RC低频信号发生器的设计-职业学院毕业论文

四川信息职业技术学院 毕业设计说明书(论文) 论文题目:RC低频信号发生器的设计 专业:通 信 技 术 班级:通 技 08-2 学号:0820085 姓名:张森锦 指导教师:刘雪亭 游岩松 二一十二月二十日 四川信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书四川信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书 学 生 姓 名 张森锦学号0820085班级 通技 08-2 专业通信技术 设计（或论文）题目RC 低频信号发生器的设计 指导教师姓名职称工作单位及所从事专业联系方式备 注 刘雪亭副教授四川信息职业技术学游岩松工程师四川长通广元维护中设计（论文）内容： 注意：选题要结合实际。设计（论文）内容要详细写明具体步骤；学生在该设计中具体完成的工作 用模拟电路设计一款频率为 800Hz 的 RC 低频正弦信号发生器，要求为：1、具有一定的稳幅环节； 2、扩展作用：频率以 800Hz 为中心可调；3、设计硬件的原理电路图及完成电路性能指标的验算；4、 制作实物，并进行调试；5、撰写详细的设计说明书，不少于五千字。 进度安排： 要有较为详细的时间安排（时间具体到周） ； 第一阶段（2010，092010，10） ：完成资料的收集，设计方案的确定； 第二阶段（2010，102010，11） ：完成硬件设计，即完成单元电路及总电路图的设计和工作原理的 叙述，电路性能指标的验算； 第三阶段（2010，112010，12） ：进行调试、制作实物，编写报告准备答辩。 主要参考文献、资料(写清楚参考文献名称、作者、出版单位)： 1 胡翔骏 电路分析第二版，高等教育出版社，2007 2 华成英，童诗白 模拟电子学基础第四版，高等教育出版社， 2006 3 谭博学,苗汇静. 集成电路原理及应用.第二版,电子工业出版社, 2008 审 批 意 见 教研室负责人： 年月日 备注：任务书由指导教师填写，一式二份。其中学生一份，指导教师一份。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) I 目录 摘要.1 第 1 章 绪论.2 第 2 章 总体方案设计.4 2.1 背景知识.4 2.2 单元方案设计.4 2.2.1 方案一.4 2.2.2 方案二.4 第 3 章 总原理图及元器件设计.6 3.1 低频信号发生器的主要性能指标.6 3.2 RC 低频信号发生器电路组成.7 3.3 单元电路设计.7 3.4 案例分析.12 3.5 安装与调试.14 第章 RC 低频信号的仿真.16 4.1 RC 信号发生器的电路仿真图.16 4.2 RC 信号发生器的仿真结果.17 结束语.18 致谢.19 参考文献.20 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 1页 摘要 科技的日新月异和电子化产品的日益普及， 电子产品的体积和规模与上个世纪相 比变化巨大。各种复杂电路不断涌现，体积不断缩小，产品更新的速度不断加快。这 些新的变化使得电路的设计工作变得复杂和繁重。 如果在电子产品设计时仍然使用常 规的人工方法，则需要耗费大量的人力和财力。 电子设计自动化（Electronic Design Automatic，简称 EDA）的优越之处在这里得 到体现，于是快速发展，计算机电子技术的发展大大减轻了人工的设计压力，同时缩 短了设计开发时间，是电子开发人员必须掌握的技术。 本次设计中应用的 Multisim 软件是目前高校中应用最高的仿真软件之一。它强 大的功能和友好的界面、形象的“虚拟仪表”，使它成为目前使用最方便的、最直观 的仿真软件之一。 Protel 软件是 Protel 公司（也就是现在的 Altium 公司）开发的用于电子线路开发 的软件。 它的功能十分强大， 具有电路原理图设计和电路印刷板图设计的功能。 Protel 99 SE 是 Protel Technolog 公司 1999 年推出的功能强大的 EDA 综合设计环境。 