电力电子技术课程设计

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1、课程设计任务书专业自动化班级姓名设计起止日期设计题目：正弦波发生器设计任务（主要技术参数）：设计一个正弦波发生电路，主要技术参数：频率：1000Hz；幅度：≥2v。选择电路，要求设计放大电路、反馈电路、选频网络和稳幅环节的结构，计算元件参数。指导教师评语：成绩：签字：年月日课程设计说明书NO．11课程设计的目的《电子技术基础课程设计》是学习理论课程之后的实践教学环节。目的是通过解决比较简单的实际问题，巩固和加深在《电子技术基础》课程中所学的理论知识和实验技能。训练学生综合运用学过的电子技术基础知识，在教师指导下完成查找资料，选择、论证方案，设计电路并仿真，分析结果，撰

2、写报告等工作。使学生初步掌握电子电路设计的一般方法步骤，通过理论联系实际提高和培养学生分析、解决实际问题的能力和创新能力，为后续课程的学习、毕业设计和毕业后的工作打下一定的基础。2设计方案论证2.1设计思路如图1。实现电路产生正弦波振荡时，可首先利用瞬时极性法判断电路是否满足相位平衡条件，如果在满足相位平衡条件的某一特定频率f1下，能够满足幅度平衡条件，则电路能够产生正弦波振荡。而且，该特定频率f0既是RC串并联网路振荡电路的振荡频率f0=12πRC，并由幅度平衡条件可以得到起振条件A>3,已知同比例运算电路输出电压之间的比例系数1+Rf/R1>3负反馈支路的参数应该

3、满足Rf>2R1。当电路接成正反馈是，产生正弦波振荡的条件为：AF=1；当电路接成负反馈时，产生自激振荡的条件为：AF==1。由于正反馈和负反馈产生的自激振荡的差别的根本原因在于两种情况下反馈的极性不同。在放大电路中，为了改善性能，引入的是负反馈，而在振荡电路中的目的是主要产生正弦波振荡，因此将RC选频网络反馈接成正反馈。而在电路中又由Rf、RW、及R1引入一个电压串联负反馈，其作用是可以提高电压放大倍数的稳定性，改善振荡电路的输出波形，而且进一步提高放大电路的输入电阻，降低输出电阻。从而减小了放大电路对RC串并联网络选频特性的影响，提高了振荡电路带负载能力。同时，改

4、变电阻RW阻值的大小可以调节深度负反馈的深度。因此可利用瞬时极性判断电路能否产生正弦波振荡。并将反馈接成正反馈，此时产生振荡的条件Uf=Ui,即∣AF∣=1。沈阳大学课程设计说明书NO．2图1RC串并联网络振荡电路原理图2.2设计方案论证图中的电路中由Rf、RW及R1引入了一个电压串联负反馈，不仅可以提高电压放大倍数的稳定性，改善振荡电路的输出波形，而且进一步提高放大电路的输入电阻，降低输出电阻，从而减小了放大电路对RC串并联网络选频特性的影响，提高了振荡电路的负载能力。同时，改变电阻RW阻值大小可以调节深度负反馈的深度。其中集成运放A作为放大电路，RC串联网络是选频

5、网络，而且，当f=f0时，它是一个接正反馈的反馈网络。另外Rf和RW及支路引入一个负反馈。RC桥式振荡电路由RC串并联选频网络和同相放大电路组成，如原理图所示。图中RC选频网络形成正反馈，并由它决定振荡频率f0，Rf和RW及R1形成负反馈回路，由他们决定起振荡的幅值条件和调节波形的失真程度与稳幅控制。如图2。沈阳大学课程设计说明书NO．３.图2设计方案框图2.3元件选择计算过程f0=12πRC=1000Hz设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为20KΩ的滑动变阻器，设Ra=Rf+RW，振荡的幅度平衡条件为∣AF∣>1，已知当f=f0时，∣F∣=1/3，由此求的振荡电路的起振条件∣AF∣>3，已知同比例运算电路输出电压与输入电压之间的比例系数为：1+Ra/R3，为了1+Ra/R3>3,负反馈支路的参数应满足关系Ra>2R沈阳大学课程设计说明书NO．４即：∣AF∣=U0/U1=1+Ra/R3=1+19.7/5=4.94>3,负反馈系数F=R3/（Rf+R3）=0.25。由上可知满足条件。2.4选定元件列表表1元件列表元件名称标号参数型号数量说明集成运算放大器A7

7、411放大信号电容C1、C20.03μf2RC串并联选频网络的选频电阻R1、R25.3KΩ1R35KΩ1Rf、RW及R3构成电压串并联的反馈Rf10.5KΩ1RW20KΩ1调节电阻进而改变f大小稳压管D1、D2IN5233B2限制输出电压3设计仿真3.1仿真软件的选择1.Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。新特点可以根据自己的需求制造出真正属于自己的仪器；所有的虚拟信号都可以通过计算