稳幅文氏电桥正弦波发生器

1、*师范学院电气信息工程学院2014届通信工程专业课程设计报告*课程设计报告题 目： 文氏电桥正弦波振荡 学生姓名： * 学生学号： * 系 别： 电气信息工程学院 专 业： 通信工程 届 别： 2014届 指导教师： * 电气信息工程学院制2013年5月文氏电桥正弦波振荡学生：*指导教师：*电气信息工程学院 通信工程专业1 课程设计的任务与要求1.1 课程设计的任务1. 培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。 2. 学习较复杂的电子系统设计的一般方法，提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见

2、实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。 3. 进行基本技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。1.2 课程设计的要求（1）熟悉multisim的使用方法，掌握文氏电桥正弦波振荡原理，以此为基础在软件中画出电路图。（2）绘制出文氏电桥正弦波振荡的波形，观察其波形，通过对分析结果来加强对其原理的理解。（3）在老师的指导下，独立完成课程设计的全部内容，并按要求编写课程设计论文，文中能正确阐述和分析设计和实验结果。 1.3 课程设计的研究基础（设计所用的基础理

3、论）以文氏电桥正弦波振荡电路仿真为例,分析了基本及稳幅文氏电桥正弦波发生器的特点,并采用 Multisim 10软件对文氏电桥正弦波发生器进行了仿真,仿真结果与理论分析结果一致。软件仿真在课堂教学、电路设计、及实验教学中的应用,使得课堂教学信息量饱满,设计、实验变得轻松,使教学的效果得到提升,在教学领域具有重要的推广、应用价值。 在自控、测量、无线电通讯、测量等技术领域中,需用到波形发生器,较常用的是正弦波振荡器和多谐振荡器两大类。采用Multisim10仿真软件对正弦波振荡器进行仿真,该软件是 NI 公司下属的 Electronics WorkbenchGroup 发布的交互式SPICE 仿

4、真和电路分析的软件。前期发展经历了 EWB5.0、EWB6. 0、Multisim2001、Mult-isim7、Multisim8、Multisim9 等版本。Multisim10 的特点有:1) 器件丰富。Multisim10比老版本新增了 1200 多个器件、500多个 SPICE 模块和 100 多个开关模式电源模块。2) 虚拟仪器种类齐全。通用仪器有数字万用表、信号源,双通道示波器、波特图示仪、字信号发生器、逻辑分析仪、失真度测试仪、频谱分析仪和网络分析仪等。3) 软件分析功能更强大。分析功能包括静态工作点分析、交流小信号分析、瞬态分析、灵敏度分析、参数扫描分析、温度扫描分析、传输函

5、数分析、最坏情况分析、特卡洛分析、批处理分析、噪声指数分析、射频分析等。1 基本文氏电桥正弦波发生器1-3常用的正弦波振荡电路有RC 和LC 两种电路,通常低频段选用RC 振荡器,其电路输出功率小,频率较低;高频段选用LC 振荡电路, 其输出的功率、频率都要高一些;频率稳定度要求高时,一般采用电容三点式振荡电路。若从波形的种类和精度两方面考虑时, 要生成正弦波时,选用文氏电桥振荡器,更易组成外稳幅振荡器。文氏电桥正弦波发生器是一种常用的RC振荡器,可以用来产生低频正弦波。采用运算放大器和文氏电桥反馈网络组成的基本振荡电路模型如图所示。 2 文氏电桥正弦波振荡系统方案制定2.1 方案论证从理论上

6、讲, 满足振荡条件后, 振荡幅值可固定在任意值上 ,但由于环境温度等外界条件的变化, 振荡条件会受到影响, 使振荡器停振或产生钵形失真。因此须在基本电路上增加稳幅电路。为得到稳幅的目的, 通常采用两只反向并接的二极管和电阻R1并联,它们在输出电压的正负半周内分别导通。在起振之初,由于输出电压幅度很小,不足以使二极管。利用二极管的非线性特性,使振荡电路能根据振荡幅度的变化,自动地改变基本放大器的负反馈的强弱,实现稳幅目的振荡过程中,两只二极管交替导通和截止,若外界因素使振幅增大, 二极管的正向导通电阻RD减小,使RF变小, 负反馈系数自动变大,反馈作用加强,从而稳定振幅。3 文氏电桥正弦波振荡系

