模电课程设计报告正弦波方波三角波发生器.docx
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1、宁波大红鹰学院模拟电子技术课程设计报告课题名称: 信号发生器分 院: 机械与电气工程学院教 研 室: 电气工程及其自动化班 级:姓 名:学 号:指导教师: 严金龙 李燕二一三 年 十二 月课题名称一、设计任务1.1 设计要求1. 利用集成运算放大器 LM358 设计一个简易信号发生器,要求能产生正弦波、方波和三角波三种波形。2. 承受双电源供电形式:电源VCC= +12V 、VEE= -12V ;输出信号满足:1正弦波:V =2V;方波:V =13.5V;三角波:V=8V ;pppppp2频率:110HZ;3波形无明显失真。1.2 系统框图RC 自方波发积 分激 震 荡 产生电路电路产生二、硬
2、件设计2.1 正弦波发生电路图 1 正弦波RC 串并联选频网络如以下图a所示,它在正弦波振荡电路中既为选频网络, 又为正反响网络,所以其输入电压为,输出电压为。当信号频率足够低时, 向量如图(b)所示。超前,因而网络的简化电路及其电压和电流的,当频率趋于零时,相位超前趋近于+900,且趋近于零。当信号频率足够高时, 向量如图c所示。滞后且趋近于零。,因而网络的简化电路及其电压和电流的,当频率趋近于无穷大时,相位滞后趋近于-900,当信号频率从零渐渐变化到无穷大时,的相位将从+900 渐渐变化到-900。00因此,对于RC 串并联选频网络,必定存在一个频率f ,当f=f 时,=同相。通过计算可求
3、出RC 串并联选频网络的频率特性,如以下图所示,其谐振频率。为使 f0=110hz,即使 RC=1/220*3.14,确定了 C 的值就得到一个电阻的值。R=1.4471.45K,C=1uf。RC 桥式正弦波振荡电路:0由于正弦波振荡器的起振条件是,从幅频特性曲线可得,当f=f 时, F=1/3,所以当 A3 时,即 RC 串并联选频网络匹配一个电压放大倍数略大于 3 的正反响放大器时,就可构成正弦波振荡器。从理论上讲,任何满足放大倍数要求的放大电路与 RC 串并联选频网络都可组成正弦波振荡电路;但是,实际上,所选用的放大电路应具有尽可能大的输入电阻和尽可能小的输出电阻,以减小放大电路对选频特
4、性的影响,使振荡频率几乎仅仅打算于选频网络。因此,通常选用引入电压串联负反响的放大电路,如同相比例运算电路。由RC 串并联选频网络和同相比例运算电路所构成的RC 桥式正弦波振荡电路如下图。正反响网络的反响电压 是同相比例运算电路的输入电压,因而要把同相比例运算电路作为整体看成电压放大电路,它的比例系数是电压放大倍数,依据起振条件和幅值平衡条件Rf 的取值应略大于 2R1。为了稳定输出电压的幅值,应在电路中参加非线性环节。例如,可选用 R1 为正温度系数的热敏电阻。当Uo 因某种缘由而增大时, 流过 Rf 和 R1 的电流增大,导致温度上升,因而 R1 的阻值增大,从而使得Au 数值减小,Uo
5、也就随之减小;为使电路中的电阻能到达要求,所以选择了 50K 的电位器。2.2 方波发生电路方波输出正弦波输入图 2 方波正弦波经过电压比较器后产生方波,通过课程设计要求到达Vpp=13.5v,所以选择了 6.2v 的稳压管。2.3 三角波发生电路图 3 三角波方波通过积分电路,产生三角波。积分电路是一种运用较为广泛的模拟信号运算电路,它是组成各种模拟电子电路的重要根本单元,它不仅可以实现对微分方程的模拟,同时在掌握和测量方波-三角波发生电路波形图系统中,积分电路也有着广泛运用,利用其充放电过程可以实现延时,定时以及各种波形的产生 . 积分电路还可用于延时和定时。在三角波发生电路图中,将方波电
6、压作为积分运算电路的输入,在积分运算电路的输出就得到三角波电压。通过同向输入端输入作为一个滞回比较器,输出产生方波,滞回比较器的幅值大小为稳压二极管稳压电压,方波经过一个积分电路产生三角波 。2.4 原理图图 4 原理图三、测试3.1 焊接和测试当焊接完成第一步,我进展了正弦波的调试,在焊接过程中,由于没有 1.45K 的电阻,所以我只好选择了 1.5K的电阻,当测试时,频率只能到达 105hz, 试验数据能够满足理论计算。以下图为焊接过程。图 3-1 焊接过程图 3-2 正弦波和方波电路连接当第一步完成后,接着就连续了其次步,接通方波电路,在实训过程中,由于选择稳压管的时候选择错误,导致方波
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