模电课程设计

1、 苏州科技大学电子与信息工程学院模拟电子技术课程设计报告课设名称 正弦波-方波-三角波发生器 学生姓名 学号 1120119206 班 级 通信1112 指导教师 叶晓燕 2013 年 7 月苏州科技大学电子与信息工程学院模拟电子技术课程设计报告1 设计课题：设计内容：正弦波-方波-三角波发生电路技术指标与要求：(1)正弦波-方波-三角波的频率在100HZ20KHZ范围内连续可调;(2)正弦波-方波的输出信号幅值为6V.三角波输出信号幅值为02V连续可调(3)正弦波失真度g 5%。2 课程设计目的：（1）巩固所学的相关理论知识；（2）实践所掌握的电子制作技能；（3）会运用EDA工具对所做出的理

2、论设计进行模拟仿真测试,进一步完善理论设计（4）通过查阅手册和文献资料,熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用元器件的原则（5）掌握模拟电路的安装测量与调试的基本技能,熟悉电子仪器的正确使用方法,能力分析实验中出现的正常或不正常现象(或数据)独立解决调试中所发生的问题（6）学会撰写课程设计报告（7）培养实事求是,严谨的工作态度和严肃的工作作风.（8）完成一个实际的电子产品；进一步提高分析问题、解决问题的能力3系统知识介绍 （1）正弦波发生电路的工作原理:产生正弦振荡的条件:正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波，我们一般在放大电路中引入正反馈，并创造条件，使其产生稳定可

3、靠的振荡。正弦波产生电路的基本结构是：引入正反馈的反馈网络和放大电路。其中：接入正反馈是产生振荡的首要条件，它又被称为相位条件；产生振荡必须满足幅度条件；要保证输出波形为单一频率的正弦波，必须具有选频特性；同时它还应具有稳幅特性。因此，正弦波产生电路一般包括：放大电路；反馈网络；选频网络；稳幅电路个部分。正弦波振荡电路的组成判断及分类：放大电路：保证电路能够有从起振到动态平衡的过程，电路获得一定幅值的输出值，实现自由控制。选频网络：确定电路的振荡频率，是电路产生单一频率的振荡，即保证电路产生正弦波振荡。正反馈网络：引入正反馈，使放大电路的输入信号等于其反馈信号。稳幅环节：也就是非线性环节，作用

4、是输出信号幅值稳定。 判断电路是否振荡。方法是：是否满足相位条件，即电路是否是正反馈，只有满足相位条件才可能产生振荡放大电路的结构是否合理，有无放大能力，静态工作是否合适； 是否满足幅度条件正弦波振荡电路检验，若： (1) 则不可能振荡； (2) 振荡，但输出波形明显失真； (3) 产生振荡。振荡稳定后。此种情况起振容易，振荡稳定，输出波形的失真小 分类： 按选频网络的元件类型，把正先振荡电路分为：RC正弦波振荡电路；LC正弦波振荡电路；石英晶体正弦波振荡电路。RC正弦波振荡电路： 常见的RC正弦波振荡电路是RC串并联式正弦波振荡电路，它又被称为文氏桥正弦波振荡电路。 串并联网络在此作为选频和

5、反馈网络。它的电路图如图（1）所示： 它的起振条件为： 。它的振荡频率为： 它主要用于低频振荡。要想产生更高频率的正弦信号，一般采用LC正弦波振荡电路。它的振荡频率为： 。石英振荡器的特点是其振荡频率特别稳定，它常用于振荡频率高度稳定的的场合。（2） 正弦波转换方波电路的工作原理:在单限比较器中，输入电压在阀值电压附近的任何微小变化，都将引起输出电压的跃变，不管这种微小变化是来源于输入信号还是外部干扰。因此，虽然单限比较器很灵敏，但是抗干扰能力差。而滞回比较器具有滞回特性，即具有惯性，因此也就具有一定的抗干扰能力。从反向输入端输人的滞回比较器电路如图1a所示，滞回比较器电路中引人了正反馈。从集

6、成运放输出端的限幅电路可以看出，UO±UZ。集成运放反相输人端电位UPUI同相输入端电位令UN=UP求出的uI就是阀值电压，因此得出输出电压在输人电压u，等于阀值电压时是如何变化的呢？假设uI<-UT，那么UN一定小于up，因而UO+UZ，所以uP=+UYO。只有当输人电压uI增大到+UT，再增大一个无穷小量时，输出电压UO才会从+UT跃变为-UT。同理，假设UI>+UT，那么UN一定大于uP，因而UO-UZ，所以uP-UT。只有当输人电压UI减小到-UT，再减小一个无穷小量时，输出电压UO才会从-UT跃变为+UT。可见，UO从+UT跃变为-UT和从-UT跃变为+UT的阀

7、值电压是不同的，电压传输特性如图b)所不。从电压传输特性上可以看出，当-UTuI+UT时，UO可能是-UT，也可能是+UT。如果uI是从小于-UT，的值逐渐增大到-UT<uI<+UT，那么UO应为+UT；如果uI从大于+UT的值逐渐减小到-UT<uI<+UT，那么应为-UT。曲线具有方向性，如图b)所示。实际上，由于集成运放的开环差模增益不是无穷大，只有当它的差模输人电压足够大时，输出电压UO才为±UZ。UO在从+UT变为-UT或从-UT变为+UT的过程中，随着uI的变化，将经过线性区，并需要一定的时间。滞回比较器中引人了正反馈，加快了UO的转换速度。例如，当

8、UO+UZ、uP=+UT时，只要uI略大于+UT足以引起UO的下降，即会产生如下的正反馈过程：UO的下降导致uP下降，而UP的下降又使得UO进一步下降，反馈的结果使UO迅速变为UT，从而获得较为理想的电压传输特性。本电路中该电路的作用是将正弦信号转变成方波信号，其传输特性曲线如下图所示： 正弦波传输特性（3） 方波转换成三角波电路的工作原理： 当输入信号为方波时，其输出信号为三角波，电路波形图如下：4电路方案与系统、参数设计；（1）电路系统设计：通过一学期的模拟电路课程，对电路的熟悉与掌握程度给出设计方法（2）电路功能框图：积分器过零比较器RC正弦波振荡电路方波三角波正弦波 （3）元器件与参数

9、设计：RC正弦波振荡电路正弦波转换为方波电路方波转换为三角波电路（4）器材清单表器材规格数量运算放大器2个比较器1个开关9个电容器3各2个电阻2.4k 10k各2个100k 180k 10k1个可变电位器2.7k2个可变电容器1uf1个二极管1N40012个（5）电路仿真：（电路仿真的软件、电路仿真的效果设计、电路仿真图、实际效果情况。）所用仿真软件：multisim10仿真总电路图输出波形：正弦波失真分析：5设计总结（1）通过对多种波形发生器的设计，我把理论联系到实际，把这个学期所学的模拟电路的知识和数字电路的知识真正在实践中联系起来。而且通过对此课程的设计，我不但知道了以前不知道的理论知识，而且也巩固了以前知道的知识。最重要的是在实践中理解了书本上的知识，明白了学以致用的真谛。也明白老师为什么要求我们做好这个课程设计的原因。他是为了教会我们如何运用所学的知识去解决实际的问题，提高我们的动手能力。在整个设计过程中，我感觉调试部分是最难的，因为理论计算的值在实际当中并不一定是最佳参数，我们必须通过观察效果来改变参数的数值以期达到最好。而参数的调试是一个经验的积累过程，没有经验是不可能在短时间内将其完成的，因此