模电课程设计-简易信号发生器报告.doc

惠州学院HUIZHOU UNIVERSITY模电课程设计报告电子系 课题名称：简易信号发生器设计专业名称：电子信息科学与技术学生班级：10电信科技师范2班学生姓名：张建惠 学生学号：100706230 2012.6.18第一章 设计的目的及任务1.1 设计目的1.11掌握电子系统的一般设计方法1.12掌握模拟IC器件的应用1.13培养综合应用所学知识来指导实践的能力1.14掌握常用元器件的识别和测试1.15 熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法1.2设计任务 设计正弦波函数信号发生器 1.3课程设计的要求及技术指标1.31设计、组装、调试函数发生器1.32输出波形：正弦波；1.33频率范围：20Hz20KHz；1.34输出电压：不小于1V有效值1.35失真度：<= 5%第二章 函数发生器的总方案及原理框图 2.1 原理框图图2-12.2 函数发生器的总方案 函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，使用的器件可以是分立器件，也可以采用集成电路。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题采用由集成运算放大器与RC桥式正弦波振荡器共同组成的正弦波函数发生器的设计方法。本课题中函数发生器电路组成如下所示：采用RC选频网络构成的振荡电路称为RC振荡电路，它适用于低频振荡，一般用于产生1Hz1MHz的低频信号。因为对于RC振荡电路来说，增大电阻R即可降低振荡频率，而增大电阻是无需增加成本的。放大电路是一种直接耦合的多级放大电路，用于将产生的正弦波幅值放大。第三章 元器件明细清单元器件明细清单如下名称参数数量电阻7.5k2电阻560k1电阻4.7k1电阻5.1k 2电阻24k2电阻3.3k3电阻1k 2可变电阻100k2电容1042电容1032电容1022电解电容10uf4电解电容47uf1三极管npn3 第四章 单元电路设计3.1 正弦波发生电路的工作原理 正弦波振荡电路是一种选频网络和正反馈网络的放大电路。其自震荡的条件是环路增益为1，即AF=1,。其中A为放大电路的放大倍数，F为反馈系数。为了使电璐能够震起来，还应该是环路增益略大于1。RC振荡电路主要用于产生小于1MHZ的低频信号。振荡电路是大多数信号发生器电路的核心技术，文氏桥振荡电路为其中的一种，在电路中选择合适的元器件参数，便可得到相应的输出频率和振幅。 原理图为这种电路可实现频率可调。3.2RC选频网路：经过多次调试，定数据R1=7.5K， R2=7.5K，RW=100K，C1=0.01uf,C2=0.1uf，C3=1uf。(1) 起振过程：(2) 稳定振荡：(3) 振荡频率振荡频率由相位平衡条件决定。A= 0，仅在 f0处 F = 0 满足相位平衡条件，所以振荡频率f0= 1/2RC。改变R、C可改变振荡频率RC振荡电路的振荡频率一般在200KHz以下。振荡频率的调整3.3共集放大电路：在共集电极放大电路中，输入信号是由三极管的基极与集电极两端输入的（在原图里看），再在交流通路里看，输出信号由三极管的集电极与发射极两端获得。因为对交流信号而言，（即交流通路里）集电极是共同接地端，3.4二级放大电路：3.5 电路的参数选择与计算： 1、RC选频网络 对于第一频段20Hz200Hz由： 选： 有： 得：同样可得：对于第二频段：200Hz2KHz由： 选： 有： 得：同样可得：对于第三频段：2KHz20KHz由： 选： 有： 得：同样可得：第五章 电路的安装与调试4.1 静态调试 整个电路连接完之后，就可以对该电路进行调试和检测了，以发现和纠正设计方案的不足之处。在进行调试和测试之前，首先要对电路进行检查。对照原理图按顺序一一检查，以免产生遗漏。以元件作为中心进行检查，把每个元器件的引脚依次检查，看是否有接错线或者漏接等问题，为了防止出现错误，最好对已经检查好的线路在原理图上做好标记，倘若线路检查无误，则可以对线路进行调试和测试了。 用万用表适当的档位对线路进行测试，看线路是否有短路或者断路等问题，如果出现错误，就立即进行改进，修改再进行调试。4.2 动态调试4.2.1 仿真电路： 4.2.2仿真内容：（1） 调节反馈电阻RW是电路产生正弦波振荡。（2） 测量稳定振荡时输出电压峰值、运放同相端电压峰值、二极管两端电压最大值，分析它们之间的关系。仿真结果：图5-2-2正弦波失真4.2.3问题：按照图示中的电路仿真后的结果出现了顶部和底部的失真，经过一系列的计算和调试，我们终于将失真的波形调试成正常的正弦波。4.2.4，仿真最终结果：4.3 调试中的注意事项为了保证效果，必须减小测量误差，提高测量精度。为此，需注意以下几点： (1)正确使用测量仪器的接地端（2）测量电压所用仪器的输入端阻抗必须远大于被测处的等效阻抗。因为，若测量仪器输入阻抗小，则在测量时会引起分流给测量结果带来很大的误差。（3）仪器的带宽必须大于被测电路的带宽。(4）用同一台测量仪进行测量进，测量点不同，仪器内阻引起的误差大小将不同。（5）调试过程中，不但要认真观察和测量，还要记录。记录的内容包括实验条件，观察的现象，测量的数据，波形和相位关系等。只有有了大量的可靠实验记录并与理论结果加以比较，才能发现电路设计上的问题，完善设计方案。（6）调试时出现故障，要认真查找故障原因，切不可一遇故障解决不了的问题就拆掉线路重新安装。因为重新安装的线路仍可能存在各种问题。我们应该认真检查。调试结果是否正确，在很大程度上受测量正确与否和测量精度的影响。第六章 课程设计总结经过两周的课程设计的学习，我和我的组员制作了一个简易信号发生器，这其中的兴奋是无法用言语表达的。首先，我根据学到的基础知识把老师提供的电路图，进行电路仿真，任何事情都不可能是一帆风顺的，开始是创建网络表时出现问题，后来是没有差错但出来的仿真波形不是预计中的，最后通过同学们的帮助，把电路仿真图做出来了。 接下来，开始了我们的实物焊接阶段。之前的电子工艺让我简单的接触到了焊接实物，以为会比较轻松，但实际焊接起来才发现此次与电子工艺中的焊接实物有很大的不同，要自己对焊板上元件进行布置和焊接电路元件连线，增加了很大的难度。由于采用了电路板，为了使步线美观、简洁，还真是费了我们不少精力，经过不断的修改与讨论，最终结果还比较另人满意。最后一步是调试，刚开始，没有产生预期的波形，通过不断的检查修改，检查再修改，最终我们制作的简易信号发生器输出了正确的波形。通过这次模电课程设计的学习，不仅学到了不少关于模电方面的知识，而且锻炼了自己的动手能力以及实践能力，以后也要继续动手做这种类似的实验。第七章 参考文献模拟电子技术基础（第五版） 童诗白 华成英 主编 - 12 -