7、统方案设计3.1各单元模块功能介绍及电路设计3.2电路参数的计算及元器件的选择 在本次课程设计电路图中，所用到的元器件包括电容、电阻、直流电源、交流电源、集成功放741、示波器等。3.4 系统整体电路图4 Multisim软件系统仿真和调试 4.1 仿真软件介绍Multisim软件前身是加拿大IIT公司在20世纪八十年代后期推出的电路仿真软件EWB（Electronics Workbench）,后来，EWB将原先版本中的仿真设计更名为multisim，2005年之后，加拿大IIT公司隶属于美国国家仪器公司（National Instrument，简称NI公司），美国NI公司于2006年初首次推

8、出Multisim9.0版本。目前最新版本是美国NI公司推出的multisim10。包含了电路原理图的图形输入、电路的硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真能力。它具有更形象直观的人机交互界面，并且提供了更加丰富的元件库、仪表库和各种分析方法。完全满足电路的各种仿真需要。Multisim软件是迄今为止使用最方便、最直观的仿真软件，其基本元件的数学模型是基于Spice版本，但增加了大量的VHDL元件模型，可以仿真更复杂的数学元器件，另外解决了Spice模型对高频仿真不精确的问题。Multisim在保留了EWB形象直观等优点的基础上，大大增强了软件的仿真测试和分析功能，大大扩充了元件库中的元件的数目

9、，特别是增加了大量与实际元件对应得元件模型，使得仿真设计的结果更加精确、更可靠、更具有实用性。4.2 系统仿真实现文氏电桥正弦波振荡产生波形图4.3 系统测试（要求测试环境、测试仪器、测量数据）5 总结5.1 设计小结通过这次电子课程设计，进一步理解并加深了对所学的模拟及数字电子技术的认识。学会了在实践中运用理论，用理论来指导实践，培养了理论联系实际的正确设计思想。通过对课题的设计，训练了运用所学的理论知识去思考问题并联系理论实际解决问题的能力，同时通过此次设计，学会了较复杂的电子系统设计的一般方法，进一步掌握了分析与设计一般电子电路的方法，并增强了独立的思考问题和解决问题的能力。同时进行基本

10、的技能训练，学会了基本仪器的使用及基本电子元器件的识别与测量。总之，通过这次电子课程设计，培养了实际运用理论的能力，为以后的学习和工作有很好的促进作用。5.1 收获体会通过这次课程设计我了解了压控振荡器在结构上的特点，使我在选择压控震荡器时更加明确哪种振荡器更合适，同时让我更好地掌握了各种电路的分析、调试与计算方法，收悉了振荡电路的各种原理和压控振荡器的使用方法，更深刻地理解了课本知识。在此次作课程设计过程中，我深深地感受到自己所学知识的有限和对所学知识的生疏，明确了不仅要学课本知识，还要再通过图书馆和网络等各种渠道来扩充自己的知识，并且要学会对所学内容的取舍及分析。总之，从中我学到了如何对待

11、遇到的困难。增强了对所学知识的思考整合能力，培养了自己的思维能力。在做课程设计过程中，老师给了很大的自由发挥的空间，可以自己选题，让我自己运用所学知识去分析和解决实际问题。这次课程设计培养了我一丝不苟的科学态度和做学问应有的耐心及恒心，也使我认识到做事要不畏困难和迎难而上的重要要性。6 参考文献1电子线路：非线性部分/谢佳奎主编：谢佳奎，宣月清，冯军编.4版.北京：高等教育出版社，（2010重印）2通信原理/樊昌信，曹丽娜编著. 6版.北京：国防工业出版社，2011.8重印3张肃文，陆兆熊.高频电子线路.第三版.高等教育出版社，1993年4董在望，肖华庭.通信电路原理.高等教育出版社，1989年5黄智伟.基于Multisim2001的电子电路计算机仿真设计与分析.北京电子工业出版社。20046 Multisim7电路设计及仿真应用/熊伟等编著。北京:清华大学出版社，2005.77 Multisim7 User Guide.Interactive Image Techn