電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)

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1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書專業(yè)自動化班級姓名設(shè)計(jì)起止日期設(shè)計(jì)題目：正弦波發(fā)生器設(shè)計(jì)任務(wù)（主要技術(shù)參數(shù)）：設(shè)計(jì)一個正弦波發(fā)生電路，主要技術(shù)參數(shù)：頻率：1000Hz；幅度：≥2v。選擇電路，要求設(shè)計(jì)放大電路、反饋電路、選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)，計(jì)算元件參數(shù)。指導(dǎo)教師評語：成績：簽字：年月日課程設(shè)計(jì)說明書NO．11課程設(shè)計(jì)的目的《電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》是學(xué)習(xí)理論課程之后的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。目的是通過解決比較簡單的實(shí)際問題，鞏固和加深在《電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程中所學(xué)的理論知識和實(shí)驗(yàn)技能。訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用學(xué)過的電子技術(shù)基礎(chǔ)知識，在教師指導(dǎo)下完成查找資料，選擇、論證方案，設(shè)計(jì)電路并仿真，分析結(jié)果，撰

2、寫報(bào)告等工作。使學(xué)生初步掌握電子電路設(shè)計(jì)的一般方法步驟，通過理論聯(lián)系實(shí)際提高和培養(yǎng)學(xué)生分析、解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)后的工作打下一定的基礎(chǔ)。2設(shè)計(jì)方案論證2.1設(shè)計(jì)思路如圖1。實(shí)現(xiàn)電路產(chǎn)生正弦波振蕩時，可首先利用瞬時極性法判斷電路是否滿足相位平衡條件，如果在滿足相位平衡條件的某一特定頻率f1下，能夠滿足幅度平衡條件，則電路能夠產(chǎn)生正弦波振蕩。而且，該特定頻率f0既是RC串并聯(lián)網(wǎng)路振蕩電路的振蕩頻率f0=12πRC，并由幅度平衡條件可以得到起振條件A>3,已知同比例運(yùn)算電路輸出電壓之間的比例系數(shù)1+Rf/R1>3負(fù)反饋支路的參數(shù)應(yīng)該

3、滿足Rf>2R1。當(dāng)電路接成正反饋是，產(chǎn)生正弦波振蕩的條件為：AF=1；當(dāng)電路接成負(fù)反饋時，產(chǎn)生自激振蕩的條件為：AF==1。由于正反饋和負(fù)反饋產(chǎn)生的自激振蕩的差別的根本原因在于兩種情況下反饋的極性不同。在放大電路中，為了改善性能，引入的是負(fù)反饋，而在振蕩電路中的目的是主要產(chǎn)生正弦波振蕩，因此將RC選頻網(wǎng)絡(luò)反饋接成正反饋。而在電路中又由Rf、RW、及R1引入一個電壓串聯(lián)負(fù)反饋，其作用是可以提高電壓放大倍數(shù)的穩(wěn)定性，改善振蕩電路的輸出波形，而且進(jìn)一步提高放大電路的輸入電阻，降低輸出電阻。從而減小了放大電路對RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)選頻特性的影響，提高了振蕩電路帶負(fù)載能力。同時，改

4、變電阻RW阻值的大小可以調(diào)節(jié)深度負(fù)反饋的深度。因此可利用瞬時極性判斷電路能否產(chǎn)生正弦波振蕩。并將反饋接成正反饋，此時產(chǎn)生振蕩的條件Uf=Ui,即∣AF∣=1。沈陽大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書NO．2圖1RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)振蕩電路原理圖2.2設(shè)計(jì)方案論證圖中的電路中由Rf、RW及R1引入了一個電壓串聯(lián)負(fù)反饋，不僅可以提高電壓放大倍數(shù)的穩(wěn)定性，改善振蕩電路的輸出波形，而且進(jìn)一步提高放大電路的輸入電阻，降低輸出電阻，從而減小了放大電路對RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)選頻特性的影響，提高了振蕩電路的負(fù)載能力。同時，改變電阻RW阻值大小可以調(diào)節(jié)深度負(fù)反饋的深度。其中集成運(yùn)放A作為放大電路，RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是選頻

5、網(wǎng)絡(luò)，而且，當(dāng)f=f0時，它是一個接正反饋的反饋網(wǎng)絡(luò)。另外Rf和RW及支路引入一個負(fù)反饋。RC橋式振蕩電路由RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)和同相放大電路組成，如原理圖所示。圖中RC選頻網(wǎng)絡(luò)形成正反饋，并由它決定振蕩頻率f0，Rf和RW及R1形成負(fù)反饋回路，由他們決定起振蕩的幅值條件和調(diào)節(jié)波形的失真程度與穩(wěn)幅控制。如圖2。沈陽大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書NO．３.圖2設(shè)計(jì)方案框圖2.3元件選擇計(jì)算過程f0=12πRC=1000Hz設(shè)C=0.03μf所以R=12πCf0=12×3.14×1000×0.00000003=5.3KΩ；C1=C2=C=0.03μf；R1=R2=R=5.3KΩ；取R3

6、=5KΩ；Rf=2.1*R3=10.5KΩ；RW為20KΩ的滑動變阻器，設(shè)Ra=Rf+RW，振蕩的幅度平衡條件為∣AF∣>1，已知當(dāng)f=f0時，∣F∣=1/3，由此求的振蕩電路的起振條件∣AF∣>3，已知同比例運(yùn)算電路輸出電壓與輸入電壓之間的比例系數(shù)為：1+Ra/R3，為了1+Ra/R3>3,負(fù)反饋支路的參數(shù)應(yīng)滿足關(guān)系Ra>2R沈陽大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書NO．４即：∣AF∣=U0/U1=1+Ra/R3=1+19.7/5=4.94>3,負(fù)反饋系數(shù)F=R3/（Rf+R3）=0.25。由上可知滿足條件。2.4選定元件列表表1元件列表元件名稱標(biāo)號參數(shù)型號數(shù)量說明集成運(yùn)算放大器A7

7、411放大信號電容C1、C20.03μf2RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻電阻R1、R25.3KΩ1R35KΩ1Rf、RW及R3構(gòu)成電壓串并聯(lián)的反饋Rf10.5KΩ1RW20KΩ1調(diào)節(jié)電阻進(jìn)而改變f大小穩(wěn)壓管D1、D2IN5233B2限制輸出電壓3設(shè)計(jì)仿真3.1仿真軟件的選擇1.Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。新特點(diǎn)可以根據(jù)自己的需求制造出真正屬于自己的儀器；所有的虛擬信號都可以通過計(jì)算