本次设计主要使通过对低频信号发生器的计算机仿真设计研究， 初步掌握电路分 析、仿真以及印刷电路板图的过程与步骤。 此次设计的RC低频信号发生器的计算机仿真设计研究， 主要分为以下几个部分： RC 低频信号发生器的电路分析； RC 低频信号发生器的仿真。 关键词电子设计自动化；Protel 软件；RC 低频信号发生器 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 2页 第 1 章 绪论 功率放大器在家电、 数码产品中的应用越来越广泛， 与我们日常生活有着密切关 系。随着生活水平的提高，人们越来越注重视觉，音质的享受。在大多数情况下，增 强系统性能，如更好的声音效果，是促使消费者购买产品的一个重要因素。RC 低频 功率放大器作为音响等电子设备的后即放大电路， 它的主要作用是将前级的音频信号 进行功率放大以推动负载工作，获得良好的声音效果。 同时低频功率放大器又是音响 等电声设备消耗电源能量的主要部分。因此设计出实用、简洁、低价格的低频功率放 大器是一个发展方向。 功率放大器随着科技的进步是不断发展的， 从最初的电子管功率放大器到现在的 集成功率放大器，功率放大器经历了几个不同的发展阶段：电子管功放 晶体管功放 集成功放。功放按不同的分类方法可分为不同的类型，按所用的放大器件分类，可分 为电子管式放大器、晶体管式功率放大器（包括场效应管功率放大器）和集成电路功 率放大器 （包括厚膜集成功率放大器） ， 目前以晶体管和集成电路式功率放大器为主， 电子管功率放大器也占有一席之地。电子管功率放大器俗称胆机， 电子管功放的生产 工艺相当成熟，产品的稳定性很高，而离散性极小，特别是它的工作机理决定了它的 音色十分温柔，富有人情味，因而成为重要的音响电路形式。电子管电路的设计、安 装、 调试都比较简单， 期缺点是输出变压器、 电源变压器的绕制工艺稍麻烦， 耗电大、 体积大、有一定的使用期限。因此在实际使用中有一定的局限性。现在大功率晶体管 种类很多，优质功放电路也层出不穷，因此晶体管功率放大器是应用最广泛的形式。 人们研制出许多优质新型电路使功放的谐波失真，很容易减少到 0.05%以下。场效应 管是一种很有潜力的功率放大器件， 它具有噪声小、 动态范围大、 负温度特性等特点， 音色和电子管相似，保护电路简单。场效应管生产技术还在不断发展，场效应管放大 器将有更为强大的生命力。 由于集成电路技术的迅速发展， 集成电路功率放大器也大 量涌现出来，其工艺和指标都达到了很高水平，它的突出特点是体积小、电路简单、 性能优越、保护功能齐全等。 由于在很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务， 这时 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 3页 就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口， 而功率放大器在 整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能 否提供良好的音质输出。 现今功率放大器不仅仅是消费产品(音响)中不可缺少的设备, 还广泛应用于控制系统和测量系统中。 然而低频功率放大器已经是一个技术相当成熟 的领域，几十年来,人们为之付出了不懈的努力，无论从线路技术还是元器件方面,乃 至思想认识上都取得了长足的进步。 目前市场上的集成功放产品价格已经很低并且种 类也很多，典型的有 LM1875、TDA1521、TDA1514。这些优质功放模块体积小、性 能优越、 保护功能齐全、 外围电路简单、 易制作易调试。 最近， 一种应用砷化钾 MESFET 制成的功率放大器 MMIC， 在移动电话和个人数据终端领域中应用越来越广泛， 一片 尺寸为 2.53.48 平方毫米的 MMIC 输出功率可达 1.1W，工作频率达 950MHZ。本 文给出一种简单实用、制作成本低廉的实用低频功率放大器的设计方案,并给出实际 测试结果。