2022年模拟电路程序设计 .pdf

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1、无锡太湖学院实训报告实训课程名称：模电课程设计学院：无锡太湖学院专业：电子信息工程班级：131学号：1322002姓名：齐晓雨成绩：指导教师：沈春耕完成日期：2014 年6 月17 日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 23 页 - - - - - - - - - 一、实训目的及要求1、实训目的（1）掌握函数信号发生器电路的原理和设计。（2）熟悉集成运放电路的工作原理及使用。（3）熟悉 Multisim仿真软件的使用。（4）能力分析实验中出现的正常或不正常的现

2、象（或数据），独立解决调试中所发生的问题。2、实训要求（1）用集成运放电路设计，组装和调试的方波、三角波和正弦波函数信号发生器。（2）熟练运用 Multisim仿真软件输出方波，三角波，正弦波波形。（3）输出波形幅值和频率可以自定义。（4）输出波形正弦波、方波和三角波的幅值、频率、相位可调。二、实训设备与仪器（1）直流稳压电源1 台（2）滑动变阻器47kF 1 只100kF 2 只100F 1 只（3）万 用 表 1 只（4）运 放 741 2 片（5）电位器50K 2 只100K 1 只名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -

3、- - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 23 页 - - - - - - - - - 100 1 只（6）电 容 470 3 只10F1 只1F1 只0.1 F 1 只（7）三极管 2N2219 4 只（8）电阻10kF 5 个20kF 3 个5.1kF 1 个100F 1 个2kF 2 个9kF 1 个（9）电 源 线 若干根（10）开关 4 个（11）电源 VCC3 个（12）VEE 3 个（13）Multisim仿真软件名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - -

4、- - - 第 3 页，共 23 页 - - - - - - - - - 三、实训内容与步骤1、熟悉电路原理（1） 原理框图（2）电路原理图2方波-三角波-正弦波过程2.1方波此电路由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。 RC回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。设某一时刻输出电压 Uo=+Uz,则同相输入端电位Up=+UT 。Uo通过 R3对电容 C正向充电，如图中实线箭头所示。反相输入端电位n 随时间 t 的增长而逐渐增高，当t趋于无穷时， Un 趋于+Uz ；但是，一旦Un=+Ut,再稍增大， Uo 从+Uz跃变为-名师资料总结 - - -精品资料欢

5、迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 23 页 - - - - - - - - - Uz,与此同时 Up从+Ut 跃变为-Ut 。随后， Uo 又通过 R3对电容 C反向充电，如图中虚线箭头所示。 Un随时间逐渐增长而减低，当t 趋于无穷大时， Un趋于-Uz；但是，一旦Un=-Ut, 再减小， Uo 就从-Uz 跃变为 +Uz ，Up从-Ut 跃变为+Ut，电容又开始正相充电。上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。2.2方波- 三角波2.2.1 方波三角波产生电路名师资料总结 - - -精品资

6、料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 23 页 - - - - - - - - - 2.2.2 比较器传输特性3 工作原理如下：只要将方波电压作为积分运算电路的输入，在其输出就得到三角波电压。当方波发生电路的输出电压u01=+Uz时，积分运算电路的输出电压 u0 将线性下降；而当u01=-Uz时，u0 将线性上升。4.电位器 RP2在调整方波 -三角波的输出频率时，不会影响输出波形的幅度。若要求输出频率的范围较宽，可用C2改变频率的范围， PR2实现频率微调。5.方波的输出幅度应等于电源电压

7、+Vcc。三角波的输出幅度应不超过电源电压 +Vcc。6 电位器 RP1可实现幅度微调，但会影响方波-三角波的频率。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 23 页 - - - - - - - - - 2.3三角波- 正弦波1. 滤波法在三角波电压为固定频率或频率变化范围很小的情况下，可以考虑采用低通滤波（或带通滤波）的方法将三角波变换成正弦波。2. 折现法根据正弦波与三角波的差别，将三角波分成若干份，按不同的比例衰减，就可以得到近似于正弦波的折线化波形。2.4三

8、角波正弦波的变换电路主要由差分放大电路来完成。1. 差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器，可以有效的抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 23 页 - - - - - - - - - 2. 为使输出波形更接近正弦波，由图2.2.4 可见：（1） 传输特性曲线越对称，线性区越窄越好；（2） 三角波的幅度 Um 应正好使晶

