logo资料库

模电课设_之函数信号发生器.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.50M 资料格式：doc 举报 版权申诉
第1页 / 共13页
第2页 / 共13页
第3页 / 共13页
第4页 / 共13页
第5页 / 共13页
第6页 / 共13页
第7页 / 共13页
第8页 / 共13页
资料共13页，剩余部分请下载后查看
    武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书 1 设计内容与目标 1.1 设计内容 本次实验的内容是制作一个函数信号发生器，通过调节能够产生正弦波，三角波，方波。 1.2 设计目标与要求 （1）正弦波 Upp≈3V，幅度连续可调，线性失真小。 （2）三角波 Upp≈5V，幅度连续可调，线性失真小。 （3）方波 Upp≈14V，幅度连续可调，线性失真小。 （4）频率范围：三段：10~100Hz，100 Hz~1KHz，1 KHz~10 KHz； （5）安装调试并完成符合学校要求的设计说明书 2 设计方案及原理 2.1 方案选择 方案一：先产生正弦波，再由整形电路将正弦波变换成方波，再由积分电路将方波变成 三角波。 方案二：先产生方波，再由积分电路将方波变成三角波，再利用差分放大器传输特性的 非线性将三角波变换成正弦波。 本次设计采用方案一，即由集成运算放大器组成的正弦波—方波—三角波函数发生器的 设计方法。 2.2 总方案原理框图 振荡器 比较器 积分器 三角波 正弦波 方波 图 1 总体框图 2.3 各组成部分的工作原理 1
    2.3.1 正弦波发生电路的工作原理 武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书 原理如下： 图 2 RC 正弦波振荡电路 如图 2 所示，正弦波产生电路由放大电路、正反馈网络和选频率网络组成。RC 串联臂阻抗 为 Z1，RC 并联臂阻抗为 Z2，通常要满足 R1=R2，C1=C2， 其频率特性分析如下： Z 1  R 1  /1( jwC 1 ) ， Z 2  R 2 /1( jwC 2 )  R 2 1/(  jwR C 2 ) 反馈网络的反馈系数 )( sFv  Z 2  Z 2 Z 2  sRC (  sRC 31  sRC ) 2 因 s=jw，令 w0=1/RC，则反馈系数为 Fv  3  1 w wj (  0 w w 0 ) 幅频特性表达式为 Fv  1 w w 0  w 0 w 2 ) 2 3  ( 当 w=w0=1/RC 时， 幅频响应有最大值 Fvmax=1/3。 此时相频响应为 o0f 。 2
    武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书 这样 RC 串并联选频网络送到运算放大器同相输入端的信号电压与输出电压同相，即  f  A 2 n  ，RC 反馈为正反馈，满足相位平衡，可能产生振荡。 调节 RC 的参数时可实现频率谐振，在频率谐振过程中，电路不会停止振荡，也不会使输 出幅度改变。因此该选频网络决定信号发生器的输出信号频率。本次采用 RC 正弦波振荡 器，可产生 7Hz 至 16KHz 的低频信号，满足设计要求。 2.3.2 正弦波—方波转换电路的工作原理 R1 D1 vi D2 D3 R2 DZ vo RL 原理如下： 图 3 正弦波—方波转换电路 R1、D1、D2 为输入保护电路，R1 为限流电阻，防止 R1 过大时损坏运放器；D1、D2 为输入保护 二极管，限制输入电压幅度。输出回路 R2 为限流电阻，Dz 为双向稳压二极管，完成输出电 压双向限幅，使得输出电压幅度限制为±Dz 当 Vi 为正弦波信号时，经比较器变换，输出 Vo 为方波信号，如图 4 所示. 图 4 输出方波 2.3.3 方波—三角波转换电路的工作原理 3
    武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书 图 5 积分器 原理如下： 如图 5，利用虚短和虚断两条法则求 Vo 和 Vi 的关系，有： V N V  P 0 i C   0( dC dvC C dt  dt 有节点电流法可知 V 0 )  C dv dt i C i  R Vi R v 0   dvC 0 dt 1  RC dtv i ，表明 v0 与 vi 为积分关系。 因此，若积分器输入为方波，其输出波形即为三角波。如图 6 所示 图 6 方波—三角波转换电路 但在实际电路中，通常在积分电容两端并联反馈电阻 R，用作直流反馈，目的是减少集成 运算放大器输出端的直流漂移，所以这次试验我们用的方波转换成三角波的电路图如下 4
    武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书 图 7 实际所用方波转换三角波电路图 2.4 电路参数的计算及选择 （1）对正弦波发生电路： 振荡频率 f 0  1 2 RC ，10Hz
    武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书 C2 1uF 1 3 VCC R4 100kΩ Key=A 50% 12V VCC 4 U1A 1 3 2 9 R5 1kΩ 14 13 2 3 0 R6 1kΩ D3 1N4001 D4 1N4001 VEE -12V VEE 11 U2A 1 LM324AD 4 VCC VCC 12V 10 R10 100kΩ Key=A 12 50% D5 RD15 D6 RD15 8 0 LM324AD 11 VEE VEE -12V R9 150kΩ 4 VEE -12V C3 C1 1uF R1 100kΩ Key=A 50% R3 6kΩ 5 0 R2 3.3kΩ D1 2 1N4001 D2 1N4001 R7 1kΩ 6 R8 900Ω 0 VEE 11 1uF U3A 7 1 4 LM324AD 2 3 VCC VCC 12V 3 电路的仿真 图 8 总原理图 本次设计采用 Multisim 软件进行仿真，在 Multisim 中按照设计原理图画出仿真图后，查 看输出曲线。 3.1 正弦波发生电路的仿真 6
    武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书 图 9 产生的正弦波 3.2 正弦波—方波转换电路的仿真 7
    武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书 4.3 方波—三角波转换电路的仿真 图 10 产生的正弦波和方波曲线 8
    分享到：
    赞 收藏

    相关推荐

    资料库

    课程资源

    共收录17145份资料，累计13个分类，关注成员有19位，主要包括：PHP,网络管理,网页制作,Java,.Net,数据库,3G/移动开发,C/C++,游戏开发,嵌入式,讲义,软件测试,专业指导

    热门标签

    PHP 网络管理 网页制作 Java .Net 数据库 3G/移动开发 C/C++ 游戏开发 嵌入式 讲义 软件测试 专业指导

    最新资料