCC经充电电阻给电容C充电,电压从1/3VCC升到2/3VCC,输出高电平;放电:电容C经放电电阻向 555 的 7 脚(放电端)放电,电压从2/3VCC降到1/3VCC,输出低电平;占空比D=T1/T1+T2×100%,周期T=T1+T2,频率f=T1。
关键设计:二极管隔离的独立充放电回路利用二极管的单向导电性,将充电、放电回路彻底分离,再配合滑动变阻器(电位器) 调节两路的电阻值,实现占空比可调。
充电回路: Vcc->充电电阻R1->二极管D1->电容C->GND
放电回路: 电容C->二极管D2正向->放电电阻R2->555的7脚->GND
电位器串联在充 / 放电回路中,调节其滑片即可改变T1或T2,进而调节占空比。
![alt text](image.png)
然后我开始画了PCB,我看过很多芯片啊或者电脑主板的布线,有的六层板八层板确实能让人瞋目结舌。我画的智能保证他不断路和短路。至于通不通还得看福分。正直假期末尾。估计嘉立创也不送。估计都大家挺懒得动的。
我便去自己焊接一块试试。来到B311实验室。焊半天果然还是没有通路。

过程#

等到五一过来之后,基本上全天泡在实验室里头弄。我开始去网上搜集各种方案在那尝试。电工和码农唯一对等的一句话可能:“为什么这个玩意在仿真能跑出来,实际搭出来没东西啊。”。
比如后面的part是做矩形波。我第一个想到的就是积分电路,方波积分形成三角波。我们用的是LM324一个四通道运放。我们其实拿他第一个通道做了一个阻抗转换降低后一级的输入阻抗,不过后期我问学长才知道,在低频的情况下其实做不做阻抗转换意义不大。第二个通道才是积分器。调整RC电路的乘积使得他和输入的方波匹配,能跑出不失真的矩形波(其实是三角板,锯齿波应该不是这么做的,我理解的RC充放电可能叫锯齿波)
![alt text](image-1.png)
……过程非常的艰辛,经常遇到晚上快关门了,搭好的电路波形消失了。快审核的前一天,我们调出了这样的波形
![alt text](image-2.png)
最后我打的板子什么的也是基本没用到,都是拿洞洞板焊的,可见我画板子的能力有多菜了(哭。
最令人难受的是电路最后还是在审核之前烧坏了。最终我们也只获得了方波的分数。虽然以后不知道还不会接触到电路设计的工作,但是我知道了在任何想法面前,稳定性和可用性永远都是第一位的。这和编程是一个道理。

最后#

最后还是从中学到很多东西。认识了很重要的人的。也是我大学里难忘的经历之一。之后希望我还是会把精力放在我想从事的方向上。
一次电子设计比赛
https://cyanyumu.github.io/posts/伤寒杂病/一次电子设计比赛/
作者
CyanYuMu
发布于
2025-05-11
许可协议
CC BY-NC-SA 4.0