功率放大可由分立元件组成，也可由集成电路完成。由分立元件组成功率 放大器，如果进行精心的设计，则在效率和失真方面更优于集成的，价格方面便宜一 点，但如果电路选择和参数设置不恰当时，元件性能就不能很好的表现出来，制作调 试比较困难。从电路的简单性和易调性，集成电路更好些。本次设计功放采用集成电 路完成。 本实用 RC 低频功率放大器设计有两部分组成前置放大级和功率放大级。 前置放 大级主要任务是完成小信号电压放大任务，同时要求低噪声、低温漂。功率放大级主 要任务是在允许的失真限度内，尽可能高效率地向负载提供足够大的功率， 要求是输 出功率要大、效率要高。通过详尽的资料查询和严密的方案论证后，我们选择通过集 成运放 NE5532、LM1875、LF357 的配套使用来使本电路系统设计简洁、实用并且达 到高增益、高保真、高效率、低噪声、宽频带、快响应的指标。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 4页 第 2 章 总体方案设计 2.1 背景知识 低频信号发生器用来产生频率为20Hz200kHz的正弦信号。 除具有电压输出外， 有的还有功率输出。 所以用途十分广泛，可用于测试或检修各种电子仪器设备中的低 频放大器的频率特性、增益、通频带，也可用作高频信号发生器的外调制信号源。另 外，在校准电子电压表时，它可提供交流信号电压。 包括音频（20020000 赫）和视频（1 赫10 兆赫）范围的正弦波发生器。主 振级一般用 RC 式振荡器，也可用差频振荡器。为便于测试系统的频率特性，要求输 出幅频特性和波形失真小。 2.2 单元方案设计 根据实验任务的要求，对信号产生部分可采用多种方案：如模拟电路实现方案， 数字电路实现方案，模数结合实现方案等。鉴于波形信号的产生和模拟联系紧密，我 们用模拟电路实现方案。 模拟电路的实现方案就是指全部采用模拟电路的方式，以实 现信号产生电路的所有功能。就此方案，也有几种电路方式。 2.2.1 方案一 用正弦波发生器产生正弦波信号，然后用过零比较器产生方波， 再经积分电路产 生三角波。此电路结构简单，且有良好的正弦波和方波信号。但经过积分器电路产生 同步的三角波信号，存在难度。原因是积分器电路的积分时间常数是不变的，而随着 方波信号频率的改变， 积分电路输出的三角波幅度同时改变。 若要保持三角波的输出 幅度不变，须同时改变积分时间常数的大小。 2.2.2 方案二 由三角波，方波发生器产生三角波和方波信号，然后通过函数转换电路，将三角 波信号换成正弦波信号。 这种电路在一定的频率范围内， 具有良好的三角波和方波信 号。而正弦波信号的质量，与函数转换电路的形式有关。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 5页 方案一的电路结构、思路简单，运行时性能稳定且能较好的符合设计要求，关于 三角波的缺陷， 我们可以在积分电路添加可变电阻和可调电容来调节其时间参数。而 方案二，关于产生正弦波的转换电路相对比较复杂，波形质量不太理想，且频率调节 不如方案一简单方便。综上所述，我们选择方案一。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 6页 第 3 章 总原理图及元器件设计 3.1 低频信号发生器的主要性能指标 （1）频率范围 频率范围是指各项指标都能得到保证时的输出频率范围，或称有效频率范围。一 般为 20Hz200kHz，现在做到 1HzlMHz 并不困难。在有效频率范围内，频率应能 连续调节。 （2）频率准确度 频率准确度是表明实际频率值与其标称频率值的相对偏离程度。一般为3%。 （3）频率稳定度 频率稳定度是表明在一定时间间隔内，频率准确度的变化，所以实际上是频率不 稳定度或漂移。没有足够的频率稳定度，就不可能保证足够的频率准确度。另外，频 率的不稳定可能使某些测试无法进行。频率稳定度分长期稳定度和短期稳定度。频率 稳定度一般应比频率准确度高一至二个数量级，一般应为（0.10.4）%/小时。 （4）非线性失真 振荡波形应尽可能接近正弦波，这项特性用非线性失真系数表示，希望失真系数 不超过（13）% ，有时要求低至 0.1% 。 （5）输出电压 输出电压须能连续或步进调节，幅度应在 010V 范围内连续可调。 （6）输出功率 某些低频信号发生器要求有功率输出，以提供负载所需要的功率。输出功率一般 为 0.55W 连续可调。 （7）输出阻抗 对于需要功率输出的低频信号发生器， 为了与负载完美地匹配以减小波形失真和 获得最大输出功率，必须有匹配输出变压器来改变输出阻抗以获得最佳匹配。如 50 、75、150、600和 1.5k等几种。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 7页 （8）输出形式 低频信号发生器应可以平衡输出与不平衡输出。 3.2 RC 低频信号发生器电路组成 低频信号发生器的原理方框图如图 3-1 所示。 包括主振级、 主振输出调节电位器、 电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器（输出变压器）和指示电压表。 电 压 放大器 电压输出 主振级 输 出 衰减器 功 率 放大器 阻 抗 变换器 电 平 指示器 功率输出 电平调节 K 图 3-1 低频信号发生器原理方框图 主振级产生低频正弦振荡信号，经电压放大器放大，达到电压输出幅度的要求， 经输出衰减器可直接输出电压，用主振输出调节电位器调节输出电压的大小。电压输 出端的负载能力很弱，只能供给电压，故为电压输出。振荡信号再经功率放大器放大 后，才能输出较大的功率。阻抗变换器用来匹配不同的负载阻抗，以便获得最大的功 率输出。电压表通过开关换接，测量输出电压或输出功率。 3.3 单元电路设计 （1）低频信号发生器的主振电路 低频信号发生器的主振级几乎都采用 RC 桥式振荡电路。 这种振荡器的频率调节 方便，调节范围也较宽。 RC 桥式振荡器是一种反馈式振荡器，其原理电路如图 3-2 所示。T1、T2构成同 相放大器，R1、C1、 R2、C2为选频网络。选频网络的反馈系数 O F V V F 与频率有关（ F V 为反馈电压， O V 为放大器输出电压）。因此，反馈网络具有选频特性，使得只有某一 频率满足振荡的两个基本条件，即振幅和相位平衡条件。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 8页 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 C1 C2 C3 C4C5 C6 T1T2 +Ec 输出 Vf Vo 图 3-2 RC 桥式振荡器 选频网络是一个 RC 串并联反馈电路，其电路及频率特性如图 3-3（a）、（b） 所示。当频率很低接近零时，C1、C2的容抗趋向无穷大，Vo 几乎全部降落在 Cl上， VF与 F 近似为零，流过 R2 的电流也就是流过 C1的电流， 2C1F RIV ，而 C1 I 主要由 C1 来决定，故 C1 I 相位超前 O V 90，所以 F V 相位也超前 O V 90。随着频率逐渐升高，C1 的容抗逐渐减小，因此 C1上的压降减小，R2上的分压则逐渐增加，VF与 F 亦逐渐增 大，选频网络所引起的相移也逐渐变小。 +90 0 0 F 1/3 -90 0 0 R1 R2 C1 C2 V V 0 F IC1 . . . (a)(b) 图 3-3RC 选频网络频率特性 当频率很高趋向无穷大时，Cl和 C2的容抗都很小，Cl是串联于回路中，它与 R1 相比可以忽略，C2是与 R2并联，由于 C2的容抗很小，所以 F V 与 F 很小， F V 为 R1 I 在 C2上的降压， R1 I 与 O V 同相，所以 F V 近似落后于 O V 90。随着频率逐渐降低，VF和 F 也随着增大，相角也逐渐减小。当=0时，VF 和 F 达到最大，相移=0。 