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模电课程设计_函数信号发生器.pdf

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山东农业大学信息学院 课 程 设 计(论文) 课程名称 :模拟电子技术基础 课程设计 题目名称 :函数信号发生器 姓 学 班 专 名 : 号 : 级 : 业 :电子信息科学与技术 设计时间 :2011-2012-1 学期 15、16 周 教师评分 : 2011 年 12 月 6 日
目 录 1 设计的目的及任务………………………………………………… 1.1 课程设计的目的…………………………………………………………( 1.2 课程设计的任务与要求…………………………………………………( …………( 1) 2) 2) 2 电路设计总方案及各部分电路工作原理……………… ……………………( 2) 2.1 电路设计总体方案……………………………………………………( 2.2 正弦波发生电路的工作原理……………………………………………( 2.3 正弦波 --- 方波工作原理……………………………………( 4) 2.4 方波--- 三角波工作原理…………………………………………………( 2.5 三角波 --- 正弦波工作原理…………………………………( 7) 2) 3) 6) 3 电路仿真及结果……………… ……………… …………………………… (10) 3.1 仿真电路图及参数选择……………………………………( 10) 3.2 仿真结果及分析…………………………………( 10) 4 收获与体会……… ………………………………………… ……………… (10) 5 仪器仪表明细清单………… ………………………………………………( 11) 参考文献… ………………………………………………………………… …(12)
1. 设计的目的及其任务 1.1 课程设计的目的 1. 通过这次课程设计可以更好的掌握集成运算放大器构成正弦 波,方波和三角波等函数信号的设计方法。 2. 可以学会安装, 调试与仿真等集成电路组成的多级电子电路小 系统。 3. 可以更好的掌握课本上所学的知识, 培养自己对所学专业的热 爱。 1.2 课程设计的任务与要求 1. 能输出特定频率的正弦波,方波和三角波。 扩展项: 频率可调,脉冲波,锯齿波。 2. 实现步骤: 正弦波→方波→三角波→正弦波 3、工具: multisim 4. 频率范围:固定频率 1kHZ,或者设计的为频率可调电路。 5、提交形式:以课程论文(打印)的形式提交。 6. 合理的设计硬件电路,说明工作原理及设计过程,画出相关 的电路原理图。 7. 选择常用的电路元件。 8. 画出设计的电路原理图,做出电路的仿真。 2.电路设计总方案及各部分电路工作原理 2.1 电路设计原理框图
正弦波发生器 ( RC桥式正弦波 振荡电路) 方波发生器 (滞回比较器) 三角波发生器 (积分放大电路) 函数发生器的总体方案: 函数发生器一般是指能自动产生正弦波、 三角波、方波及锯齿波、 阶梯波等电压波形的电路或仪器。此次所要设计的函数信号发生器, 主要是先产生正弦波, 然后将正弦波转换为方波, 再由方波转换为三 角波,最后由三角波转换为正弦波。 本次的函数信号发生器的总电路图如上图所示。 产生正弦波的主要是 RC桥式正弦波振荡电路,然后再由滞回比 较器将正弦波转换为方波,再由积分放大电路将方波转换为三角波, 最后由低通滤波电路将三角波转换为正弦波。 2.2 : 正弦波发生电路的工作原理 : 正弦波发生电路的工作原理图为即 RC桥式正弦波振荡电路为:
将电阻 R3与 C1并联,电阻 R4 与 C2串联所组成的网络称为 RC串并 联选频网络 . 产生正弦波振荡的条件为 : 1. 引入正反馈网络, 放大电路, 选频网络和稳幅环节四个组成部分。 2. 满足起振条件:| AF|>1. 3. 放大电路是否能正常工作:静态工作点是否合适,动态信号能不 能放大 4. 判断电路是否引入正反馈:利用瞬时极性法 正弦波震荡的平衡条件为:
1FA 5. 当 f=f0 时,F=1/ 3,则 A=AU=3,又因为起振条件:| AF|>1,所以 A u U o U p 1 R f 1R 3 R f 12R 调节振荡器频率的方法为: f o 1 RC 2 RC正弦波振荡电路一般用于产生频率低于 1 MHz 的正弦波: 原因:要提高其振荡频率,必须减小 R 和 C 的值,放大器的输 出电阻和晶体管的极间电容将影响其选频特性, 输出频率不稳定。 2.3 正弦波 ---方波工作原理 正弦波产生方波的工作电路图为:
方波的产生电路是用的滞回比较器: ui UREF R1 - + A R uo R2 Uz u O U Z u P R 1 RR 1 2 U Z u N u P u P 就是阈值电压 U T1 R 1 RR 1 2 U Z
U T2 R 1 RR 2 1 U Z U即 T R 1 R 1 R 2 U Z UT 也称为上下门限电压,所以其电压传输特性为: uo +UZ O +UT ui -UT -UZ 但滞回比较器灵敏度低 ,但抗干扰能力强。 2.4 方波 ---三角波工作原理 三角波的产生电路为:
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