9、体管接近饱和区或截止区。（3） 图 2.2.4为实现三角波正弦波变换的电路。其中Rp1调节三角波的幅度， Rp2 调整电路的对称性，其并联电阻RE2用来减小差分放大器的线性区。电容C1,C2,C3 为隔直电容， C4为滤波电容，以滤除谐波分量，改善输出波形。图 2.2.3三角波正弦波变换电路图 2.2.4 三角波 -正弦波变换原理名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 23 页 - - - - - - - - - 四、实训结果与数据处理1. 数据处理（1）方波-三

10、角波中主要需要注意滑动变阻器阻值的改变以及对R13阻值的改变。（2）中滑动变阻器使其阻值尽量变小。（3）中滑动变阻器阻值在55% 左右。（4）中滑动变阻器总阻值为100KF ，使其阻值在20% 左右。（5）中滑动变阻器总阻值改成100KF ，然后阻值在45% 左右；R8阻值改大，为 100KF 。（6）中 R13阻值改大，为13KF 。（7）将图中数据改成最后得出正弦波。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 23 页 - - - - - - - - - 2. 实

11、训结果（1）先通过比较器产生方波，再通过积分器产生三角波，最后通过差分放大器形成正弦波。（2）得出方波如图所示（3）得出三角波如图所示名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 23 页 - - - - - - - - - （4）最后得出正弦波如图所示名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 23 页 - - - - - - - - -

12、 （5）得出方波，三角波波形如图所示名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 23 页 - - - - - - - - - （6）得出三角波与正弦波如图所示名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 23 页 - - - - - - - - - 五、实训总结在这几天的课程设计中，遇到了很多的问题。首先虽然有老师给的电路原理图，但是对于实

13、验原理我们还不是很明白，所以需要复习来理解和熟悉运放电路的工作原理，这样可以更加深入了解实验原理以及实验做法。知道原理之后，设计变得相对轻松了，但是新的问题又有了。老师要求用Multisim仿真软件进行绘图和仿真 , 之前我们从来没有接触过这个软件，虽然模电书上有这个软件的简单介绍，但是对于这个实验来说还远远不够。但是老师给我们很仔细地讲了这个软件的使用方法，因此我们都能很好地进行绘图和仿真。从使用 Multisim软件画图这件事中我认识到平时在生活中学习一些软件的应用真的很重要，平时不应该随意浪费时间，没有计划，而是应该在保证自己的必修课掌握好的前提下，满足了自己的娱乐与锻炼之后，学习一些其

14、它的技能。在设计的过程中，小组成员在一起讨论、一起研究、互帮互助，大家各自发挥着自己的聪明才智。虽然有时会争论，但是我们最终将实验正确完善的做完。这次试验不仅加深了对运放电路的理解，增强了自己自主学习动手的能力，而且加强了彼此之间的友谊。总而言之，这次课程设计让我们有很多的收获，不仅仅发现了很多自己欠缺的地方，而且发现自己还需要很大的努力。虽然这次实验老师给了我们足够的提示和时间，但是这样也看出我们自主动手能力很差，总是等小组其他成员做好后教自己，这样不仅仅浪费了时间也减慢了效率。所以在今后的学习中我会努力的完善自己，不浪费时间， 有计划有效率的完成各种学习任务。名师资料总结 - - -精品资

15、料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 23 页 - - - - - - - - - 六、实训设计总说明（不够可另附页）1、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(如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管)，也可以采用集成电路 (如单片函数发生器模块8038)。产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如首先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，

16、再由积分电路将方波变成三角波；也可以首先产生三角波方波，再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。由比较器和积分器组成方波三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。2、方波-三角波-正弦波的产生原理方波产生振荡，就是要求输出的两种状态自动地互相交换，所以电路中必须引入反馈；以为输出状态应按一定的时间间隔交替变化，及产生周期性变化，所以电路中

17、要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。由反相输入的滞回比较器和 RC电路组成。方波- 三角波只要将方波电压作为积分运算电路的输入，在其输出就得到三角波电压。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 23 页 - - - - - - - - - 当方波发生电路的输出电压u01=+Uz时， 积分运算电路的输出电压u0 将线性下降；而当 u01=-Uz 时，u0 将线性上升。三角波- 正弦波1. 滤波法在三角波电压为固定频率或频率变化范围很小的情况下，可以考虑采用低通滤

18、波（或带通滤波）的方法将三角波变换成正弦波。2. 折现法根据正弦波与三角波的差别，将三角波分成若干份，按不同的比例衰减，就可以得到近似于正弦波的折线化波形。3、最后电路图以及得出正弦波波形如图所示名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 23 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 23 页

19、- - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 23 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 23 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整

20、理 - - - - - - - 第 20 页，共 23 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 23 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 23 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 23 页，共 23 页 - - - - - - - - -