上述过程也可用数学公式表示： 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 9页 R1、C1 的串联阻抗为 1 11 jC 1 RZ R2、C2的并联阻抗为 22 2 1 2 2 2 2 CjR1 R jC 1 R jC 1 R Z 因此，该网络的传输系数为 22 2 1 22 2 21 2 O F CjR1 R jC 1 R1 CjR1 R ZZ Z V V F 22 11 1 2 2 1 CR 1 CRj C C R R 1 1 一般说来，为了调节方便，常取 R1=R2=R，C1=C2=C，则上式可改写为 RC 1 RCj3 1 F 当频率=0=RC 1 时，则有 3 1 F 。 此时，F 为实数，即相移=0，F 为最大。 由于 RC 串并联网络对不同频率的信号具有上述选频特性，因此，当它与放大器 组成正反馈放大器时，就有可能使=1/RC 的频率满足振幅和相位条件，从而得到单 一频率的正弦振荡。如图 3-4 所示，T1、T2 组成两级阻容耦合放大器。其频率特性 很宽， 可以把放大倍数 A 看成常数， 每级放大器倒相 180， 两级放大器共产生 360 的相移，为同相放大。在=0=1/RC 时，=0，满足相位平衡条件。只要放大器总 放大倍数 A3， 则 AF1， 即可满足振幅平衡条件。 因此， 在频率为0时满足振幅、 相位条件而产生振荡，对于其他频率，由于 RC 网络相移不为零，且振幅传输系数很 快下降，所以其他任何频率都不可能形成振荡。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 10页 在实际的 RC 桥式振荡电路中，由于两级放大器的放大量很大（远大于 3），正 反馈信号很强，使振荡幅度不断增长，直到增长到晶体管输出特性的非线性区域，放 大倍数降低，振荡才能稳定。这样，振荡信号很强，一方面使波形失真严重，另一方 面可能使晶体管过载。因此放大器需加入很深的负反馈，使放大倍数降为 3 左右。其 电路如图 3-4(a）所示。Rt、R6为负反馈支路，它与正反馈支路组成一个电桥，即为 文氏电桥。如图 3-4（b）所示，四个桥臂中 AB 和 BC 两个桥臂是由正反馈选频网络 构成。另外两个桥臂 AD 和 DC 则是由放大器负反馈网络 Rt和 R6构成。电桥的两个 端点 A、C 接到放大器的输出端，引回输出电压 Vo，电桥的另外两个端点 B、D 接 到放大器输入级 T1的基极和发射极，以供给放大器的输入信号 Vi。这种振荡器又称 为文氏电桥振荡器。 反馈电阻 Rt 是具有负温度系数的热敏电阻，可以自动稳定振荡幅度。当振荡输 出电压幅度增大时，通过 Rt 电流加大，引起 Rt 温度升高，Rt 阻值减小，使负反馈增 强，振荡器输出电压幅度的增大受到抑制。此外，振荡器开始起振时，热敏电阻 Rt 的阻值较大，负反馈较弱，整个振荡器也比较容易起振。这样，不再利用晶体管的非 线性特性来限制振幅，使放大器可以工作在线性区，从而减少了振荡器的波形失真。 文氏电桥振荡器的优点是稳定度高，非线性失真小，正弦波形好，因此在低频信 号发生器中获得广泛的应用。 （2）正弦低频信号发生器的放大电路 放大电路包括电压放大器和功率放大器，简述如下： 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 11页 1）电压放大器 主振级中的电压放大器，应能满足振荡器的幅度和相位平衡条件。RC 桥式振荡 器中的电压放大器应是同相放大器。 缓冲放大器主要用于阻抗变换。在低频信号发生器中，主振信号常首先经过缓冲 放大器， 然后再输入给电压放大器或输出衰减器，使衰减器阻抗变化或电压放大器输 入阻抗变化时，不影响主振级的工作。 一般电压放大器，为了使主振输出调节电位器的阻值变化不影响电压放大倍数， 要求电压放大器的输入阻抗较高。低频信号发生器的工作频率范围较宽，要求电压放 大器的通频带亦宽，并且波形失真小，工作稳定。电压放大器的后级是输出衰减器和 电压指示表，为了在调节输出衰减器时，阻抗变化不影响电压放大器，要求电压放大 器的输出阻抗低，有一定的负载能力。满足上述指标的放大器，才能用于低频信号发 生器中。 某些低频信号发生器要求有功率输出，这样要有功率放大器。在低频信号发生器 中，对功率放大器的主要要求是失真小，输出额定功率，并设有保护电路。 