2022年波形产生电路课程设计分析方案 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 信号发生器的设计与实 现电气 0504 班牛朋亮 012005017717 一 设计题目信号发生器的设计与实现二 设计要求自已设计电路系统,构成信号发生器,要求能产生三种以上的信号；可以一种电路产生多种信号,也可以由不同电路产生不同信号）；利用 Matlab 或PSPICE或 PROTEL或其他软件仿真；三 设计方案本次设计采纳文氏桥式RC振荡器来实现正弦波形的产生；采纳迟滞比较器和积分器来组成方波三角波产生器来实现方波与三角波形的产生；四 设计原理 、正弦波振荡电路1、正弦波振荡器的定义：它是不需外接输入信号就能将直流能源转化成具有肯定振幅和

2、肯定频率的正弦波电路；正弦波振荡电路的方框图1 / 15 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2、正弦波振荡电路的振荡条件由上图可知,如在放大电路的输入端1 端）外接肯定频率,肯定幅度的正弦波信号,经过基本放大电路和反馈网络的所构成的环路传输后,在反馈网络的输出端 2 端）,得到反馈信号,假如 与 在大小和相位上都一致,那么就可以除去外接信号,而将 1、 2 两端连接在一起 F 1回到 A F =1. 4、RC串并联选频网络的选频特性反馈系数又令 s=j , =就幅频响应相频响应当时,幅频响应有最大值3 / 15 名

3、师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 相频响应 5、文氏电桥 RC振荡器 当文氏电桥 RC 振荡器电路满意相位平稳条件此时如放大电路的电压增益为即 =2就振荡电路满意振幅平稳条件电路可以输出频率为的正弦波 稳幅措施：为了进一步改善输出电压幅度的稳固问题,可以在放大电路的 负反馈回路里采纳非线性元件来自动调整反馈的强弱以维护输出电压的稳固；能够自行启动的电路如下图所示：4 / 15 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - R21D1 R22D2 R

4、C _ + C + R1能够自行启动的正弦波产生电路图其中 R22为一小电阻,使 R21+R22略大于 2R1,|AF|1 ,以便起振 . 随着 uo 的增加, R22 逐步被短接, A 自动下降到使 |AF|=1 ,使得输出 uo稳固在某值；、方波三角波产生电路1、迟滞比较器：上行的迟滞比较器uiR+ + uoR1R25 / 15 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - Uom uoUL0UH u-Uom上下门限电压：2、反相积分器CuiR- + uoR2+ 反相积分器波形如下图+U omuoui=-U t 0 -U

5、omui=+U 6 / 15 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3、方波三角波产生电路由上行的迟滞比较器和反相积分器级联构成,迟滞比较器的输出作为反相积分器的输入,反相积分器的输出又作为迟滞比较器的输入；R01uo1RCuo+ + A1+ + A2R2R02R1方波三角波产生电路方波三角波产生电路波形图如下：7 / 15 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - uo1UOMt UOM0uoUHt UL 0五、设计内容：、正弦波产生电路及其仿真

6、：8 / 15 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 正弦波产生电路当 R4+R5=2*R3时,电路维护为正弦波输出,当 R4+R52*R3时, 电路起振；其周期为 T=2*3.14*R*C. 转变 R或 C 的值即可转变输出正弦波的周期和频率 . 正 弦 波 产 生 电 路 的 幅 值 : 由 万 用 表 测 量 可 知 二 极 管 的 正 向 压 降 幅 值 为 ：0.365901*1.4v=0.511v由 Vo/3*R3=Vd/3*R3-R5*59%-R3, 故输出正弦波的幅值为 Vo9.8v, 由仿真结果看 ,

7、 理论值和运算值吻合的很好；9 / 15 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 R1=R2=100%,周期 T=20.724ms,与仿真结果吻合的特别好 R541%,等于 75%时,起振波形如下列图：. 仿真结果：然后将 R5调整到 59%,波形维护为正弦波,如下图所示：10 / 15 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2）改 变 R1=R2=75%,周 期 为 T=15.543ms, 与 仿 真 结 果 吻 合 的 非 常 好 .R

8、5=70%,电 路 起 振 , 起 振 波 形 , 有 很 大 的 失 真 , 其 波 形 如 下 图 为 ：将 R5调整到 59%,波形稳固为正弦波,如下图所示：11 / 15 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 由两个起振波形可以知道,当R5越大,起振越快速；、方波三角波产生电路设计及其仿真 . 方波三角波产生电路其周期为：T=4R1*R3*C/R4,转变 R1,R3,C,R4 的值就可以转变输出方波三角波的周期频率；1） 当 R1=R4=R3=50% 时, 仿真结果如下图：12 / 15 名师归纳总结 - -

9、 - - - - -第 12 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2） 转变 R1值为 75%,R4=R3=50% 时,仿真结果为3） 当 R1=R3=50%,R4为 75%,仿真结果如下图：13 / 15 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4）R1=R4=50%,R3=75%,仿真结果如下图：、正弦波方波三角波产生电路 PCB如下图：14 / 15 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 总结 ：经过此次课

10、程设计,我真实的明白了信号产生的原理和实现方法,也学会了一些软件的应用,但是在应用的过程中,显现了许多的问题,虽然解 决了某些问题,可是仍旧仍有许多的问题没有方法解决,很想向老师请教,但 是由于时间关系,没有方法求教于老师,很是遗憾；在做仿真的时候,正弦波产生电路能够很好的与理论值相吻合,但是方波 三角波产生电路的仿真值和理论值就相差较大,比如说幅值和周期都不相符 合,虽然想了许多,但是仍是没有方法解决这个问题；个人认为软件的仿真是 没有问题的,有可能是理论上的周期幅值运算方法上有问题；仍要经过渐渐的 讨论才能得到更好的答案；六 参考文献：1）蒋卓勤邓玉元主编, Multisim2001及其在电子设计中的应用,西安电子科技高校出版社,2003.10 ISBN7-5606-1299-7 陈大钦主编,电子技术基础试验：电子电路试验、设计、仿真2 版, P87-91,北京：高等训练出版社,2000 ISBN 7-04-007985-2 4康华光主编 , 电子技术基础 模拟部分 第四版） ,P394-424, 高等教育出版社 1998 年 2 月 ISBN7-04-007241-6 15 / 15 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 15 页