模拟电子技术课程设计--波形发生器

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1、目录1概述……………………………………………………（3）1.1课程计的目的………………………………（3）1.2课程设计的任务与要求…………………………（3）1.3课程设计的技术指标………………………（3）（1）2各部分电路设计……………………………(3)2.1正弦波波发生器的电路和工作原理……………(3)2.2方波发生电路的工作原理…………………(4)2.3矩形波的工作原理……（5）2.4三角波发生器的工作原理……………………(6)2.5方波---三角波转换电路的工作原理……………（8）2.6三角波

2、---正弦波转换电路的工作原理……（12）2.7电路的参数选择及计算……………………（13）2.8总电路图………………………………（14）3电路仿真调试……………………………（16）3.1方波---三角波发生电路的仿真………（16）3.2三角波---正弦波转换电路的仿真………（17）3.3方波---三角波发生电路调试…………（18）3.4三角波---正弦波转换电路调试……………（19）3.5矩型波的调试…………（20）5实验总结及感想及参考文献……………………（21）19一、概述1.1课程设计的目的

3、1.进一步掌握模拟电子技术的理论知识，培养工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力。2.基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力。3.学会运用Multisim11仿真软件对所作出的理论设计进行仿真测试，并能进一步完善设计。1.2任务和要求本次课程设计的任务是在教师的指导下，学习Multisim仿真软件的使用方法，分析和设计完成3个项目的电路设计与仿真。完成该次课程设计后，学生应达到以下要求：1、巩固和加深对《电子技术2》课程知识的理解；2、会根据课题需要选学参考书籍、查阅手

4、册和文献资料；3、掌握仿真软件Multisim的使用方法；4、掌握简单模拟电路的设计、仿真方法；5、按课程设计任务书的要求撰写课程设计报告，课程设计报告能正确反应设计和仿真结果。1.3主要技术指标●要求所设计的函数信号发生器能产生方波、三角波、正弦波；●要求该函数信号发生器能够实现频率可调；●函数发生器以集成运放及分立元件为核心进行设计。二、各部分电路设计2.1正弦波发生电路标准的正弦波大多由正弦波震荡电路产生。正弦波震荡电路是在没有外加输入信号的情况下，依靠电路自激震荡而产生正弦波的电路。正弦波震

5、荡电路必须由放大电路、选频网络、正反馈网络、稳幅环节四个部分组成。正弦波震荡电路主要分为RC正弦波震荡电路、LC正弦波震荡电路、石英晶体正弦波震荡电路三种，综合考虑各种方案，最后选定RC桥式正弦波震荡电路为本次设计的正弦波发生器电路组成所选用的实用RC桥式震荡电路图如图4.1.1所示：19文式电桥振荡器：f01/2RC。正反馈电路：RC串并选频网络决定RC振荡器的振荡频率f0。负反馈电路：R7和R1决定起振条件，调节波形与稳幅控制。R3并联D1、D2，正向非线性电阻起振时，电阻大负反馈小；振荡幅值大

6、时，电阻小负反馈大，整形限幅。图中二极管C1、C2用以改善输出电压波形，稳定输出幅度。起振时，由U0很小，C1、C2接近于开路，R3、C1、C2并联电路的等效电阻近似等于R3，此时Au1(R3R7)/R13,电路产生振荡。随着U0的增大，C1、C2导通，R3、C1、C2并联电路的等效电阻减小，Au随之下降，使Au3，U0幅度趋于稳定。R7可用来调节输出电压的波形和幅度。为了保证起振，由R3R72R1，可得R7的值必须满足R72R1R3。也就是说，R7过小，电路有可能停振。调节R7使R7略大于2R1R

7、3,起振后的振荡幅度较小，但输出波形比较好。调节R7使R7增大，输出电压的幅度增大，但输出电压波形失真也增大，当R7增大到R72R1时，使得无论二极管C1、C2是否导通，电路均满足Au3,C1、C2失去了自动稳压作用，此时振荡将会产生严重的限幅失真，所以为了使输出电压波形不产生严重的失真，要求R7值必须小于2R1。由此可见，为了使电路容易起振，又不产生严重的波形失真，应调节R7满足：2R1R72R1R3.2.2方波发生电路的工作原理因为方波电压只有两种状态，不是高电平，就是低电平，所以电压比较器是它

8、的重要组成部分；因为产生振荡，就是要求输出的两种状态自动地相互转换，所以电路中必须引入反馈；因为输出状态应按一定的时间间隔交替变换，即产生周期性变化，所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。电路组成方波发生电路组成如图3.2.1-1所示,其电压传输特性如图4.2.1所示19电路分析图4.2.1（a）滞回比较器的输出电压uoUT阀值电压UT(R1/R1R2)•Uz，因而电压传输特性如图4.2.1（b）所示。设某一时刻输出电压为u0UZ，则同相输入端电位upUT。