功率放大器主要是为负载提供所需要的功率。因此晶体管均工作在大信号（大电 压、大电流）状态。为了充分利用晶体管，其工作电流、电压都接近管子的极限值。 所以要求功率放大器既要满足输出功率的要求，又要避免晶体管过热，而且非线性失 真也不能太大。 由于功率放大器实际上是一个换能器，即将晶体管集电极直流输入功 率转换为交流输出功率，因此还要求换能效率要高。 由于功率放大器工作在大信号状态下，晶体管往往在接近极限参数下工作，所以 因设计不当或使用条件变化， 就容易超过极限范围导致晶体管损坏。因此在功率放大 器电路中，常常加上保护电路。当负载短路等原因使功率管中电流、功耗超过极限运 用范围时，利用负载短路取样信号，通过保护电路可以切断输入信号或切断电源，以 达到保护目的。或者用保护电路把功率管负载线限制在安全工作区域之内。 3）低频信号发生器的输出电路 对于只要求电压输出的低频信号发生器，输出电路仅仅是一个电阻分压式衰减 器。 对于需要功率输出的低频信号发生器，为了与负载匹配以减小波形失真和获得最 大输出功率， 还必须接上一个或两个匹配输出变压器，并用波段开关改变输出变压器 次级圈数来改变输出阻抗以获得最佳匹配。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 12页 低频信号发生器中的输出电压调节，常常可以分为连续调节和步进调节。为了使 主振输出电压连续可调，采用电位器作连调衰减器。为了步进调节电压，用步进衰减 器按每档的衰减分贝数逐档进行。例如 XD22 型低频信号发生器中的步进衰减器，衰 减共分九级，每级衰减 10dB，共 90dB。衰减器原理如图 3-5 所示。一般要求衰减器 的负载阻抗很大，使负载变化对衰减系数影响较小，从而保证衰减器的精度。衰减器 每级的衰减量根据输入、 输出电压的比值取对数求出。 现以波段开关置于第二档为例， 根据下式计算衰减量为 87654321 8765432 RRRRRRRR RRRRRRR i O2 V V 根据 XD1 型低频信号发生器衰减 器的参数计算得： 316. 0 i O2 V V 两边取对数 dB V V 20lg i o2 10 同理第三档为 1 . 0 i O3 V V dB V V 20lg i o3 20 依此类推，波段开关每增加一档， 就增加 10dB 的衰减量，根据需要可任选衰减量。 输出电路还包括电子电压表，一般接在衰减器之前。经过衰减的输出电压应根据 电压表读数和衰减量进行估算。 3.4 案例分析 设计一款频率为 800Hz 的文氏电桥 RC 低频正弦信号发生器。 RC 振荡器的设计，就是根据所给出的指标要求，选择电路结构形式，计算和确 定电路中各元件参数， 使它们在所要求的频率范围内满足振荡条件，使电路产生满足 指标正弦波。 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 1 2 3 4 5 6 7 8 C R Vi Vo2 图3-5衰减器原理图 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 13页 确定电路中各元件参数， 使它们在所要求的频率范围内满足振荡条件，使电路产 生满足指标正弦波。 （1）电路结构 图 3-6RC 正弦波振荡器 （2）计算和确定电路的元件参数 1)根据振荡频率，计算 RC 乘积的值。 设：R1=R2=R，C1=C2=C， )(1099. 1 80014. 32 1 2 4 0 1 s f RC 2)确定 R、C 的值 为了使选频网络的特性不受运算放大器输入电阻和输出电阻的影响。 按 RiRRo 的关系选择 R 的值。其中 Ri（几百 K以上）为运算放大器同相 端的输入电阻。Ro（几百以下）为运算放大器的输出电阻。 因此，初选 R=20K，则： FFC1 . 010995. 0 1020 1099. 1 7 3 4 在实际中 R 选用同轴双连电位器或 C 选用双连可变电容器，即可以实现振荡频 率的连续可调。 3)确定 R3和 Rf（在图中 Rf=R4+Rw+rd/R5）的值。 