正弦波发生器电子课设

1、课程设计说明书 NO.1正弦波发生器1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2.1设计方案选择 正弦波振荡电路是一种基本的模拟电路，它是在没有外加输入信号的情况下，依靠电路自激振荡而

2、产生正弦波输出电压的电路。 一个正弦波振荡电路要满足自己自激振荡的幅值和相位平衡条件，从组成上看，一般应包括以下几个部分。（1）放大电路：它的主要作用是放大微弱的噪声和瞬态扰动信号，为了保证放大电路能够正常放大信号，要合理地设置静态工作点。（2）反馈网络：它的主要作用是形成正反馈，以满足相位平衡条件。（3）选频网络：它的主要作用是只要单一频率信号满足振荡条件，以产生单一频率的正弦波。选频网络所确定的频率一般就是正弦波振荡电路的振荡频率，这部分电路可设置在放大电路中也可设置在反馈网络中。在很多正弦波振荡电路中，反馈网络和选频网络实际上是同一个网络。（4）稳幅环节：它的主要作用是使振荡电路的输出波

3、形的幅值稳定，对于分立元件放大电路，一般不在加稳幅环节，而是依靠晶体管的非线性来起到稳幅作用。 正弦波振荡电路按组成选频网络的元件类型的不同，可分为RC正弦波振荡电路，LC正弦波振荡电路和石英晶体正弦波振荡电路。 RC正弦波振荡电路的振荡频率比较低，一般不超过1MHz，当要求震荡频率较高时，应选用LC正弦波振荡电路。在此，因为频率为1000Hz，所以选用RC正弦波振荡电路。 课程设计说明书 NO.2RC正弦波振荡电路就是利用电阻R和电容C组成选频网络的振荡电路。常见的RC正弦波振荡电路有RC串并联式振荡电路和移相式振荡电路。综上所述,根据设计任务要求及具体实验条件，采用RC串并联电路实现放大、

4、反馈及选频网络选择，稳幅环节采用二极管反向并联限幅电路。RC串并联式正弦波振荡电路以RC串并联网络为选频网络和正反馈网络，以电压串联负反馈放大电路为放大环节，具有振荡频率稳定，带负载能力强，输出电压失真小等优点。 2.2选定设计方案的框图 设计流程图如图1所示。图1 流程图2.3单元电路设计单元电路结构 RC串并联式正弦波振荡电路如图2所示。图2 RC串并联式正弦波振荡电路 课程设计说明书 NO.3该电路由两部分组成，即放大电路和选频网络。为集成运放所组成的电压串联负反馈放大电路，取其输入阻抗高和输出阻抗低的特点。而则由、和、正好形成一个四臂电桥，另外两个对角顶点分别接到放大电路的同相和反相输

5、入端。选择反向并联二极管形成稳幅环节，利用滑动变阻器调节电阻，实现稳幅。稳幅电路如图3所示。图3 稳幅电路元件参数计算过程图2中虚线框所表示的RC串并联选频网络具有选频作用，其中=R+输入电压夹在和的串联电路上，输出电压从Z2两端引出，输出电压与输入电压的比值为： 课程设计说明书 NO.4 当输入电压大小一定时，的数值F和幅角均为角频率的函数当=即=1/2RC时F达到最大值1/3，且=0，输出电压与输入电压同相。由=1000HZ 设电阻，则C=30 在稳幅电路图中 由电路自己振荡条件决定=(1+)*1，整理得，在此调节，实现合适的，从而实现正弦波发生器的设计。 课程设计说明书 NO.5选定器件

6、列表所用元件如表1所示。表1 所用元件列表元件名称参数型号数量电容C=302个二极管D2个电阻1个1个1个1个 2.4原理图 原理图如图4所示图4 原理图 从数据库中以此找到所需元件，更改参数，按图3进行放置，依次连线，形成回路。选择示波器，万用表，频率计，正确连入电路，确认无误后，开始仿真。 课程设计说明书 NO.63仿真结果与分析 3.1列出仿真结果 双踪示波器输出端观察波形。频率计测量频率利用。万用表测量输出电压。 当滑动变阻器的阻值输入为 38%时，f=1038Hz，电压3.41v，f 约等于 f0，波形正常。 波形仿真结果如图5所示。图5波形仿真结果图设计要求幅值大于2V由图可知满足

7、设计要求电压仿真结果如图6所示。图6 电压仿真结果图 课程设计说明书 NO.7频率仿真结果如图7所示。图7 频率仿真结果图失真的仿真结果（波形、数值） 当滑动变阻器的阻值输入为 55%时，f=699.327Hz，电压 13.453v，f 不等于 f0，波形严重失真。失真波形图如图8所示。图8 失真波形图 课程设计说明书 NO.8 失真时电压如图9所示。图9 失真时电压图 失真时频率如图10所示。图10 失真时频率图 3.2理论值相比较误差原因。当滑动变阻器的阻值输入为 25%时，f=1038Hz，频率略大于设计的要求1000HZ，电压有效值3.41v，幅度。存在误差的原因主要是元件参数误差如的

8、取值，测量误差人为因素和外部坏境所引起的误差。4设计体会本次课程设计，要求完成正弦波发生器的设计，通过查阅书籍巩固了课堂上学的有关知识，又充分利用书本知识，利用Multisim 编辑软件进行了自己设计的波形图。本次设计较为顺利，在电阻的取值方面进行了较多考虑，花费了较多时间，其实通过滑动变阻器即可解决，以后要善于发散思维。本设计思路简单，仿真较为成功，但还是和给 课程设计说明书 NO.9定值有所差别。进一步研究合适的将会有所帮助。通过这次课程设计,我收获了很多，比如Multisim 编辑软件基本使用和如何做课设，更懂得了理论与实际相结合是非常重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知

9、识与实践相结合起来，从理论中得出结论，通过实践来验证，提高了自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中难免会遇到过各种各样的问题，例如刚开始软件不会用，自己摸索着一点一点来做，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识，掌握得不够好，通过这次课程设计之后，把以前所学过的东西重新温故。通过学习计算机辅助软件使我可以单独运用软件编辑简单的模拟电路图,并可以利用编辑软件对电路进一步的电路设计,在掌握了电路设计方法的同时也加深了对课本知识的理解和综合的运用,培养了我综合运用理论知识和专业知识解决实际工程问题的能力,并为以后学习专业课打下了一定的基础. 在学习Multisim 编辑软件的过程中提高了我独立思考和实践的能力，让我对这门课程加深了认识，总之，课程设计是一门十分实用的课，它锻炼了我的独立思考和实践能力，让我掌握了初步的电路设计方法，在掌握了设计方法的同时也加深了对课程知识的理解和综合的应用，培养了我综合运用理论知识和专业知识解决实际问题的能力。这次课设让我受益匪浅，希望多做一些课设来提高自己的能力。5参考文献1童诗白，华成英.模拟电子技术基础(第三版)M.北京：高等教育出版社，20012杨刚. 数字电子技术基础实验 M.北京:电子工业出版社，2004 3杨志忠. 电子技术课程设计 M.北京:机械工业出版社，2008 4王建珍. 数字电