正弦波方波三角波信號發(fā)生器.doc

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模擬電路課程設(shè)計(jì) 課 題： 正弦波方波三角波信號發(fā)生器 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級： 4 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)日期： 2013-12-16 成 績： 重慶大學(xué)城市科技學(xué)院電氣學(xué)院 正弦波方波三角波信號發(fā)生器設(shè)計(jì)報(bào)告 一、設(shè)計(jì)目的作用 1.掌握簡易信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)、組裝與調(diào)試方法。 2.能熟練使用multisim10電路仿真軟件對電路進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真調(diào)試。 3.加深對模擬電子技術(shù)相關(guān)知識(shí)的理解及應(yīng)用。 二、設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一個(gè)能夠輸出正弦波、方波、三角波三種波形的信號發(fā)生器，性能要求如下： （1） 輸出頻率為300Hz，誤差小于2%。 （2）正弦波輸出幅度不小于5V，矩形波輸出幅度不小于500mV，三角波輸出幅度不小于20mV。 （3）要求波形失真小，電路工作穩(wěn)定可靠，布線美觀。 三、設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn) 1、系統(tǒng)概述 本信號發(fā)生器主要由RC橋式震蕩器 ，滯回比較器，積分器三大主要電路模塊構(gòu)成。 經(jīng)過RC橋式震蕩電路產(chǎn)生正弦波，再經(jīng)過滯回比較電路產(chǎn)生方波，最后經(jīng)過積分電路產(chǎn)生三角波。其總的設(shè)計(jì)原理框圖如圖1-1： RC橋式振蕩器 積分器 滯回比較器 方波 正弦波 三角波 圖1-1系統(tǒng)總體框圖 2、?單元電路設(shè)計(jì)與分析 （1）正弦波產(chǎn)生電路 利用RC橋式震蕩電路產(chǎn)生正弦波，原理如圖1-2所示，其中的RC串并聯(lián)支路構(gòu)成正反饋支路，同時(shí)兼并選頻網(wǎng)絡(luò)，R2，R5，以及二極管構(gòu)成負(fù)反饋支路并且穩(wěn)幅。 圖1-2正弦波發(fā)生電路原理 調(diào)節(jié)電位器R2，可以改變負(fù)反饋深度，以便于滿足震蕩的振幅條件和改變波形。在電位器支路串聯(lián)兩個(gè)并聯(lián)的二極管，利用電流增大時(shí)二極管動(dòng)態(tài)電阻減小、電流減小時(shí)二極管動(dòng)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，兩個(gè)二極管特性必須匹配，否則將會(huì)出現(xiàn)波形正負(fù)半周不對稱。 電路震蕩頻率計(jì)算公式: f=12 πRC 振幅值條件： Rf≥2R5 正弦波仿真電路如圖1-3所示： 圖1-3正弦波仿真電路圖 1-4正弦波實(shí)測波形 （2） 方波產(chǎn)生電路 在單限比較器，輸入電壓在閾值電壓附近的任何微小變化，都將引起輸出電壓的躍變，單限比較器雖然靈敏，但是抗干擾能力比較弱，滯回比較器具有滯回特性，既具有慣性，因而具有一定的抗干擾能力，所以我們在此選擇滯回比較器產(chǎn)生方波。其電路原理圖如圖1-5。當(dāng)輸入為正弦波時(shí)，產(chǎn)生的是方波，其中穩(wěn)壓管的作用是限幅。其仿真電路圖如圖1-6。方波的幅值為：Uom=±Uz 圖1-5方波產(chǎn)生電路 圖1-6方波仿真圖 1-7方波實(shí)測波形圖 （3）三角波產(chǎn)生電路 利用積分產(chǎn)生三角波，其原理如圖1-8所示。 圖1-8三角波發(fā)生原理圖 圖1-9 三角波仿真圖 1-10三角波實(shí)測波形圖 完整仿真電路圖見附2. 實(shí)做電路圖完整圖見附3 四、總結(jié) （1）：在設(shè)計(jì)電路原理圖的時(shí)候，不能及時(shí)找到書本要用的知識(shí)所在的的地方，對課本還不夠熟悉，模擬電子技術(shù)是以后學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，必須對課本非常熟悉。這在以后還需要加強(qiáng)對基礎(chǔ)電路設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)。 （2）：在焊接電路的時(shí)候，不夠熟悉，對元件在電路板上的排版把握不太好，在以后的設(shè)計(jì)中有待改進(jìn)。還有電路的布線不夠精美。 （3）：在調(diào)試電路方面確實(shí)存在很多不足，無論是仿真調(diào)試，還是實(shí)物調(diào)試，在調(diào)試的時(shí)候需要細(xì)心，耐心 的觀察波形變化，當(dāng)遇到波形不能出現(xiàn)或者波形失真的時(shí)候，應(yīng)該仔細(xì)檢查電路，慢慢調(diào)試。 （4）：通過這次課程設(shè)計(jì)，了解了常用元件的識(shí)別和測試，常用儀器的使用，以及如何提高電路的性能。。 （5）：通過自己的實(shí)際操作，對電路設(shè)計(jì)有了初步了解，認(rèn)識(shí)到理論與實(shí)際相互結(jié)合的重要性。也認(rèn)識(shí)到實(shí)際與理論的差距。 五、附錄 附1-所用元器件清單 序號 元件名稱 型號 數(shù)量 備注 1 運(yùn)算放大器 LM324 1 2 瓷片電容 0.01 uF 2 3 瓷片電容 1 uF 1 無極性 4 雙向二極管 1N4735 2 二極管 1N4148 2 5 色環(huán)電阻 1/4W 1 kΩ 1 6 微調(diào)電阻 3 kΩ 1 7 色環(huán)電阻 1/4W 10 kΩ 6 8 色環(huán)電阻 1/4W 52.3 kΩ 2 9 集成塊插座 14腳 1 10 萬能電路板 10*14cm兩連孔 1 11 焊錫絲 0.8mm63% 100cm 12 鍍錫線導(dǎo)線 0.12mm2/300V 150cm 附2-完整電路圖 附3完整實(shí)作電路圖 六、參考文獻(xiàn) (1)童詩白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社.2006.5 (2)謝禮瑩.模擬電路實(shí)驗(yàn)技術(shù).重慶大學(xué)出版社.2012.2