由振荡的振幅条件可知，要使电路起振，Rf应略大于 2R3，通常取 Rf=2.1R3，以 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 14页 保证能起振和减小波形失真。 另外，为了满足 R=R3/Rf的直流平衡条件，减小运放输入失调电流的影响，由 Rf=2.1R3和 R=R3/Rf可求出： 33 3 105 .291020 1 . 2 1 . 3 1 . 2 1 . 3 RR 取标称值 R3=30K 所以 Rf=2.1R3=2.130103=63K 为了达到最好效果，Rf与 R3的值还需通过实验调整后确定。 4)确定稳幅电路及其元件值。 稳幅电路由 R5和两个接法相反的二极管 D1、D2并联而成，如上所示。 稳幅二极管 D1、D2应选用温度稳定性较高的硅管，而且二极管 D1、D2的特性必 须一致，以保证输出波形的正负半周对称。 5)R5、R4及 RW及的确定 由于二极管的非线性失真，因此，为了减小非线性失真，可在二极管的两端并上 一个阻值与 rd（rd 为二极管导通时的动态电阻）相近的电阻 R5（R5一般取几千欧）， 在本例中取 R5=2K。然后再经过实验调整，以达到最好的效果。R5确定后，可按 下式求出 R4+RW。 R4+RW=Rf-（rd/R5）Rf-（R5/2）=63K-1K=62K 为了达到最佳的效果，R4取 30K，Rw 取 50K的电位器。 6)选择运放的型号 选择的运放，要求输入电阻高、输出电阻小，而且增益带宽要满足： uA0.BW3f0的条件。由于本例中的 f0=800Hz，故选用 uA741 集成运算放大器。 3.5 安装与调试 按图 3-6 电路，将所选定的元件安装在插件板上，检查无误后，接通电源，用示 波器观察是否有振荡波形。 然后调整 RW 使输出波形为最大且失真最小的正弦波。 若电路不起振， 说明振荡 的振幅条件不满足，应适当加大 RW的值；若输出波形严重失真，说明 RW太大，应 适当减小 RW的值。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 15页 当调出幅度最大且失真最小的正弦波后，可用示波器或频率计测出振荡器的频 率。若所测的频率不满足设计要求，可根据所测频率的大小，判断出选频网络的元件 值是偏大还是偏小，从而改变 R 或 C 的值，使振荡频率满足设计要求。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 16页 第章 RC 低频信号的仿真 4.1 RC 信号发生器的电路仿真图 下图为 RC 信号发生器的电路仿真图。 图 4-1 RC 信号发生器的仿真电路图 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 17页 4.2 RC 信号发生器的仿真结果 下图为 RC 信号发生器的仿真结果。 图 4-2 RC 信号发生器的仿真结果 当调出幅度最大且失真最小的正弦波后，可用示波器或频率计测出振荡器的频 率。若所测的频率不满足设计要求，可根据所测频率的大小，判断出选频网络的元件 值是偏大还是偏小，来判断是否符合设计要求，以便得到一个比较贴近理论的仿真。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 18页 结束语 （1）设计结论 我在设计期翻阅了大量参考书籍和论文， 学懂、 弄通了软件 Multisim 9、 Protel 99 SE 的功能及使用方法，并了解了两软件之间的联系。在老师的指导和帮助下， 首先熟悉了一些电子设计自动化软件的应用和软件间的互相配合作用，其次，复习了一 些模拟电路知识，最后对电路进行仿真、设计出 PCB 板，制作实物，完成我的毕业设计。 （2)设计中存在的问题 我的设计虽然已基本完成，但其中还有在一些问题，对于具体的电路制作因 为没有制版，使用的是万能板，所以在美观和功能上有些问题。其次，由于编写 程序时间仓促，其中存在一些问题。 转眼两个多月的毕业设计就要结束了，从开始接