課程設(shè)計(jì)報告-模電

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1、江漢大學(xué)物理與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報告課題名稱：方波、三角波、正弦波函數(shù)發(fā)生器專業(yè)：電子信息工程1班班級：B12073011學(xué)號：122207301114學(xué)生姓名：劉立指導(dǎo)教師：王芳2013年12月14日10方波、三角波、正弦波函數(shù)發(fā)生器一、設(shè)計(jì)目的及任務(wù)1、設(shè)計(jì)目的1)掌握電子系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法2)掌握模擬IC器件的應(yīng)用培3)養(yǎng)綜合應(yīng)用所學(xué)知識來指導(dǎo)實(shí)踐的能力4)掌握常用元器件的識別和測試5)熟悉常用儀表，了解電路調(diào)試的基本方法2、設(shè)計(jì)要求1)設(shè)計(jì)一個能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波信號發(fā)生器2)能同時輸出一定頻率一定幅度的3種波形：正弦波、和三角波3、技術(shù)指標(biāo)1)頻率范圍：在

2、100－1KHz范圍內(nèi)可調(diào)2)輸出波形：穩(wěn)定、無明顯失真二、設(shè)計(jì)方案1、正弦波產(chǎn)生電路1)產(chǎn)生正弦振蕩的條件:正弦波產(chǎn)生電路的目的就是使電路產(chǎn)生一定頻率和幅度的正弦波，我們一般在放大電路中引入正反饋，并創(chuàng)造條件，使其產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的振蕩。正弦波產(chǎn)生電路的基本結(jié)構(gòu)是：引入正反饋的反饋網(wǎng)絡(luò)和放大電路。其中：接入正反饋是產(chǎn)生振蕩的首要條件，它又被稱為相位條件；產(chǎn)生振蕩必須滿足幅度條件；要保證輸出波形為單一頻率的正弦波，必須具有選頻特性；同時它還應(yīng)具有穩(wěn)幅特性。因此，正弦波產(chǎn)生電路一般包括：放大電路；反饋網(wǎng)絡(luò)；選頻網(wǎng)絡(luò)；穩(wěn)幅電路個部分。2)正弦波振蕩電路的組成判斷及分類：a)放大電路

3、：保證電路能夠有從起振到動態(tài)平衡的過程，電路獲得一定幅值的輸出值，實(shí)現(xiàn)自由控制。b)選頻網(wǎng)絡(luò)：確定電路的振蕩頻率，是電路產(chǎn)生單一頻率的振蕩，即保證電路產(chǎn)生正弦波振蕩。c)10正反饋網(wǎng)絡(luò)：引入正反饋，使放大電路的輸入信號等于其反饋信號。a)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)：也就是非線性環(huán)節(jié)，作用是輸出信號幅值穩(wěn)定。1)判斷電路是否振蕩。方法是：a)是否滿足相位條件，即電路是否是正反饋，只有滿足相位條件才可能產(chǎn)生振蕩b)放大電路的結(jié)構(gòu)是否合理，有無放大能力，靜態(tài)工作是否合適；c)是否滿足幅度條件2)正弦波振蕩電路檢驗(yàn)，若：a)則不可能振蕩；b)振蕩，但輸出波形明顯失真；c)產(chǎn)生振蕩。振蕩穩(wěn)定后。此種情

4、況起振容易，振蕩穩(wěn)定，輸出波形的失真小3)分類：按選頻網(wǎng)絡(luò)的元件類型，把正先振蕩電路分為：RC正弦波振蕩電路；LC正弦波振蕩電路；石英晶體正弦波振蕩電路。我們選擇RC正弦波振蕩電路產(chǎn)生正弦信號常見的RC正弦波振蕩電路是RC串并聯(lián)式正弦波振蕩電路，它又被稱為文氏橋正弦波振蕩電路。串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在此作為選頻和反饋網(wǎng)絡(luò)。它的電路圖如圖（1）所示：它的起振條件為：。它的振蕩頻率為：它主要用于低頻振蕩。要想產(chǎn)生更高頻率的正弦信號，一般采用LC正弦波振蕩電路。它的振蕩頻率為：。石英振蕩器的特點(diǎn)是其振蕩頻率特別穩(wěn)定，它常用于振蕩頻率高度穩(wěn)定的的場合。10圖(1)1、方波產(chǎn)生電路方法：由正弦波

5、通過過零比較器得到過零比較器原理：圖（a）為一最簡單的電壓比較器，UR為參考電壓，輸入電壓Ui加在反相輸入端。圖（b）為（a）圖比較器的傳輸特性。(a)(b)10當(dāng)UiUR時，運(yùn)放輸出低電平，Dz正向?qū)?，輸出電壓等于穩(wěn)壓管的正向壓降UD，即：Uo=-UD。因此，以UR為界，當(dāng)輸入電壓Ui變化時，輸出端反映兩種狀態(tài)。高電位和低電位。1、三角波產(chǎn)生電路方法：三角波通過方波積分得到積分電路如圖：當(dāng)輸入信號為方波時，其輸出信號為三角波，電路波形圖如下：一、單元電路設(shè)

6、計(jì)1、正弦波發(fā)生電路的設(shè)計(jì)10本電路中采用RC橋式正弦波振蕩電路產(chǎn)生正弦波，其電路圖如下所示RC橋式正弦振蕩電路該電路Rf回路串聯(lián)兩個并聯(lián)的二極管，如上圖所示串聯(lián)了兩個并聯(lián)的1N4148，這樣利用電流增大時二極管動態(tài)電阻減小、電流減小時動態(tài)電阻增大的特點(diǎn)，加入非線性環(huán)節(jié)，從而使輸出電壓穩(wěn)定。此時輸出電壓系數(shù)為Au=1+(Rf+rd)/R1RC振蕩的頻率為：f0=1/(2πRC)該電路中R=10KC=0.1uFf0=1/(2*3.14*10000*10-7)≈1.57KHzT=1/f0=1/1570=6.369*10-4S=637μs用Multisim1

7、1.0對電路進(jìn)行仿真得到下圖仿真波形10從圖中可得出仿真得出的數(shù)據(jù)與理論計(jì)算一樣，電路正確。1、方波發(fā)生電路的設(shè)計(jì)本電路中采用電壓比較器將正弦波轉(zhuǎn)成方波，其電路原理如下圖所示波形仿真：10由波形可知與理論相符合，電路正確。1、三角波發(fā)生電路的設(shè)計(jì)本電路中方波轉(zhuǎn)成三角波采用積分電路，其電路原理如下圖所示積分電路圖積分電路分工為：U0=-+u0(t1)電路仿真如下圖所示10一、總體電路及仿真總電路圖如下所示總電路圖如下所示調(diào)試方法與調(diào)試過程該電路分為三部分，第一部分為RC橋式正弦振蕩電路，其功能是利用RC振蕩產(chǎn)生特定頻