波形發(fā)生器實驗

1、模擬電子電路課程設(shè)計任務(wù)書 適用專業(yè)：電子信息工程專業(yè) 設(shè)計周期：一周一、設(shè)計題目：信號發(fā)生器（一）二、設(shè)計目的 1、 研究正弦波等振蕩電路的振蕩條件。 2、 學(xué)習(xí)波形產(chǎn)生、變換電路的應(yīng)用及設(shè)計方法以及主要技術(shù)指標的測試方法。 三、設(shè)計要求及主要技術(shù)指標 設(shè)計要求：設(shè)計并仿真能產(chǎn)生方波、三角波及正弦波等多種波形信號輸出的波形發(fā)生器。1、方案論證，確定總體電路原理方框圖。 2、單元電路設(shè)計，元器件選擇。 3、仿真調(diào)試及測量結(jié)果。 主要技術(shù)指標 1、正弦波信號源：信號頻率范圍20Hz20kHz 連續(xù)可調(diào)；頻率穩(wěn)定度較高。信號幅度可以在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)；2、各種輸出波形幅值均連續(xù)可調(diào)，方波占空比可

2、調(diào)；3、設(shè)計完成后可以利用示波器測量出其輸出頻率的上限和下限，還可以進一步測出其輸出電壓的范圍。四、仿真需要的主要電子元器件 1、運算放大電路 2、滑線變阻器 3、電阻器、電容器等 五、設(shè)計報告總結(jié)（要求自己獨立完成，不允許抄襲）。1、 對所測結(jié)果（如：輸出頻率的上限和下限，輸出電壓的范圍等）進行全面分析，總結(jié)振蕩電路的振蕩條件、波形穩(wěn)定等的條件。 2、 分析討論仿真測試中出現(xiàn)的故障及其排除方法。 3、 給出完整的電路仿真圖 。4、 體會與收獲。一、方案論證與比較1.1 方案提出方案一：RC正弦波振蕩電路、電壓比較器、積分電路共同組成的正弦波方波三角波函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計方法。先通過RC正弦波振蕩

3、電路產(chǎn)生正弦波，再通過電壓比較器產(chǎn)生方波，最后通過積分電路形成三角波。方案二：采用直接頻率合成器，從信號的幅度相位關(guān)系出發(fā)進行頻率合成。1.2設(shè)計方案的論證和選擇方案一電路是通過RC正弦波振蕩電路，具有良好的正弦波，正弦波通過電壓比較器產(chǎn)生穩(wěn)定的方波信號，方波信號經(jīng)過積分器產(chǎn)生三角波，方案一的電路能通過改變門限電壓，改變方波的占空比，而且此方案可調(diào)正弦波的幅值，方波的頻率、占空比。電路簡單有效，精度較高，性價比高，易于制造，能應(yīng)用于各種波形仿真、實驗應(yīng)用等。方案二能實現(xiàn)快速頻率變換，具有低相位噪聲以及所有方法中最高的工作頻率。但由于采用大量的倍頻、分頻、混頻和濾波環(huán)節(jié)，導(dǎo)致直接頻率合成器的結(jié)構(gòu)

4、復(fù)雜、體積龐大、成本高，而且容易產(chǎn)生過多的雜散分量，難以達到較高的頻譜純度。相對而言，方案一較為合理有效，因此選擇方案一。二、系統(tǒng)的功能及設(shè)計框圖2.1 系統(tǒng)的全部功能、要求及技術(shù)指標。 能產(chǎn)生幅值、頻率可調(diào)的正弦波，頻率占空比可調(diào)的方波，方波占空比連續(xù)可調(diào)。正弦波幅值范圍：762.0mV13.0V，方波頻率范圍：78.00Hz3.90kHz，方波占空比可調(diào)。2.2確定設(shè)計框圖（系統(tǒng)包含的單元電路及結(jié)構(gòu)）和總體設(shè)計方案電壓比較器產(chǎn)生三角波積分器長生方波自激振蕩產(chǎn)生正弦波（RC正弦波振蕩電路）RC正弦波振蕩電路：確定選頻網(wǎng)絡(luò)是串聯(lián)還是并聯(lián)，用滑動變阻器代替電阻，以起到選頻的效果，反饋部分用兩個并

5、聯(lián)的二極管，起到穩(wěn)幅的作用，再加滑動變阻器，用以改變正弦波的幅度；電壓比較器：正弦波經(jīng)過電壓比較器變成方波，要改變方波的占空比就得改變其門限電壓，通過外加受滑動變阻器調(diào)節(jié)的電源來實現(xiàn)可調(diào)門限電壓；積分器：方波經(jīng)過積分器后即可得到三角波。三、 系統(tǒng)仿真調(diào)試分析3.1軟件仿真原理圖3.2模擬仿真過程 1.自激振蕩產(chǎn)生正弦波2.方波2. 三角波3.3各項指標測試 1正弦波 1.1 最小頻率波形1.2 最大頻率波形1.3 最小幅度1.4 最大幅度2. 方波方波是由正弦波經(jīng)電壓比較器而得，因此其最大、最小頻率與正弦波相同方波占空比可調(diào)圖 2.1滑動變阻器R5置于25%時波形 2.2滑動變阻器R5置于75

6、%時波形3. 三角波 3.1滑動變阻器R5置于25%時波形 3.2滑動變阻器R5置于75%時波形四、結(jié)語此次實驗時間緊，做得較匆促，有些細節(jié)未能完善，但總體上來說還算可以。之前對于門限電壓等概念有些模糊，通過這次實驗，我對其理解加深。仿真過程中遇到不少問題，比如各原件參數(shù)的設(shè)定不夠精確導(dǎo)致波形的失真，要通過相應(yīng)的公式及要求進行合理設(shè)值或者通過改變原件的型號也可以解決。通過這次課程設(shè)計，我意識到了在模電方面的薄弱處，特別是理論的應(yīng)用能力要提高，并且學(xué)會了Multisim軟件的應(yīng)用，使我有了讓模電應(yīng)用于實際的一個平臺，提高了個人能力。五、參考文獻1.彭介華電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)北京：高等教育出版社，20052.張紀成電路與電子技術(shù)（模擬電子技術(shù)）電子工業(yè)出版社，20023.黃永定電子線路實驗與課程設(shè)計機械工業(yè)出版社，20054.高吉祥主編電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計北京：電子工業(yè)出版社，20025鄭步生. Multisim2001電路設(shè)計及仿真入門與應(yīng)用.電子工業(yè)出版社.2002附錄1：設(shè)計中用到的元器件、芯片的外引腳圖及引腳功能說明電路中用到的元器件：變阻器，滑動變阻器，直流電源，電容，放大器，二極管，穩(wěn)壓管，功能：調(diào)節(jié)幅度，快捷鍵C；功能：調(diào)節(jié)頻率，快捷鍵D；功能：調(diào)節(jié)占空比，快捷鍵B；功能：調(diào)節(jié)阻值，使電路滿足自己振蕩、幅度調(diào)